DDS杂散分析总结

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1、DDS朵散分析总结基于波形存储的DDS（肓接数字频率合成器）技术具有频率转换时问短、频率分辨率高、输出相位连续、稳定度高、可编程、全数字化、易集成等突出优点，因而得到广泛的应用。但是，由于DDS数字化实现的固有特点，决定了其输出信号频谱杂散较人。如何抑制DDS输出频谱中的朵散就成为了研究的热点。DDS原理介绍（略）从以下儿个方而说明DDS的误差朵散來源。一关于输出频率稳定性DDS一般采用石英晶体振荡器作为它的参考激励源，假设晶体振荡器的频率课差f,则DDS输出信号的频率为九=“（£±纣）/2"输出信号的相对

2、误差为所以，DDS输出频率的稳定性和参考时钟的频率稳定性是一致的。也就是说只要保证了参考吋钟的稳定性，就可以保证输出频率的稳定。石英晶体具有极高的频率稳定度，采用温度补偿或恒温的方法，频率稳定度可以达到10-7-10-10的数量级。因此DDS采用石英晶振作为参考频率源，就能具有极高的频率稳定度。二相位截断误差在应用中，通常要求DDS有较高的频率分辨率，必须使DDS的相位累加器有较大的位数,如常用的N=32,48o但是，考虑到ROM容量与成本低的限制，使得相位累加器的位数人于ROM的寻址位数P,在寻址的时候，

3、就只能采用相位累加器的高P位去寻址ROM']'的数据，此时就会有N-P位的被舍去，这就造成了相位截断误差。当然，若相位累加器的位数和ROM的寻址位数相同时，应该是不存在相位截断误差的,但是这样，-•般ROM的位数并不髙，所以会造成最终的频率分辨率较低（这里我所考虑的是频率控制字，也就是相位增量只取-位时的结果。在我看來，当累积量取大于一•位时候,无论累加器的位数与ROM的寻址位数相同与否，同会存在累加器与ROM的舍位，例如，当累加量取2时，它是两位两位的加，所以必然在累加器与ROM屮有一些位是取不到的，那这

4、应不应该也算是相位截断呢？应该不算）。关于消除相位截断误差的-个直观的想法就是在保证累加器位数较高的同时，增加ROM的位数，如果是直接通过增加ROM的容量，必然不太可行，所以，目前的较为流行的方法是通过压缩ROM的方法来间接增人ROM的容量。压缩ROM的方法冃前有如下几种：基于信号对称的方法三角近似法基于泰勒级数的线性插值法线性插值法（这些力法的具体原理不做解释了，可杳资料）这些方法可以简单的理解为，在未进行压缩z前，假设ROM的寻址位数为1024个，也就是说ROM屮有J024个数据，现在通过一定方法，将1

5、024个数据压缩成M个数据（M<1024）,就是说要实现1024个数据的ROM表，通过压缩的办法只需利用M（M<1024）个数据ROM农即町完成，这就实现了ROM表的压缩。当然，压缩Z后，寻址就要通过相应的程序来执行,比如说对与正弦函数，可以只存四分之一周期的值，通过编程，使累加器地址取反，或者数据取反，就可以得到一个完整周期的正弦值。关于它的进一步理解，我的想法是，因为假如利用含M个数据的ROM表来替代含有1024个数据的ROM表，其实这两者并没有什么差别，并不能达到减少截断误差的效果，因此，应该讲M个数

6、扩展成1024个数，具体的办法，可以让一个数重复出现儿次，这样一来，的1024个数据的ROM表的寻址位数就会间接地变成原来的1024/M倍。这样才是真正的通过压缩ROM达到间接增加寻址位数的Fl的。（错）以上的想法错误的理解了压缩ROM的含义。匸确的理解应该是：以四分Z—的正弦波为例，假如原来ROM中存有1024个整周期的数据，经过压缩后，只取四分Z—即可，但是这四分Z—应该是分为1024份，而R没冇重复的数值出现，存在ROM屮，而不是把四分之一的数据屮的每个数重复出现4次，存入ROMq>,若是这样，很明显

7、，粕确度是没有而一种方法高的。消除相位截断误差忖前常用的方法是抖动注入法，它分为对相位和对幅度等的抖动注入，下血对相位抖动注入进行说明，工作原理如下：在每个时钟脉冲到来后，抖动器给相位累加器加人满足一定统计特性的扰动信号，目的是产牛•一些随机数加在相位累加器的后血,破坏杂散信号的周期性，然后用抖动信号与累加器的和的鬲几位再去寻址ROMo由于抖动打破了相位截断课差的周期性，其周1韦1的杂散信号得到抑制，从而提高了信号噪声功率谱密度比，即提高了无杂散动态范围，但同时会使朵散棊底（？）冇所增加。可将抖动源集成在F

8、PGA内部，从而可在不增加FPGA内部太多资源和运算复杂性的基础上获得较好的杂散抑制特性，从而改善系统性能。三幅度量化误差ROM屮存储值是量化值而非模拟值，任何一个幅度值需要用无限位二进制才能精确示,而ROM的数据位数D也就是它的输出位数是有限的，因而相位幅值量化过程屮将产生量化谋差，其信噪比近似为6.02D+1.76dB,nJ见随着量化位数的增加，幅度量化信噪比提高。方法：直接增加ROM的容量，但是受到体积和容