直接数字合成英文文献翻译

直接数字合成

函数发生器设计的影响

函数发生器已经存在了很长一段时间。假以时日，这些工具已经积累了一长串的功能。开始只是几个旋钮设置的振幅和频率的正弦输出，函数发生器现在提供更宽的频率范围内，校准的输出电平，各种波形，调制模式，计算机接口，和在某些情况下，任意函数。

添加到函数发生器的许多功能复杂的设计，并增加了他们的成本。有机会熟悉的函数发生器使用直接数字合成（DDS）进行大刀阔斧的重新设计。

DDS的频率分辨率和提供卓越的允许直接执行频率，相位和幅度调制。这是“上涨”函数发生器的功能，现在都在一个干净的，根本的办法处理DDS。

直接数字频率合成

许多的DDS的概念中示出的方式，产生一个正弦波。下图显示了一个简单的DDS函数发生器的框图。正弦函数被存储在一个RAM表。由DAC数字正弦RAM的输出被转换为一个模拟正弦波。出现在DAC输出通过一个低通滤波器，提供一个干净的正弦波输出过滤的步骤。

正弦波的频率依赖于地址RAM表被改变的速率。地址由添加一个常量，存储在的相位增量寄存器（PIR），相位累加器。一般，相加的速率是恒定的，并且通过改变在PIR的数目被改变的频率。

频率分辨率取决于在PIR的比特的数目。如果PIR，加法器，和相位累加器的支持48位增加，那么分数频率分辨率是其中的一部分在247，或约1×1014。这意味着一个48位的DDS发生器可以提供比1μHz分辨率的10 MHz输出。

有一些细节需要加以解决，以了解DDS在此应用程序。关于采样率，RAM大小，分辨率DAC，滤波器的特性，和频谱纯度的输出必须回答的问题。

简单的DDS函数发生器

下面的曲线图中示出了低通滤波器的传递函数。正如我们已经看到的那样，必须通过过滤器的最高频率，我们希望生成（FMAX），但必须从它的阻带FS-FMAX。陡峭的滚降滤波器的阻带衰减高是很难建立。在这种权衡时，会出现一个合理的妥协FMAX= FS/ 3。这使得过滤器的一个倍频程过渡频带。

需要什么样的阻带衰减？这取决于杂散分量的输出规范。一个典型的规范函数发生器的应用将是-70 dBc的。

考尔（椭圆型）过滤器，这个应用程序是一个不错的选择。他们有快速的过渡频带，并可以设计成带有在通带内纹波非常低。这样做的规范。例如会见了由第九度考尔过滤器。

贝塞尔滤波器

考尔过滤器的CW应用程序的最佳选择，任意波形产生，他们是不可用的。在时域，考尔过滤器有一个非常讨厌的过冲。一个更好的选择，任意波形（或坡道三角形）是贝塞尔滤波器。贝塞尔滤波器具有更慢的滚降的考尔滤波器相比时，但它是近相线性。分散体中的相位线性滤波器的缺乏将保留的脉冲形状，并防止任何振铃时间域。第七程度，与贝塞尔滤波器的-3 dB截止为fc= fs / 4的，是一个不错的选择过滤的任意波形。这个过滤器会表现出输出上升时间0.35/fc。DAC和RAM的要求

大，速度快的RAM和高速，高分辨率DAC提出一个可行的技术DDS函数发生器应用程序。有多大，速度有多快，什么决议需要吗？

正如我们已经看到的那样，最大实际输出频率fs的/ 3。所以，DDS相位累加器，公羊，和DAC运行在3倍的最大所需的输出频率。

DAC的分辨率取决于杂散分量规范的输出（或所需的任意波形分辨率）。该DAC 的量化误差和非线性导致杂散输出。为了得到一个粗略的幅度的寄生频率分量，实现之间的实际输出的DAC和差所需的正弦值是这些寄生输出源组件。因此，一个12位DAC，这是线性的，单调2个最低有效位，将有一个部分的顺序的输出上的错误2048，或约-66分贝。短RAM表是另一种方式得到错误的值了的DAC。为了避免相位量化噪声“，两个位地址的RAM比位的DAC。

扩展频率范围

可延展的各种技术的DDS输出的频率范围内。根据所使用的技术，可能会丢失一些优势的DDS。正如与更传统的频率合成器，DDS输出可以增加一倍，与其它固定源混合，或使用一个锁相环内作为参考。

调制源时，需要的力量与优雅的DDS是最明显的。输出的频率可以改变想要的任何频率从直流到fmax的，通过简单地改变相位增量register.The，下图中的数字（见下页）示出的DDS相位累加器具有可编程的调制功能的框图。

此相位累加器，它已被优化的函数发生器的应用，有两个相位增量寄存器：PIRA 和PIRB。一个48位宽的多路PIRS在一个时钟周期之间的切换。调制处理器可以修改被动红外的速度高达10百万字节每秒，填补一个PIR，而另一个是用作输入到加法器。复杂的调制方案可被存储在调制RAM。此RAM包含操作码和数据调制处理器。这款处理器的频率扫描说明操作。当编程的对数频率扫描，高达4000个离散的频率列表存储在调制RAM的主机系统。调制处理器修改PIRA 加法器使用PIRB反之亦然。

更复杂的调制方案可被存储，如频率调制由任意的函数，线性或对数扫描，跳频，等相位调制是很容易做到通过编程PIRA与标称频率，并使用PIRB，其中包含的标称相位增量加上任何所需的相移，对于一个单一的时钟周期。宽的频率或相位偏差是没有问题的。任何相位或频率一跳可以被编程，并在一个单一的时钟周期中执行。由于被动红外可能非常快速地进行修改，调制频率高达几百千赫是可能的。事实上，任意的调制方案可以被存储。这功能允许函数发生器，用于调制解调器测试，通信，比特错误率判定等。

调幅

输出波形的振幅调制的方法有两种。要么从RAM或模拟输出从DAC的数字输出可以乘以所需的幅度。的是后一种方法更好的函数发生器，所以，无论是内部或外部源可用于振幅调制。

任意函数

DDS体系结构的一个最直接的好处是，任意波形生成以及免费的。波形RAM 中存储的正弦表，而是任意的值的列表被保存。相位累加器被编程到步骤通过所存储的值，一次一个地，通过输出DAC回放所需的波形。

DDS的任意波形功能简化了生成其他的'标准'的波形函数发生器中的任务。斜波，锯齿波，甚至高斯白噪声可能产生的更改列表中的值波形RAM。

相位累加器必须设计以支持所需的任意波形的某些模式。可以改变的速率RAM检索值，通过简单地使用不同的PIR值。然而，变量记录长度，触发功能，以及环绕寻址是独一无二的任意函数产生。

正如前面所提到的，一个贝塞尔滤波器所需的任意波形生成。贝塞尔滤波器的