天华中威科技微波小课堂_DDS和锁相环的区别

频率源对一个系统很重要，是一个系统的核心。那么为什么频率源用的最多的是锁相环而不是DDS呢？

1.什么是DDS

直接数字频率合成（DDS）。该技术使用数字数据处理来生成与固定频率参考或时钟源f相关的频率和相位可调输出。 在DDS架构中，基准或系统时钟频率由比例因子除以，比例因子由可编程二进制调谐字设置。

简单地说，直接数字频率合成器将一系列时钟脉冲转换为模拟波形，通常是正弦波、三角波或方波。如图所示，DDS 主要有参考时钟，相位累加器，存储器 ROM，数模转换器以及低通滤波器等 5 个模块构成。

从DDS的架构实现来说，DDS相当于进行了一次AD、DA转换，因此来说它遵循ADDA的一切原则，奈奎斯特采样原则，ADDA转换过程的量化误差。

所以DDS有以下几个特点

● DDS输出理论上限就是1/2FC

● DDS因为是数字转换，转换频率时间很快，可以达到ns

● DDS存在量化误差（即杂散），且是固定不可调谐

● DDS是将相位量化，DDS的相位累加字（调谐字）字宽与实际ROM地址线不同，即相位量化字宽小于相位累加字宽，所以存在相位截断杂散

● DAC的积分非线性和差分非线性，以及电平切换毛刺造成谐波和杂散的产生    

● 频率分辨率高

2.锁相环

锁相环是一个反馈电路，利用参考晶振频率的高稳定性实现对vco输出频率的高稳定性控制。

● 锁相环相比DDS而言，所有电路实现都是通过硬件实现，锁定时间相对而言较长，通常为几十us~ms

● 但是锁相环由于电路结构的原因，相位噪声由两部分构成，所以可以实现很好的相位噪声。

● 杂散，锁相环利用积分电路的低通特性，Δ-∑调制，可以实现对杂散的规避及优化，可以得到很好的杂散特性。

总结

DDS输出频率低，杂散大，锁定时间快；对于输出频率较低场合可以考虑使用DDS

锁相环虽然锁定时间长，但是相噪好，杂散可优化和规避。对于系统中对指标要求较高，锁定时间要求不高的场合优先考虑使用锁相环。