基于DDS与PLL的宽带高精度频率合成器设计与性能分析

本文主要探讨了电子测量领域中的一种关键技术——基于DDS（直接数字频率合成器）驱动PLL（锁相环路）的宽带频率合成器设计。这种合成器的设计目的是为了融合DDs和PLL的优点，实现高分辨率、低杂散和宽频段的信号生成。 核心组件包括DDS芯片AD9954，它负责提供频率可调的信号，其内部晶振产生的参考信号fref作为基本频率，通过频率控制字FTW进行精确控制。DDS的输出频率fDDS能够达到极高的灵活性。另一方面，集成锁相芯片ADF4113被用来组成锁相环路，利用DDS的输出信号作为其参考输入，驱动VCO（电压控制振荡器）的工作，VCO的输出频率通过电荷泵CP调节，并经过低通滤波器LPF进一步优化。 频率合成器的关键特性包括输出频率范围594~999 MHz，频率步进为5 Hz，这使得它能够在大频段内实现精细的频率调整。相位噪声达到-91 dBc/Hz，确保了输出信号的高质量。设计中，通过单片机提供控制信号，改变DDS的FTW和PLL的分频比，从而实现动态频率变化。 AD9954的高频率分辨率是其优势之一，它通过相位累加器M和内部时钟fref来实现，理论上输出信号的分辨率远高于传统方法。设计中，选择的晶振频率为400 MHz，PLL的分频比为27，这确保了5 Hz的最小频率步进，同时覆盖594~999 MHz的输出范围。 电路实现部分，文章特别提到了AD9954作为DDS模块的选择，这款芯片以其高性能和灵活度而闻名。通过这种方式，设计师能够充分利用DDS和PLL的优势，创造出一个高效且稳定的宽带频率合成器，满足了设计目标。 这篇论文详细介绍了如何通过结合DDS和PLL技术，构建出一个既能提供宽频段又具有高精度和低杂散的频率合成器，为电子测量应用提供了重要的设计参考。