基于內(nèi)插和QLA技術(shù)的并行DDS的實現(xiàn)

　　1 引 言

　　直接數(shù)字頻率合成技術(shù)(Direel Digital FrequencySynthesis，DDS)稱為第三代頻率合成技術(shù)，他利用正弦信號的相位與時間呈線性關(guān)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(xì)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(jié)構(gòu)，在相位累加模塊和相位幅度轉(zhuǎn)換模塊均采用了流水線技術(shù)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(jié)構(gòu)進行深入研究的基礎(chǔ)上，我們在相位累加器部分以并行結(jié)構(gòu)來實現(xiàn)，在相位幅度轉(zhuǎn)換模塊的設(shè)計采用了QLA(Quad Line Approximation)技術(shù)結(jié)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(dá)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(zhuǎn)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(yīng)正弦波中0～360