基于內(nèi)插和QLA技術的并行DDS的實現(xiàn)

　　1 引 言

　　直接數(shù)字頻率合成技術(Direel Digital FrequencySynthesis，DDS)稱為第三代頻率合成技術，他利用正弦信號的相位與時間呈線性關系的特性，通過查表的方式得到信號的瞬時幅值，從而實現(xiàn)頻率合成。這種方法不僅可以產(chǎn)生不同頻率的正弦波，而且具有超寬的相對帶寬，超高的變頻速率，超細的分辨率以及相位的連續(xù)性和產(chǎn)生任意波形(AWG)的特點。

　　目前所使用的大部分DDS結構，在相位累加模塊和相位幅度轉換模塊均采用了流水線技術和某些壓縮算法等，但都不能從根本上解決DDS的輸出頻率受外部時鐘頻率約束的瓶頸以及波形的輸出質(zhì)量受查找表容量限制的問題。因此在對DDS的結構進行深入研究的基礎上，我們在相位累加器部分以并行結構來實現(xiàn)，在相位幅度轉換模塊的設計采用了QLA(Quad Line Approximation)技術結合改善的Sunderland法，最后在FPGA(Field Programmable Gate Array)中進行驗證，無雜散動態(tài)范圍(Spur Free Dynamic Range，SFDR)可達63 dBc，3.3 V下總功耗僅為170 mw，大大提高了輸出頻率和頻譜純度，降低了功耗。

　　2 DDS工作原理

　　DDS[1,2]主要由相位累加器、波形存儲模塊和數(shù)模轉換器等組成。在外部參考時鐘作用下，相位累加器以步長增加，輸入到波形存儲模塊內(nèi)，波形存儲模塊包含一個周期正弦波的數(shù)字幅度信息，每個地址對應正弦波中0～360