噪聲——包括相位噪聲

　　采樣系統(tǒng)的噪聲取決于諸多因素，首要因素是參考時(shí)鐘抖動(dòng)，這種抖動(dòng)表現(xiàn)為基波信號(hào)上的相位噪聲。在DDS系統(tǒng)中，截?cái)嘞辔患拇嫫鬏敵隹赡軒硪虼a而異的系統(tǒng)誤差。二進(jìn)制字不會(huì)導(dǎo)致截?cái)嗾`差。但對(duì)于非二進(jìn)制字，相位噪聲截?cái)嗾`差會(huì)在頻譜中產(chǎn)生雜散。雜散的頻率/幅度取決于代碼字。DAC的量化和線性誤差也會(huì)給系統(tǒng)帶來諧波噪聲。時(shí)域誤差（如欠沖/過沖和代碼錯(cuò)誤）都會(huì)加重輸出信號(hào)的失真。

　　應(yīng)用

　　DDS應(yīng)用可以分為兩大類：

　　要求捷變頻率源以進(jìn)行數(shù)據(jù)編碼和調(diào)制應(yīng)用的通信和雷達(dá)系統(tǒng)

　　要求通用頻率合成功能以及可編程調(diào)諧、掃描和激勵(lì)能力的測(cè)量、工業(yè)和光學(xué)應(yīng)用

　　兩種情況下，都出現(xiàn)了一種走向更高頻譜純度（更低的相位噪聲和更高的無雜散動(dòng)態(tài)范圍）的趨勢(shì)，同時(shí)還存在低功耗和小尺寸的要求，以適應(yīng)遠(yuǎn)程或電池供電設(shè)備的需求。

　　調(diào)制/數(shù)據(jù)編碼和同步中的DDS

　　DDS產(chǎn)品首先出現(xiàn)于雷達(dá)和軍事應(yīng)用之中，其部分特性的發(fā)展（性能的提升、成本和尺寸等）已使DDS技術(shù)在調(diào)制和數(shù)據(jù)編碼應(yīng)用中日漸盛行。本節(jié)將討論兩種數(shù)據(jù)編碼方案及其在DDS系統(tǒng)中的實(shí)現(xiàn)方式

　　二進(jìn)制頻移鍵控 （BFSK，或簡(jiǎn)稱FSK） 最簡(jiǎn)單的數(shù)據(jù)編碼形式之一。數(shù)據(jù)的發(fā)射方式是使一個(gè)連續(xù)載波的頻率在兩個(gè)離散頻率（一為二進(jìn)制1，即傳號(hào)，一為二進(jìn)制0，即空號(hào)）之間變換。圖4所示為數(shù)據(jù)和發(fā)射信號(hào)之間的關(guān)系。

　　圖4.二進(jìn)制FSK調(diào)制。

　　二進(jìn)制1和0表示為兩個(gè)不同的頻率，分別為f0和f1。這種編碼方案可以輕松在DDS器件中實(shí)現(xiàn)。代表輸出頻率的DDS頻率調(diào)諧字被改變，以從將發(fā)射的1和0產(chǎn)生f0和f1。在ADI純DDS產(chǎn)品系列中，至少有兩款器件AD9834 和 AD9838另見附錄），用戶可以簡(jiǎn)單地將兩個(gè)當(dāng)前FSK頻率調(diào)諧字編程進(jìn)IC的嵌入式頻率寄存器之中。要變換輸出頻率，則須用專用的引腳FSELECT選擇含有相應(yīng)調(diào)諧字的寄存器（見圖5）

　　圖5.利用AD9834或AD9838 DDS的調(diào)諧字選擇器實(shí)現(xiàn)FSK編碼。

　　相移鍵控（PSK） 是另一種簡(jiǎn)單的數(shù)據(jù)編碼形式。在PSK中，載波的頻率保持不變，通過改變發(fā)射信號(hào)的相位來傳遞信息。可以利用多種方案來實(shí)現(xiàn)PSK。最簡(jiǎn)單的方法通常稱為二進(jìn)制PSK（即BPSK），只采用兩個(gè)信號(hào)相位：0°（邏輯1）和180°（邏輯0）。各位的狀態(tài)取決于前一位的狀態(tài)。如果波的相位不變，則信號(hào)狀態(tài)將保持不變（低或高）。如果波的相位改變180°，即相位反轉(zhuǎn)，則信號(hào)狀態(tài)將改變（低變?yōu)楦撸蚋咦優(yōu)榈停SK編碼可以輕松在DDS產(chǎn)品中實(shí)現(xiàn)，因?yàn)槎鄶?shù)器件都有一個(gè)獨(dú)立的輸入寄存器（相位寄存器），可以加載相位值。該值被直接添加到載波的相位，而不改變其頻率。更改該寄存器的內(nèi)容將調(diào)制載波的相位，結(jié)果產(chǎn)生一個(gè)PSK輸出。對(duì)于要求高速調(diào)制的應(yīng)用，內(nèi)置相位寄存器對(duì)的AD9834和AD9838允許其PSELECT引腳上的信號(hào)在預(yù)加載的相位寄存器之間變換，以根據(jù)需要調(diào)制載波。

　　更復(fù)雜的PSK采用四個(gè)或八個(gè)波相位。這樣，每當(dāng)相位發(fā)生變化時(shí)，二進(jìn)制數(shù)據(jù)的傳輸速率將高于BPSK調(diào)制。在四相位調(diào)制 （正交 PSK），中，可能的相位角度為0°， +90°， ?90°， 和 +180°;每次相位變換可能代表兩個(gè)信號(hào)因子AD9830， AD9831， AD9832， 和 AD9835 提供四個(gè)相位寄存器，通過連續(xù)更新寄存器的不同相位偏移，可以實(shí)現(xiàn)復(fù)雜的相位調(diào)制方案。

　　以同步模式利用多個(gè)DDS元件實(shí)現(xiàn)I/Q功能

　　許多應(yīng)用要求產(chǎn)生兩個(gè)或兩個(gè)以上具有已知相位關(guān)系的正弦波或方波信號(hào)。一個(gè)常見的例子是同相和正交調(diào)制（I/Q），在這種技術(shù)中，在0°和90°相位角度從載波頻率獲得信號(hào)信息。可以用相同的源時(shí)鐘來運(yùn)行兩個(gè)單獨(dú)的DDS元件，以輸出可以直接控制和操作其相位關(guān)系的信號(hào)。在圖6中，用一個(gè)基準(zhǔn)時(shí)鐘對(duì)AD9838器件編程；相同的RESET引腳用于更新兩個(gè)器件。這樣，可以實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單的I/Q調(diào)制

　　RESET必須在上電后以及向DDS傳輸任何數(shù)據(jù)之前初始化。結(jié)果可將DDS輸出置于已知相位，使其成為共同的參考角度，以便同步多個(gè)DDS器件。當(dāng)新數(shù)據(jù)被同時(shí)送至多個(gè)DDS器件時(shí)，DDS之間可以保持相關(guān)相位關(guān)系，或者通過相位偏移寄存器可以預(yù)測(cè)性調(diào)整多個(gè)DDS之間的相對(duì)相位偏移。AD983x系列DDS產(chǎn)品擁有12位相位分辨率，有效分辨率為0.1°。

　　圖6.同步兩個(gè)DDS元件。

　　有關(guān)同步多個(gè)DDS器件的更多信息，請(qǐng)參閱應(yīng)用筆記AN-605 同步多個(gè)基于DDS的頻率合成器AD9852.