摘要：本文叙述了直接数字频率合成技术的历史演进和现状。介绍了直接数字频率合成的原理和技术特点，阐述了直接数字频率合成技术在任意波形发生器中的应用。讨论了在任意波形发生器中直接数字频率合成技术的优势和缺陷。

       关键字：直接数字合成、任意波形发生

      1 前言
      频率合成理论自20世纪30年代提出以来，得到了迅速的发展CONTROL ENGINEERING China版权所有，目前主要有四种技术：直接模拟频率合成、锁相频率合成、直接数字频率合成和混合式频率合成技术。

     直接数字频率合成（DDS）是指从相位量化概念出发直接合成所需波形。1971年，美国学者J．TierncyC．M．Rader和B．Gold提出这一概念，近年来随着数字集成电路和微电子技术的快速发展，直接数字合成技术得到了飞速的发展 。同时，它将先进的数字信号处理

      任意波形发生器（AWG）是信号源的一种，具有信号源所有的特点，而且可以产生任何可以设计的波形，适合各种仿真和测试要求，极大的方便了设计和调试。日前，北京普源精电公司（RIGOL TECHNOLOGIES控制工程网版权所有,INC）率先推出了国内新一代直接数字频率合成（DDS）信号发生器DG3000系列，并以强大的功能和人性化设计，给国内用户提供了极佳的选择。

      2 直接数字合成原理
       直接数字频率合成（DDS）是采用数字化技术，通过控制频率控制字直接产生所需的各种不同频率信号。DDS主要由参考时钟、相位累加器、正弦查找表、D/A转换器和滤波器等组成，如图1。

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图1 DDS结构原理图

        参考时钟由一个高稳定的晶体振荡器产生www.cechina.cn，来同步整个频率合成器的各个组成部分。N位加法器与N位相位寄存器级联构成相位累加器，每来一个时钟脉冲，加法器就将频率控制字Ｋ与相位寄存器中的数据相加。相位寄存器可以将加法器在上一个时钟作用后产生的新相位数据反馈到加法器的输入端，以使加法器在下一个时钟的作用下继续将相位数据与频率控制字相加。这样，相位累加器在参考时钟的作用下进行线性相位累加。当相位累加器达到上限时，就会产生一次溢出，完成一个周期性的动作控制工程网版权所有，这个周期就是合成信号的一个周期，累加器的溢出频率也就是DDS的合成信号频率。

       在参考时钟的控制下，频率控制字送入相位累加器。用相位累加器的输出作为正弦查找表的查找地址对正弦表进行查找。查找表中的每个地址代表一个周期的正弦波的一个相位点，每个相位点对应一个量化振幅值。因此，这个查找表相当于一个相位/振幅变换器，它将相位累加器的相位信息映射成数字振幅信息。查找后的振幅数据再经过D/A转换器得到相应的阶梯波，最后经低通滤波器对阶梯波进行平滑处理，即可得到由频率控制字决定的连续变化的输出正弦波2。

       设频率控制字是 ，输出频率为 ，参考时钟是 ，相位寄存器 位，频率分辨率是 。那么有下面的公式：
                                                              （1）
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