DDS在低頻矢量網絡分析儀中的應用?
在無線電測量中，經常需要測量設備或網絡的頻率特性，矢量網絡分析儀用于測量二端口線性非時變網絡的頻率特性，包括幅頻響應和相頻響應。頻率特性測量的關鍵是產生頻率步進的信號源，該信號源的頻率、幅度及相位應能精確測定。以往的掃頻信號源大多是基于壓控振蕩器（VCO）、函數發生器及鎖相環（PLL）技術。這些技術存在轉換頻率時間長、頻率精度不高、硬件耗費比較大等問題。隨著超大規模集成電路的迅速發展，由單片微處理機和直接數字頻率合成（DDS）芯片為核心構成的DDS掃頻信號源應運而生。與其它頻率合成方法相比較，DDS技術的主要優點是：分辨率高；頻率轉換速度快；頻率切換時相位保持連續；合成頻率準確；全數字化控制，可與微處理器接口。DDS對信號質量的改善在于其系統的相位噪聲主要取決于參考時鐘振蕩器，基本不受系統其他部分的影響。現在，DDS技術已經廣泛應用于本振、信號發生器、儀器、通信、雷達等系統。
直接數字頻率合成（DDS）技術
直接數字頻率合成DDS（Direct DigitalSynthesis），是一種新穎的頻率合成技術。這種技術的實現依賴于高速數字電路的產生，目前，其工作速度主要受D／A變換器的限制。DDS技術就是利用正弦信號的相位與時間呈線性關系的特性，通過查表的方式得到信號的瞬時幅值，從而實現頻率合成。為了輸出一定頻率的信號，在每一個時鐘周期中，存儲在頻率／相位字寄存器中的相位增量值ΔPhase被送到相位累加器中，輸出的結果送入正弦、余弦函數表中，通過查詢將相位信息轉換為對應的正弦幅度值，產生數字化正弦信號。相位增量值ΔPhase與輸出信號頻率fout和fc參考時鐘頻率之間的關系為
式中，N是相位累加器的字長。由公式（1）知，相位增量值ΔPhase與輸出信號頻率fout成正比。
由取樣定理，DDS所產生的信號頻率不能超過時鐘頻率的一半，在實際運用中，為了保證信號的輸出質量，輸出頻率不要高于時鐘頻率的33％，以避免混疊或諧波落入有用輸出頻帶內。
掃頻信號源頻率分辨率fstep直接取決于DDS的頻率分辨率Δf，計算公式如下
矢量網絡分析儀中掃頻信號源的構成
矢量網絡分析儀用來測量二端口線性時不變網絡的頻率特性。頻率特性是一個網絡對一系列正弦輸入信號的響應特性。如圖1所示，被測網絡輸入幅度為Ai，角頻率為ω的正弦信號，對于線性時不變網絡，其穩態輸出也是正弦信號，幅度為A0，角頻率為ω，相角差為Φ。改變ω的大小，可以得到一系列的輸入和輸出數據，其中，幅頻特性A（ω）和相頻特性Φ（ω）統稱為頻率特性。網絡分析儀中的掃頻信號源為被測網絡提供激勵，根據測量要求，需產生一系列頻率精度高、轉換速度快、步進小、相位可控、頻率轉換時相位保持連續的正弦波。
利用單片微處理機可以對DDS的邏輯和輸出信號進行實時控制，筆者選用Intel公司生產的MCS－51系列芯片AT89C51。AD9850的CS信號，由地址譯碼得到，W－CLK和FQ－UD信號直接由89C51的P1口給出。在程序中，需嚴格按照AD9850的時序要求。其軟件流程圖如圖
DDS是近幾年出現的新一代頻率合成技術，在程序設計中要注意DDS的時序要求，正確送出邏輯控制字、相位增量值；DDS是超大規模CMOS器件，對時鐘信號的質量要求比較高，時鐘信號的上升沿和下降沿應無大的尖峰和凹坑，時鐘信號用地線屏蔽；給AD9850的時鐘信號不能低于1MHz，低于1MHz時，芯片自動進入電源休眠方式，高于此頻率時，系統恢復正常；要考慮良好的去耦電路，去耦電容盡可能靠近器件，注意良好接地，模擬地、數字地分開。
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