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直接数字频率合成(DDS)是近年来得到迅速发展的一种新兴频率合成技术,它具有频率分辨率高、切换速度快、相位噪声低、频率切换时相位连续和可以产生任意波形等优点。同时,它的全数字结构也带来了输出带宽窄和杂散抑制差的缺点。随着微电子技术的发展和对DDS研究的不断深入,DDS输出带宽的限制正在逐步被克服,但是输出带宽的逐步克服并没有解决杂散的问题,因此如何抑制杂散仍然是DDS需要解决的问题。 目前,DDS杂散抑制的研究大多集中在对DDS内部结构的改进方面,如相位累加器的优化、ROM压缩技术、抖动注入技术、以过采样方法降低带内误差功率以及对DDS工艺结构和系统结构的改进等。这些改进技术促成了AD公司、Qualcomm公司和Stanford公司一系列性能优良的DDS器件不断出现:采用GaAs技术生产出来的DDS芯片工作频率可达1GHz,输出频率可达300MHz到400MHz,频率分辨率可到mHz,排除DAC的限制,杂散指标已可达-70dB以下。 本文对相位截断误差引起的杂散抑制问题进行了深入研究。详细介绍了ROM压缩技术、抖动注入技术和噪声整形技术的杂散抑制原理,重点研究了相位抖动技术和噪声整形技术在降低DDS相位截断误差中的应用。为了简化对DDS输出频谱的分析,建立了具有频率合成正弦波功能的DDS仿真模型,并在此模型的基础上,分析比较了Unit Delay码和PN码对输出频谱的影响。详细推导了一阶(二阶)噪声整形的信噪比及信噪比改善系数D,建立了加入一阶(二阶)噪声整形电路的DDS模型。仿真结果说明,二阶噪声整形电路对输出频谱有一定的改善能力。最后,巧妙地利用了相位抖动技术、ROM压缩技术和噪声整形技术各自的特点,分别建立了相位抖动技术和Sunderland结构相结合及噪声整形技术和Sunderland结构相结合的DDS模型。从几种模型的仿真效果来看,噪声整形技术和Sunderland结构配合使用的抑制杂散效果最好,采用这种结构的杂散抑制最高可达-81.0719dB。