原创 DDS中低通滤波器的设计(1)为什么要接滤波器(原创)

2009-1-11 16:00 6234 5 7 分类: FPGA/CPLD

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DDS概述


直接数字式频率综合器DDSDirect Digital Synthesizer),实际上是一种分频器:通过编程频率控制字来分频系统时钟(SYSTEM CLOCK)以产生所需要的频率。DDS有两个突出的特点,一方面,DDS工作在数字域,一旦更新频率控制字,输出的频率就相应改变,其跳频速率高;另一方面,由于频率控制字的宽度宽(48bit或者更高),频率分辨率高。


 


DDS工作原理
下图是DDS的内部结构图,它主要分成3部分:相位累加器,相位幅度转换,数模转换器(DAC)。


 


 


        a1e58636-a0cd-4fc6-83fa-481409cefd66.JPG


 


DDS的结构


 


DDS的输出频率


 


42c889e6-a4a9-4ee1-a306-5118480c7d42.JPG


其中fcDDS的输入时钟频率;


M为频率控制字的值;


N为相位累加器的位数。


 


DDS的频率分辨率


     DDS的频率分辨率为137a8dec-6af9-4765-8726-7daeabc0ffb4.JPG


 

DDS的最高输出频率


     DDS遵循奈奎斯特(Nyquist)取样定律:即最高的输出频率是时钟频率的一半,fo = fC/2。实际中DDS的最高输出频率由允许输出的杂散水平决定,一般取值为fo ≤40% fC


 


DDS输出杂散分布


我们已经知道DDS是一个分频器,在提供一个系统主频的情况下,能够输出低于系统主频,分辨率为2^N的正弦波。即,每一个主频周期,DAC都会输出一个点,而2^N / M个点形成输出频率的一个周期。这就相当于以系统时钟的频率对输出时钟进行采样,根据奈奎斯特定律,这就是为什么输出频率要低于系统时钟40%的原因。 下图为DDS300M主频,输出80M频率时的频谱。


 

 



<?xml:namespace prefix = st1 ns = "urn:schemas-microsoft-com:office:smarttags" />点击看大图


 


300M主频, 80M输出 DDS频谱


 


上图是理想情况下的DDS输出频谱,实际的DDS的输出还会有更多杂散,在下图可以看到,实际的频谱会有各种各样的杂散,我们随后会分析杂散的来源。


 



点击看大图


 


4Bit8Bit DAC输出频率杂散


 


    为了得到所需要频段内的信号,需要在DDS输出端加一滤波器来实现,而低通滤波器能较好的滤除杂波,平滑信号,所以低通滤波器的设计就尤为重要,滤波特性的优劣对输出信号的性能起重要的影响。


 


参考资料:


1)            DDS(Direct Digital Synthesizer)常见问题解答——DDS概述http://www.analog.com/intl/china/techSupport/cast/DDS_FAQ/2.1.html


2)            DDS(Direct Digital Synthesizer)常见问题解答——DDS工作原理


http://www.analog.com/intl/china/techSupport/cast/DDS_FAQ/2.2.html


3)            DDS(Direct Digital Synthesizer)常见问题解答——DDS有关名词解释 


http://www.analog.com/intl/china/techSupport/cast/DDS_FAQ/2.3.html


4)            DDS(Direct Digital Synthesizer)常见问题解答——DDS输出杂散分布


http://www.analog.com/intl/china/techSupport/cast/DDS_FAQ/4.1.html


5   基于DDS的低通滤波器的设计与实现<<电子科技>>2006 03期,毛敏, 郑珍, 周渭  pdf

文章评论2条评论)

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用户1679169 2015-8-18 08:51

不错 感谢分享

用户1715008 2009-8-27 23:02

滤波器要设计好好困难啊

用户1394812 2009-7-31 10:22

谢谢了,学习了,,,,,
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