利用直接数字频率合成技术改善无杂散动态范围

在多通道实现方案方面，唯一需要注意的是余量调节所需的衰减值必须考虑到对消通道数量(N)，因此对对消公式3作少许调整形成公式4：

用相消干扰方法消除谐波杂散分量时，实际需要的幅值和相位值取决于原正弦信号的频率和DAC内部的各种非线性特性。由于这种可变性的存在，对消DDS的幅值和相位参数必须根据经验来确定。

为了消除谐波杂散分量，首先应该确定其实际的频率。如前所述，采样效应会导致在期望的谐波频率之外的频率点上出现谐波杂散分量。其具体的频率点位置可以通过如下流程来确定。首先，令fS为DAC的采样速率，fP是原始正弦信号的频率，fH是谐波频率，而fSPUR是针对采样的影响进行修正后的谐波杂散分量的频率。为了找到fH，将fP乘以谐波数N(即二次谐波N＝2，三次谐波 N＝3)。接下来，求出fH / fS的余数R。如果RS/2，则fSPUR=R；否则，fSPUR=fS-R。

了解谐波杂散信号的确切位置后，就可以用频谱分析仪来确定其相对于原始正弦信号的幅值。注意杂散分量的幅值相对于原始信号的幅值的关系是以dBc为单位。例如，如果原始信号测量值为-12dB，而杂散分量的测量值为-71dB，则dBc值为-71-(-12)＝-59dBc。于是，杂散分量和原始信号之间的电压关系如公式5所示。

因为原始信号的电压电平由DAC满量程摆幅输出决定，于是根据上面的比值可得出所要求的对消信号电平。然而，DAC产生的正弦信号的幅值还取决于其频率。这种与频率间的相关性是确定的，由众所周知的sin(x)/x (或sinc)的响应特性所决定。因为对消正弦信号是在DAC的输入端产生的，其幅值必须按比例缩放以补偿DAC的sinc响应特性。所需要的缩放因子如公式6所示。

所需要的对消信号幅值与DAC满量程输入之间的相对关系可以由公式7给出。公式7的结果代表了产生一个具有恰当幅值的对消正弦信号所必需的DAC满量程输入的比例。

实际的幅值调节代码ASCALE(见图4)取决于DAC分辨率(D位)以及对消DDS分辨率(S 位)。一旦输入适当的幅值代码，杂散和对消信号的幅值将实现很好的匹配。

虽然频谱分析仪有助于确定ASCALE值，但它不能提供关于原始正弦信号和相应产生的杂散分量之间的相位关系的任何线索。因此，我们需要采用试错法来获得针对对消DDS的正确相位代码。

这种杂散削减技术的使用提供了抑制最差情形下杂散分量的方法，这种最差情形通常由二次和三次谐波分量所造成。于是，宽带SFDR可以得到显著的改善。事实上，对于谐波相关的杂散分量来说，该技术的特性类似于一个完美的陷波滤波器。这样就可以大大简化DAC输出端的滤波要求，从而减少元器件的数量并节省成本。

应该注意到，上述降低杂散分量的方法是在最近DDS技术进步的基础上实现的。新的算法和架构已经降低了功耗和杂散分量水平。未来的DDS将继续遵循其低功耗化和降低杂散分量的发展趋势，为更多的应用将DDS作为系统设计的一个关键构建模块铺平道路。(作者：Ken Gentile, Roger Huntley 模拟器件公司)

来源：维库开发网