直接数字频率合成(DDS-Digital Direct Frequency Synthesis)是一种新的频率合成方法,是频率合成技术的一次革命。直接数字频率合成器由相位累加器、波形ROM、D/A转换器和低通滤波器构成,是一种全数字化的频率合成技术。DDS技术具有频率分辨率高、频率切换速度快、频率切换时相位连续、输出相位噪声低和可以产生任意波形等优点。由于上述特点,DDS技术可被用于雷达、通信、电子对抗和仪器仪表等领域。软件无线电技术是近年来无线通信领域的热点,它是未来无线电台发展的方向,信号的数字化是其关键的一步。而直接数字频率合成具有可编程性和全数字化结构,从而使它在软件无线电中发挥了重要作用,得到广泛的应用。但是DDS的输出频率较低、杂散性能不够理想,这就在一定程度上限制了DDS的应用。本文介绍了频率合成技术的发展及常用的频率合成技术,对直接数字频率合成技术及其杂散进行了深入研究。分析了直接数字频率合成器输出信号的理想频谱特性和杂散来源,对相位截位条件下和存在幅度量化误差情况下直接数字频率合成器的频谱特性进行了分析,并对数模转换器(DAC)的非线性对输出频谱的影响进行了介绍。在研究DDS输出频谱特性的基础上对DDS杂散抑制方法进行了研究,这些方法包括ROM压缩技术(包含利用正弦值的对称性和将ROM表读数分解为粗读和细读之和)、采用控制字与2 B互质的方法和利用随机化技术(包含频率扰动、相位扰动和幅度扰动),其中重点研究了随机化技术对DDS输出频谱特性的改善,在相位扰动技术的基础上介绍一种可降低相位截断误差所引起杂散的DDS新结构,并对其进行了计算机仿真。在DDS的相幅转换部分,介绍了从相位到幅度的两种转换方式:查表法和计算法,重点研究了CORDIC算法,并用CORDIC算法取代DDS中的ROM计算正弦值和余弦值。采用CORDIC算法产生正弦值和余弦值不需要太多的ROM资源,只需要简单的移位和加法等迭代操作,可以得到速度上的提高,很容易在VLSI芯片上实现,而且采用CORDIC算法可以避免DDS的杂散性能受ROM容量的限制。