提高DDS生成LFM信号谱纯度的技术策略

"本文主要探讨了如何改进DDS(直接数字合成)输出的LFM(线性调频)信号的谱质量。通过分析DDS输出信号中的相位截断杂散、幅度量化误差杂散和DAC(数字模拟转换器)非线性杂散的分布规律，作者提出了一种结合合理设计的外围电路和选择合适的控制字的方法，以提高DDS生成的线性调频信号的频谱纯度。利用AD9854 DDS芯片设计的LFM信号合成器进行了实验，结果显示，在30MHz的带宽下，无杂散动态范围达到了62dB，相比未使用此方法提升了约10dB。" DDS(直接数字合成)是一种广泛应用于射频和微波领域的信号生成技术，它通过快速改变数字信号的相位来生成各种频率的模拟信号。LFM(线性调频)信号是DDS常见的输出类型之一，广泛用于雷达、通信和测试设备等应用中。然而，DDS输出的LFM信号可能会受到多种杂散噪声的影响，这些噪声主要来源于相位截断、幅度量化和DAC非线性。 相位截断杂散是由于DDS相位累加器的有限位数导致的，当相位步进过大时，会导致相位跳跃，产生不必要的频率成分。幅度量化误差杂散则源于数字信号到模拟信号转换过程中的量化步骤，不完美的量化会导致额外的频谱泄漏。最后，DAC的非线性会引入非谐波失真，进一步污染信号谱质量。 针对这些问题，文章提出的解决方案是优化外围电路设计，例如采用高精度的DAC和低噪声放大器，以及精心设计滤波器来抑制杂散噪声。同时，通过合理选择DDS的控制字，可以调整相位累加器的步进大小，减少相位截断引起的杂散。这些措施共同作用，能够显著提高LFM信号的频谱纯度。 实验部分，作者使用了AD9854这一高性能DDS芯片，构建了一个LFM信号合成器。实验结果证明了这种方法的有效性，实现了在宽达30MHz带宽内的高无杂散动态范围，提升了信号质量。 改善DDS输出LFM信号谱质的方法对于提高射频系统的性能至关重要，尤其是在对信号纯度要求极高的应用中。该研究提供的策略不仅适用于AD9854，还可以推广到其他类型的DDS芯片，对于优化DDS系统设计具有重要的指导意义。