频率合成器的基本原理是什么？有什么特点？

本文中，小编将对频率合成器予以介绍，如果你想对它的详细情况有所认识，或者想要增进对它的了解程度，不妨请看以下内容哦。

一、频率合成器

频率合成器是利用一个或多个标准信号，通过各种技术途径产生大量离散频率信号的设备。直接数字式频率合成(DDS)技术是继直接频率合成和间接频率合成之后，随着数字集成电路和微电子技术的发展而迅速发展起来第三代频率合成技术。它以数字信号处理理论为基础，从信号的幅度相位关系出发进行频率合成，具有极高的频率分辨率、极短的频率转换时间、很宽的相对带宽、频率转换时信号相位连续、任意波形的输出能力及数字调制功能等诸多优点，正广泛地应用于仪器仪表、遥控遥测通信、雷达、电子对抗、导航以及广播电视等各个领域。尤其是在短波跳频通信中，信号在较宽的频带上不断变化，并且要求在很小的频率间隔内快速地切换频率和相位，因此采用DDS技术的本振信号源是较为理想的选择。这种方法简单可靠、控制方便，且具有很高的频率分辨率和转换速度，非常适合快速跳频通信的要求。

频率合成器的实现方法有3种：直接模拟频率合成、间接频率合成和直接数字频率合成。

二、频率合成器基本原理

DDS的工作原理是以数控振荡器的方式产生频率、相位可控制的正弦波。电路包括基准时钟、频率累加器相位累加器、幅度/相位转换电路、D/A转换器和低通滤波器(LPF)。频率累加器对输入信号进行累加运算,产生频率控制数据X(frequency data或相位步进量)。相位累加器由N位全加器和N位累加寄存器级联而成，对代表频率的2进制码进行累加运算,是典型的反馈电路,产生累加结果Y。幅度/相位转换电路实质上是一个波形寄存器,以供查表使用。读出的数据送入D/A转换器和低通滤波器。DDS的理论基础是Shannon抽样定理。抽样定理内容是:当抽样频率大于等于模拟信号频率的2倍时,可以由抽样得到的离散信号无失真地恢复原始信号.在DDS中,这个过程被颠倒过来了。DDS不是对一个模拟信号进行抽样,而是一个假定抽样过程已经发生且抽样的值已经量化完成,如何通过某种映射把已经量化的数值送到D/A及后级的LPF重建原始信号的问题。

系统时钟及参考频率源为高稳定度的晶体振荡器,其输出用于DDS中各器件同步工作。DDS 工作时,频率控制字FCW在每一个时钟周期内与相位累加器累加一次,得到的相位值(0 ~2),在每一个时钟周期内以二进制码的形式去寻址正弦查询表ROM,将相位信息转变成相应的数字化正弦幅度值,ROM输出的数字化波形序列再经数模转换器(DAC)实现量化数字信号到模拟信号的转变,最后DAC输出的阶梯序列波通过低通滤波器(LPF)平滑滤波后得到一个纯净的正弦信号。

DDS的频率分辨率为:f0=kxfr/2N.DDS的输出频率为f=fr/2N。式中:0为DDS的输出频率:为参考时钟频率N为相位累加器长度位数:K为频率控制字。通常,相位累加器位数较大,例如N=32或48,故用DDS技术能得到较高的频率分辨率。

三、频率合成器特点

高频率稳定性: 数字频率合成。器能够提供高度稳定的频率输出，不受温度变化、供电波动等因的素影响。这使得它在需要高精度频率信号的应用中非常有用，例如通信、雷达等领域。

高频率分辨率: 数字频率合成器能够以非常小的步进值调整频率输出，通常以赫兹 (HZ) 为单位。这使得用户可以在广泛的频率范围内进行微调Q，并能够满足各种应用的需求。

快速切换速度:数字频率合成器具有快速切换频率的能力。它可以在极短的时间内改变输出频率通常在微秒只或纳秒级别。这对于需要频率·转换或频率跟踪的应用非常重要

氏相位噪声:数字频率合成器在输出频率上具有较低的相位噪声。相位噪声是指频率信号相位的随机波动，它会影响到一些对相位精度要求较高的应用，如通信系统只中的调制解调过程。

多通道输出:某些数字频率合成器具有多个独立的频率输出通道。这使得它们能够同时生成多个频率信号，以满足多种应用的需求，例如多通道通信系统或多波束雷达。

以上就是小编这次想要和大家分享的有关频率合成器的内容，希望大家对本次分享的内容已经具有一定的了解。如果您想要看不同类别的文章，可以在网页顶部选择相应的频道哦。