信號源及DDS雜散分析

信號源及DDS雜散分析

目  錄

中文摘要……………………………………………………………………………………………1
前言…………………………………………………………………………………………………1
1 模擬信號源與DDS系統性能特點比較…………………………………………………………1
1.1 模擬信號源的類型及特性…………………………………………………………………1
1.1.1 RC正弦波振蕩電路……………………………………………………………………1
1.1.2 LC正弦波振蕩電路……………………………………………………………………2
1.1.3 石英晶體振蕩器 ……………………………………………………………………3
1.2 DDS系統原理及特性………………………………………………………………………4
1.3 兩者比較……………………………………………………………………………………5
2 DDS的雜散來源…………………………………………………………………………………6
2.1 相位截斷誤差分析………………………………………………………………………7
2.2 幅度量化誤差分析……………………………………………………………………9
3 對于DDS雜散信號抑制的分析………………………………………………………………10
3.1 ROM幅度表壓縮………………………………………………………………………10
3.2 加擾技術……………………………………………………………………………… 11
3.3 改進的DDS電路結構………………………………………………………………… 13
結論………………………………………………………………………………………………14
參考文獻…………………………………………………………………………………………15
英文摘要…………………………………………………………………………………………15
致謝 ………………………………………………………………………………………………16

 

信號源及DDS雜散分析
 

摘要：信號源是電子系統中重要的組成部分。隨著電子技術的不斷發展,對信號源的要求越來越高，傳統的模擬信號源已經遠遠不能滿足要求，而直接數字合成技術的出現，給現代電子技術帶來了新的生機。但因其數字化本身的特點，仍存在輸出頻帶范圍有限，輸出雜散大的缺點。因此，解決這方面的問題就顯得尤為重要。本文分析了DDS系統與模擬信號源系統的電路特征，研究了它們各自的性能特點，并對兩者進行了比較；探討了DDS雜散的來源，主要來源有3個：相位截斷誤差，幅度量化誤差和數模轉換器的非理想特性；重點對DDS的相位截斷雜散信號和幅度量化雜散信號進行了分析，得到1些關于其頻譜特征和雜散水平的規律性結論，并提出了相應的抑制雜散的方法。
關鍵詞：直接數字頻率合成；模擬信號源；相位截斷；幅度量化；雜散抑制
Siganal Source and the Analysis of DDS Spur
 

Abstract: The signal source is an important part in the electronic system. Along with continuous development of the electronic technical, the request of the signal source is more and more high and the traditional simulant signal source cound’t satisfy the request any more. The emergence of direct digital frequency synthesis has brought much vitality for modern electronic science and technology. But because of the numeral characteristics by itself, the DDS still has the weakness of limited scope for the equency broad and miscellaneous spur. Therefore, the problem to resolve this aspect seems to be much importance. This article analyzes characteristic of DDS and simulant signal source system, studys their function characteristics and carries on the comparison to both while the analysis of DDS is more in detail. There are three main sources of spurious signal in DDS: the truncation of the phase accumulator bits in the sine ROM, the finite precision of the sine samples stored in the ROM, and the digital to analog conversion. In this article the front two are emphatically studyed to get some regular conclusion referring to its frequency chart characteristic and spur level. At the end, corresponding technique to reduce the spur is introduced.
Key words: the direct digital frequency synthesis; simulant signal source; phase truncation; quantization of rank ; reduction of spur.

前言
高精度的信號源在現代電子系統中占有10分重要的地位,它是進行科學研究、開發研制新產品、各種測試和實驗必不可少的工具之1，在通信、電子、控制、雷達、測量、教學等領域應用10分廣泛。1般要求頻率穩定度高，大的功率輸出動態范圍，良好的輸出頻率響應，應具有調制功能，頻譜純度高，頻率、相位、幅度可程控，精度高等特點。因此傳統的模擬信號源已經遠遠不能滿足要求，而直接數字合成技術（Direct Digital Frequency Synthesis簡稱DDS或DDFS）的應用，產生了全數字化的信號源，以數字為基礎的程控化、智能化的信號源，不僅性能指標有了質的飛躍，功能也更為強勁，操作更加簡便。
DDS技術是近年來迅速發展起來的1種新型的頻率合成技術,它具有頻率改變速度快、頻率分辨率高、相位連續以及可靈活產生波形等特點。近幾年超高速數字電路的發展以及對DDS的深入研究，DDS的最高頻率以及噪聲性能已達到相當高的水平。隨著這種頻率合成技術的發展，現已廣泛應用于通訊、導航、雷達、遙控遙測、電子對抗以及現代化的儀器儀表工業等領域。但因其數字化本身的特點，仍存在輸出頻帶范圍有限，輸出雜散大的缺點。因此，解決這方面的問題就顯得尤為重要。

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