郭键，朱杰

（北京物资学院 信息学院，北京 101149）

信号发生器是一类十分重要的仪器，在通信、测控、导航、雷达、医疗等领域有着广泛的应用，而频率和幅值可调的正弦信号更是常用作基准信号或载波信号[1-2]。直接数字频率合成（DDS）技术是一种新型的频率合成技术，它较之以前的频率合成技术，具有极短的频率切换时间，极高的频率分辨率，频率变化时相位变化连续，易于对频率、相位、幅度进行调制等突出优点，这使得DDS日益受到重视，已成为现代电子系统中信号源的首选[3-4]。

1 DDS技术工作原理

DDS的工作原理的实质是将2π弧度做N位量化，以系统时钟为参考频率对信号相位进行采样。其基本结构框图如图1所示，由相位累加器、波形ROM、D/A转换器和低通滤波器以及参考时钟fc构成。N位频率控制字在每个时钟周期内与相位累加器中的相位进行一次累加，该累加的结果作为一个寻址地址，该地址对应的波形存储器中的内容就是一个波形合成点的幅度值，经D/A转换将其转换为模拟采样值，再经低通滤波器滤波后得到符合要求的模拟信号[5-7]。

图1 DDS工作原理图Fig.1 Diagram of working principle of DDS

若N位频率控制字在参考时钟fc的作用下以频率控制字M为步进进行相位累加，则输出频率fout与时钟频率fc及频率控制字M的关系为：fout=M×fc/2N。当参考时钟频率fc与相位累加器的位数N固定时，输出频率fout的大小就由M来确定M=2N×fout/fc，因此M值改变则输出频率随之改变。当M=1时，DDS所能产生信号的最低频率为fout=fc/2N，这是DDS的频率分辨率。DDS的最高输出频率由奈奎斯特采样定理决定，即fc/2。……