一种基于DDS的宽带频率合成的设计

3 性能分析
3．1 本方案的优点
DDS是近年来迅速发展起来的一种新的频率合成方法，它相对于以前的频率合成方法有众多优点。
1)输出分辨率小，AD9858(参考时钟频率fc=600 MHz)的相位累加器为32位，分辨率为0．14Hz。
2)输出频率变换时间小：一个模拟锁相环的频率变换时间主要是它的反馈环处理时间和压控振荡器的响应时间，通常大于1 ms。而AD98 58的频率变换时间主要是DDS的数字处理延迟，通常为几十个ns。
3)调频范围大：一个负反馈环的带宽输出参考频率决定了模拟锁相环的稳定的调频范围；整片的DDS合成器是不受稳定性的影响的，在整个Nyquist频率范围内是可调的。
4)相位噪声小：DDS优于PLL的最大优势就是它的相位噪声。由于数字正弦信号的相位与时间成线形关系，整片的DDS输出的相位噪声比它的参考时钟源的相位噪声小。而模拟锁相环的相位噪声是它的参考时钟的相位噪声的加倍。
5)设计方便：整片DDS包括了信号D／A变换器，在系统设计时易于实现，而且现在的DDS不再需要专门的射频设计，简单的数字控制减少了硬件的复杂性。
3．2 本方案杂散性能分析
杂散来源主要有DDS的杂散输出和PLL鉴相频率fr的泄漏。由于DDS的杂散输出较丰富，当杂散分布在环路带宽以内时，由于PLL的倍频效应使带内的杂散抑制比恶化：
S=20lg(N)dB其中：N为PLL的分频比；
当DDS的杂散位在PLL环路带宽以外时，受到环路的抑制，从而使杂散抑制比改善：
S=20lg(N)dB
理论上，DDS的输出杂散由下式决定：
SQR=1．76+6．02B+20Log(FFS)+10Log(Fsos／Fs)(dB)
其中：B是输出的DAC的位数
FFS是使用DAC满刻度的百分比
Fsos是过采样速率
Fs是奈奎斯特速率
例如：对与AD9858DDS，输出满刻度0．7的150 MHz，时钟为900 MHz，其杂散为
SQR=1．76+6．02x104-20log(0.7)+10log(900／300)=63．63(dB)

4 测试结果
本系统的重点和难点主要是考察AD9858输出的杂散指标。测试条件在AD9858参考时钟600 MHz，DAC输出150 MHz。实验的结果如下图4所示。近端杂散优于-80 dBc和AD9858的资料相符，满足设计要求。

5 结束语
随着数字电子技术的发展，直接数字频率合成得到了日益广泛的应用，DDS作为频率合成技术倍受青睐，但是也存在一些问题。随着数字技术的发展，相信DDS会有更为出色的表现。