信号发生器的发展过程及现状

信号发生器的发展过程及现状

1信号发生器的发展

信号发生器是一种常用的信号源，广泛应用于电子电路、自动控制和科学试验等领域。它是一种为电子测量和计量工作提供符合严格技术要求的电信号设备。因此，信号发生器和示波器、电压表、频率计等仪器一样是最普通、最基本的，也是应用最广泛的电子仪器之一，几乎所有的电参量的测量都需要用到信号发生器。

自六十年代以来，信号发生器有了迅速的发展，出现了函数发生器、扫频

信号发生器、合成信号发生器、程控信号发生器等新种类。各类信号发生器的

主要性能指标也都有了大幅度的提高，同时在简化机械结构、小型化、多功能

等各方面也有了显著的进展。

近年来随着GSM、GPRS、3G、B1ueTooth乃至己经被提出的标准的4G

等移动通信以及LMDS、无线本地环路等无线接入的发展，同时加上合成孔径雷达、多普勒冲雷达等现代军事、国防、航空航天等在科技上的不断创新与进步，世界各国非常重视频率合成器的发展。所有的这些社会需求以及微电子技术、计算机技术、信号处理技术等本身的不断进步都极大刺激了频率合成器技术的发展。可以预料，随着低价格、高时钟频率、高性能的新一代DDS芯片的问世，DDS的应用前景将不可估量！

2 频率合成技术发展过程

频率合成技术起源于二十世纪30年代，至今己有六十多年的历史。所谓频率合成就是将具有低相位噪声、高精度和高稳定度等综合指标的参考频率源经过电路上的混频、倍频或分频等信号处理以便对其进行数学意义上的加、减、乘、除等四则运算，从而产生大量具有同样精确度的频率源。实现频率合成的电路

叫频率合成器，频率合成器是现代电子系统的重要组成部分。在通信、雷达和导航等设备中，频率合成器既是发射机的激励信号源，又是接收机的本地振荡器;在电子对抗设备中，它可以作为干扰信号发生器;在测试设备中，可作为标准信号源，因此频率合成器被人们称为许多电子系统的“心脏”。

直接数字频率合成(DDS: Digital Direct Frequency Synthesis)E2]技术是一种新频率合成方法，是频率合成技术的一次革命，Joseph Tierney等3人于1971年提了直接数字频率合成的思想，但由于受当时微电子技术和数字信号处理技术的限制，DDS技术没有受到足够重视，随着电子工程领域的实际需要以及数字集成电路和微电子技术的发展，DDS技术日益显露出它的优越性。

3 直接频率合成技术的现状

直接数字频率合成技术发展到现在，合成信号频率的精确度和频谱的纯度仍

然是其今后发展的主要方向。而这方而性能指标的提高，可以从两个方而进行，

一是提出更加先进的设计思想和设计理论，发展更加先进的生产工艺，由芯片厂

家开发、生产出性能更完善的DDS芯片;二是对于已有成品的DDS芯片，设计完善的工作软件和抗干扰、抑制杂散的外围电路。

自80年代以来各国都在研制DDS产品，随着基础电路制造工艺的逐步提高，

通过采用先进的工艺和低功耗的设计，DDS的工作速度已经有了很大的提高并广泛的应用于各个领域。其中以AD公司的产品比较有代表性，如AD7008,

AD9850,AD9851、AD9854, AD9858等，其系统时钟频率从30MHz到1 GHz不等。这些芯片还具有调制功能，如AD7008可以产生正交调制信号，AD9852

也可以产生FSK,PSK、线性调频以及幅度调制的信号。芯片内部采用了优化设计，大多采用了流水技术，提高了相位累加器的工作频率，进一步提高了DDS 芯片的输出频率。通过运用流水技术在保证相位累加器工作频率的前提下，相位累加器的字长可以设计的更长，如AD9852的相位累加器达到了48位。同时为了抑制杂散，这些芯片大多采用了随机抖动法来提高无杂散动态范围。

运用DDS技术生产的DDS任意波形信号发生器是较新的一类信号源并已经

广泛投入使用。它不仅能产生传统函数信号器能产生的正弦波、方波、三角波、

锯齿波，还可以产生任意编辑的波形。由于DDS的自身特点，还可以很容易的产生一些数字调制信号，如FSK, PSK等，一些高端的信号发生器甚至可以产生通信信号。同时输出波形的频率分辨率、频率精度等指标也有很大的提高。