本文摘要:1971年,美国学者J .蒂尔尼等人的著作《数字频率合成仪》(adigitalffrequencyssynergizer-),首次明确提出了从振幅概念到全数字技术必要准备所需波形的新一代原理。

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1971年,美国学者J .蒂尔尼等人的著作《数字频率合成仪》(adigitalffrequencyssynergizer-),首次明确提出了从振幅概念到全数字技术必要准备所需波形的新一代原理。限于当时的技术和设备生产,其性别指数无法与几种技术相提并论,所以一直没有受到重视。在过去的一年里,随着微电子技术的飞速发展,必要的数字频率合成器(DDS或DDFS)取得了快速发展。

由于其优越的性能和类似于其他频率制备方法的特点,它已成为现代频率制备技术中最好的之一。在比较比特率长、频率切换时间短、频率分辨率低、输入幅度倒数、产生宽带矢量信号和其他种类的调制信号、可编程和全数字化、控制灵活方便等方面都有清晰的体现。

具有极高的性价比。1 DDS的基本原理和性能特点。

DDS的基本批量是利用采样来量化并通过排序的方法产生波形。DDS有多种结构,其基本电路幅度累加器由N位加法器和N位加法寄存器级联组成。每次时钟脉冲fs到来时,加法器将主字k乘以加法寄存器输入的相加幅度数据,并将相乘结果发送到加法寄存器的数据输出端,使加法器在下一个时钟脉冲开始和停止后将频率主字相乘。

通过这种方式,幅度累加器将线性幅度特殊加法大大扩展到时钟下的频率主字。由此可见,幅度累加器在每一个中输出时,频率主字相加一次,幅度累加器输入的数据就是准备好的信号的幅度,幅度累加器的输出频率就是DDS输入的信号频率。幅度累加器输入的数据用作波形存储器(ROM)的幅度采样地址。这样,存储在波形存储器中的波形采样值(二进制码)可以通过查找表来跟踪,并且幅度到幅度的切换已经完成。

波形存储器的输入被发送到数模转换器,数模转换器将数字形式的波形幅度转换成被拒绝的准备频率的模拟形式信号。低通滤波器作为不必要的噪声采样分量,以输入频谱清晰的正弦波信号。与比特率比较、频率切换时间、低隔夜释放力、幅度连续性、矢量输入和积分等一系列性能指标相比,DDS达到了传统频率准备技术所能超越的水平,为系统获得了比模拟信号源更高的性能。

(1)输入频率具有宽比特率,输入频率比特率为50%fs(理论值)。然而,考虑到低通滤波器的特性和设计可玩性以及输入信号杂散的感应,实际输入频率比特率仍可超过40%fs。

(2)短频率切换时间DDS是一个开环系统,与系统没有任何联系。这种结构使得DDS的频率切换时间非常短。

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实际上,DDS的频率控制字发生变化后,需要在一个时钟周期后按照新的幅度增量进行相加,从而构成频率切换。所以频率和时间是相等的,频率控制着字的传输,也就是一个时钟周期的时间。时钟频率越高,切换时间越长。

DDS的频率切换时间可达纳秒左右,比其他频率制备方法短几个数量级。(3)频率分辨率极高。如果时钟fs的频率不变,那么DDS的频率分辨率就是幅度累加器的位数N。

只有减少幅度累加器的位数n,才能获得给定的小频率分辨率。目前大多数DDS的分辨率都在1Hz左右,很多都大于1mHz甚至更小。(4)幅度变化的倒数改变了DDS输入频率,这实质上增加了每个时钟周期的幅度。

振幅函数的曲线是倒数,但频率在改变频率的瞬间又改变了,从而保持了信号振幅的连续性。(5)输入波形的灵活性只要在DDS中加入调频、调相和调幅等适当的控制,调频、调相和调幅功能就可以方便地构建和实现
另外,只要在DDS的波形存储器中存储不同的波形数据,就可以构造出各种波形输入,如三角波、锯齿波、矩形波甚至给定波形。

当DDS的波形存储器分别存储在正弦和余弦函数表中时,可以得到两路矢量输入。(6)其他优点由于DDS中的所有元件都属于数字电路,所以更容易搭建,功耗更低,体积小,重量轻,可靠性低,更容易编程,非常灵活,所以性价比极高。

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