在現(xiàn)代電子測量、雷達、通信系統(tǒng)、電子對抗等技術(shù)領(lǐng)域中，具有頻率范圍寬，分辨率高，轉(zhuǎn)換快速的多種模式的信號源是重要和必不可少的。20世紀70～80年代大都采用鎖相頻率合成技術(shù)，實現(xiàn)頻率范圍為DC(MHz)～幾十GHz，分辨率達到MHz的信號源。雖然轉(zhuǎn)換速度不高（幾十μs到ms量級），但已廣泛應(yīng)用到現(xiàn)代電子系統(tǒng)中；與此同時，各種規(guī)格的鎖相頻率合成技術(shù)的信號源產(chǎn)品也投入到國際市場。

隨著電子技術(shù)和集成電路的飛速發(fā)展，進入20世紀90年代后，出現(xiàn)了頻率分辨率高（MHz量級），頻率轉(zhuǎn)換快（μs到ns量級）的DDS大規(guī)模芯片，輸出信號的頻率上限基本止在HF或VHF頻段內(nèi)，比PLL合成技術(shù)以及直接模擬合成技術(shù)所得到的信號頻率低。當要求得到既有高的頻率分辨率，又有較快的轉(zhuǎn)換速度和較低噪聲的超高頻(UHF)，甚至微波信號時，DDS+PLL技術(shù)就顯示出了強大的生命力。

一、Q2230的基本結(jié)構(gòu)及實現(xiàn)的頻率合成器

Q2230是QUALCOMM公司生產(chǎn)的一種單片單通道85 MHz的DDS器件。它有串并行控制接口，采用85 MHz的時鐘，可以合成出DC～34 MHz，具有20 MHz分辨率的信號頻率范圍。它的基本組成框圖如圖1所示。

它由頻率控制緩沖器、頻率控制寄存器、相位累加器、相位累加寄存器、正弦檢索表5個部分組成，設(shè)有串并行輸入控制的頻率控制寄存器、32位的高速相位寄存器及輸出12位的正弦量。

頻率控制緩沖器 將輸入代表頻率的數(shù)碼暫存起來。

頻率控制寄存器 在寫入脈沖的作用下，將緩沖器中的代表頻率的二進制碼寫入該寄存器。

相位累加器 根據(jù)寄存器的代表頻率的字，對系統(tǒng)時鐘的相位進行抽樣。

圖2示出了相位步長△ψ與輸出頻率的關(guān)系。

正弦檢索表將相應(yīng)累加器輸出的離散數(shù)字變換為相應(yīng)的正弦波形離散幅度數(shù)字，再經(jīng)外接的D/A轉(zhuǎn)換器和低通濾波器就可獲得正弦信號。

圖3示出了用Q2230組成的頻率合成器及工作波形。

1．頻率控制值的計算

根據(jù)DDS調(diào)諧方程

當fs為40 MHz，輸出頻率為12.5 MHz時，可以按上式計算出頻率控制值的相位步長字，以便控制頻率變化。

因此通過改變寫入到頻率控制寄存器的頻率字△ψ的大小，可達到精確改變輸出頻率的目的。

2．頻率分辨率的計算設(shè)頻率分辨率fr為

當fs=40 MHz時

3．最低頻率和最高頻率的計算

芯片中相位累加器的步長M-32，當相位累加器的相位取樣步長M-1時，參考時鐘相位的取樣點數(shù)達到最大值為△ψ=1，此時DDS輸出的頻率fo為最低，即fomin=fs/232。40 MHz時，fomin=0. 01 Hz。當相位字長Aψ=232時，輸出頻率fomax=AφXfs/232。根據(jù)取樣定理，輸出信號基波最高頻率應(yīng)低于所用參考時鐘頻率的一半，fomax=20 MHz，實際中只能用到fs的40%，即16 MHz。