利用直接数字频率合成技术改善无杂散动态范围

DDS产生的频率恰好为原始信号频率的整数倍的能力是相消干扰的重要因素。精确的频率匹配是必需的，否则谐波杂散信号和对消信号在相位上会出现相对漂移，使得相消干扰机制"遭到破坏"。

研究表明，对消DDS设计的复杂性可以低于原始DDS，因为与原始信号相比，DAC产生的谐波杂散分量往往很小。一般来说，谐波杂散分量为-50dBc，或者更低。这样一来，对消信号的强度将不到DAC满量程输出的0.32%，这意味着，产生对消正弦信号时，并不需要用到DAC的高8位。因此如果原始DDS设计中采用了一个14位的DAC，则对消DDS只需要6位的输出(14位DAC分辨率减去8个未使用的高位)。相应的，这意味着对消DDS的相位-幅值转换器值需要具有9位的相位分辨率。这是基于DDS设计遵循的"经验法则"。因此，对对消DDS幅度要求的降低，意味着对消DDS所需的硬件要少于原始DDS。

经验法则：相位-幅度转换器的相位分辨率必须比幅度分辨率高出至少3位才能保证1/2 LSB的幅度精度。

对消DDS还可以进一步简化。对消DDS在累加器前使用乘法器来产生所需要的谐波频率。不过，由于累加器只不过是一种递归相加的结构，而乘法与加法是可交换的，因此乘法器也可以放置在累加器之后。因为原始信号和对消信号的累加器是并行工作的，因此对消累加器是多余的，这使得对消DDS的结构可以更为简单，如图3所示。从图中还可看出，较小的输入和输出数据总线宽度(分别是Q和S)将使相位-幅度转换器变得更为简单。

图3：简化的对消DDS。

到目前为止，我们忽略了一个小问题。当原始和对消信号在DAC之前相加时，可能产生溢出。这是因为，原始DDS的相位-幅值转换器设计输出的是满量程正弦信号。任何增加到原始相位-幅值转换器满量程输出上的信号，都必然导致溢出。只需稍微衰减原始相位-幅度转换器的输出，使之为对消信号留出足够的空间，就可以轻松地解决这一问题，如图4所示。

图4：带余量调节功能的对消DDS。

所要求的衰减取决于对消DDS能够产生的最大对消信号。最大对消信号基于S(位于对消通道相位-幅度转换器输出端的数据总线宽度)。如果给定一个D 位的DAC和一个S比特的最大对消信号，则所需的衰减值由下面的公式3给出。例如，如果采用一个12位的DAC和4比特的最大对消信号，则衰减值为1-2(4-12)= 0.99609375。

只需要复制图2所示的"简化的对消DDS"，就可以非常简单地将该概念扩展为多通道的谐波抑制技术，如图5所示。请注意，每个对消DDS都有自己的频率、相位和幅度控制。所有对消通道在DAC之前与原始信号相加。

图5：多通道谐波抑制技术。

来源：维库开发网