頻率合成器

簡介

頻率合成器是利用一個或多個標準信號，通過各種技術途徑產生大量離散頻率信號的設備。直接數字式頻率合成(DDS)技術是繼直接頻率合成和間接頻率合成之後，隨著數字積體電路和微電子技術的發展而迅速發展起來第三代頻率合成技術。它以數位訊號處理理論為基礎，從信號的幅度相位關係出發進行頻率合成，具有極高的頻率解析度、極短的頻率轉換時間、很寬的相對頻寬、頻率轉換時信號相位連續、任意波形的輸出能力及數字調製功能等諸多優點，正廣泛地套用於儀器儀表、遙控遙測通信、雷達、電子對抗、導航以及廣播電視等各個領域。尤其是在短波跳頻通信中，信號在較寬的頻帶上不斷變化，並且要求在很小的頻率間隔內快速地切換頻率和相位，因此採用DDS技術的本振信號源是較為理想的選擇。這種方法簡單可靠、控制方便，且具有很高的頻率解析度和轉換速度，非常適合快速跳頻通信的要求。

頻率合成器的實現方法有3種：直接模擬頻率合成、間接頻率合成和直接數字頻率合成。

根據出現的時間順序，可將其分為3代。

第一代：直接模擬頻率合成技術。利用一個或多個不同的晶體振盪器作為基準信號源，經過倍頻、分頻、混頻等途徑直接產生許多離散頻率的輸出信號，稱為直接式頻率合成。這種方法獲得的信號具有頻率的長期和短期穩定度高、頻率變換速度快等特點，但調試難度大，雜散抑制難。

第二代：鎖相頻率合成技術。在20世紀50年代出現了鎖相式頻率合成器，也稱為間接式合成器。它利用一個或者幾個參考頻率源，通過諧波發生器混頻和分頻等產生大量的諧波或組合頻率，然後用鎖相環，把壓控振盪器的頻率鎖定在某一諧波或組合頻率上。由壓控振盪器間接產生所需頻率輸出。這種方法優點是由於鎖相環路相當於一個窄帶跟蹤濾波器，因此能很好地選擇所需頻率的信號，抑止雜散分量，避免了大量使用濾波器，有利於集成化和小型化。

第三代：直接數字頻率合成技術。20世紀70年代以來，隨著數字積體電路和微電子技術的發展，出現了一種新的合成方法——直接數字式頻率合成（DDS）技術。它從相位的概念出發進行頻率合成，採用了數字採樣存儲技術，具有精確的相位、頻率分辨力，快速的轉換時間等衝突優點。