（2）频率分辨率高，可达 个频点，N为相位累加器的位数；

（3）频率转换时间短，可达纳秒数量级；

（4）频率切换时相位连续；

（5）输出相位噪声小；

（6）可以产生多种波形；

（7）全数字化，小巧、便携、可嵌入。

直接数字频率合成器同样也存在其局限性，主要体现在：

（1）输出频带范围有限。由于DDS内部的数模转换器和波形存储器的工作速度限制，使得DDS输出的最高频有限；

（2）输出杂散大。由于DDS采用全数字结构，无法避免地引入了杂散，它的主要来源有三个：相位截断误差，波形存储器的幅度量化误差以及数模转换器的非理想特性。

1.1.4  混合式频率合成技术

随着电子技术的发展，各类电子系统对信号源的要求越来越高，需要同时满足相噪低、变频快速、频率分辨率高、输出带宽宽、体积小、功耗低等指标。由上面的分析可知，虽然这三种频率合成方式都可以在某些指标上获得理想的效果，但没有一种方式可以满足所有的技术要求。实际上，由于三种方式各有优劣，完全可以利用优势互补，所以产生了混合式频率合成技术。其中DDS+PLL的混合式频率合成应用最为广泛，其基本原理就是利用DDS的输出作为PLL的参考输入，来解决频率分辨率和相噪的矛盾。

1.2  直接数字频率合成技术的发展现状

1.3  本文的主要工作及内容安排

1.3.1  本文的主要工作

调研国内外直接频率合成技术的发展状况和未来的发展趋势，学习使用微波仿真设计软件。根据技术要求，选择技术方案，设计优化电路结构，并利用仿真软件计算各项技术指标，并撰写论文。技术指标如下：

工作频率：80MHz—100MHz

输出功率：0dBm

频率步进：1kHz

谐波抑制：>15dB

杂散抑制：>60dB

功率起伏：±1.5dB

相位噪声：-85dBc/Hz@100Hz

1.3.2  本文的内容安排

本论文共分为六章，各章内容安排如下：

第一章  绪论。主要介绍了频率合成技术的起源和发展，介绍了四种主要频率合成技术，讲述了它们的原理，对它们进行了性能分析和比较，着重介绍DDS的应用及现状。最后对本文的主要工作及内容进行了安排。

第二章  重点介绍了DDS的基本结构和工作原理，对DDS结构的相位累加器、波形存储器、数模转换器等作了介绍。还着重对DDS频谱进行了分析，并提出了改善杂散的方法。最后对DDS的相位噪声进行了分析。

第三章  主要介绍了三种实现DDS的可行方案，包括采用FPGA实现DDS、DDS+PLL方案以及单片机控制DDS芯片方案，并对它们的性能和优缺点进行分析和对比，最终决定采用单片机控制DDS芯片的方案。

第四章  系统的硬件设计。完成系统的硬件总体设计，包括DDS芯片AD9854模块、AT89S52单片机控制模块、低通滤波器模块以及电源模块，对具体实现电路进行详细的分析和设计，同时对AD公司的AD9854芯片进行了介绍。

第五章  系统的软件设计。描述了系统的总体流程，并对信号的产生做了详细说明，包括频率控制、相位控制以及幅度控制，同时介绍了AD9854的控制寄存器。

第六章  对系统进行软件仿真和数据分析。

2  DDS的基本原理

2.1  DDS的组成结构

DDS主要由四个部分组成，即：相位累加器、波形存储器（正弦查询表）、数模转换器和低通滤波器，具体结构如图2.1所示：