摘要：dds具有分辨率高、转换速度快的优点。在一些需要高频分辨率、设置转换度的应用场合，尤其是雷达及通信系统中的跳频信号源中，dds技术具有其它频率合成方法无法比拟的优势，是一种很有发展前途的技术。介绍了dds的基本原理及dds芯片功能特点以及dds芯片ad9852的结构、特点，并采用pic单片机控制ad9852，实现了跳频频率合成器。

关键词：dds 频率分辨率 转换速度 频率合成 pic单片机

在研制雷达系统时，常常需要应用频率合成技术来实现跳频信号源。频率合成是指从一个高稳定的参考频率，经过各种技术处理，生成一系列稳定的频率输出。现在应用最广的是锁相环（pll）频率合成技术，它是通过变化pll中的分频比n来实现输出频率的跳频的，但无法避免缩短环路锁定时间与提高频率分辨率的矛盾，因此很难同时满足高速和高精确度的要求。直接数字式频率合成（dds）是近年发展起来的一种新的频率合成技术。它将先进的数据处理理论与方法引入频率合成领域，是继直接频率合成（ds）和间接频率合成（is）之后的第三代频率合成技术。dds的优点是：相对带宽很宽，频率转换时间极短（ns级），频率分辨率很高（可达μhz），全数字化结构便于集成，输出相位连续，频率、相位和幅度均可实现程控。因此能够与计算机紧密结合在一起，充分发挥软件的作用。在实际应用中，可以采用单片机来代替计算机对dds芯片进行控制，实现合成频率的输出。因此在很短的时间内，dds得到了飞速的发展和广泛的应用。

1 dds的基本原理

dds技术是一种把一系列数字量形式的信号通过dac转换成模拟量形式的信号的合成技术。正弦输出的dds的原理框图如图1所示。相位累加器在a位频率控制字fcw的控制下，以参考时钟频率fc为采样率，产生待合成信号相位的数字线性序列。将其高p位作为地址码，通过查询正弦表rom，产生s位对应信号波形的数字序列s（n），再由数/模转换器（dac）将其转化为阶梯模拟电压波形s（t），最后由低通滤波器lpf平滑为正弦波输出。

频率控制字fcw和时钟频率fc共同决定了dds输出信号的频率f0，它们之间的关系满足：

f0=(fcw/2a)·fc （1）

所以，在dds结构及fc确定的前提下，通过fcw的控制就可以方便地控制输出频率f0。其频率分辨率为：

f=f0min=fc/2n （2）

按照naquist准则，最高输出频率可达0.5fc。但考虑到实际低通滤波器的限制，最高输出频率一般为0.4fc。

由于dac非线性作用的存在，使得查表所得的幅度序列从dac的输入到输出要经过一个非线性过程。于就会产生输出信号f0的谐波分量。又因为dds是一个采样系统，所以这些谐波会fc为周期搬移，即：

f=μfc±vf0 (3)

其中，u、v为任意整数。它们落到nyquist带宽内就形成了有害的杂散频率，频率的位置可以确定，但幅度难以确定。所以在工程设计过程中要充分考虑输出频带，注意避免上述杂散分量落入其中，以此来获得较好的杂散指标。

2 dds芯片介绍

dds的诸多优点使它得到了非常广泛的应用。在数字调制方面，它可以用来实现fsk、qpsk、8psk等调制。在转达频率源方面，它可以实现多点、窄步长、高相噪的点频输出的频率源以及线性调频输出频率源。在扩频通信方面，它可实现cdma工作方式以及多种规律的跳频模式。

现在国外已经有非常成熟的dds芯片。qualcomm公司推出了dds系列q2220、q2230、q2334、q2240、q2368，其中q2368的时钟频率为130mhz，分辨率为0.03hz，杂散控制为-76dbc，变频时间为0.1μs；美国ad公司也相继推出了他们的dds系列：ad9850、ad9851、可以实现线性调频的ad9852、两路正交输出的ad9854以及以dds为核心的qpsk调制器ad9853、数字上变频器ad9856和ad9857。ad公司的产品全部内置了d/a变换器，称为complete-dds。其中，ad9852时钟频率为300mhz，近端杂散抑制优于-80dbc，远端优于-48dbc，相位噪声为-148dbc/hz@10khz，频率跳变速度为130ns，频率分辨率为1μhz。

a