当频率设置数据为k,参考频率为fr,相位累加器位数为n时,dds输出的信号频率为fout=(frk)/2n.虽然理论上dds的输出频率可从直流一直到fr/2,但考虑到滤波器的边缘陡度及输出信号的频谱纯度,实际的输出频率一般从直流到0.4fr<1>。
相位舍位条件下dds输出频谱分析在dds设计中,由于受到体积和成本的限制,同时也为了节省rom的容量,人们希望在不引入过多杂散的前提下,尽可能地截去相位累加器的低有效位。对于位数为n的相位累加器,rom的容量远小于2n,因x此寻址rom时,累加器输出的低b位被舍去,而只用其输出的高n-b位去寻址rom,这样就产生了dds中的相位误差<1>。
假定数模转换器具有理想性能,并且不考虑幅度量化误差。设相位累加器的位数n=12,当频率控制字k、255(000011111111,二进制形式),累加器舍去的位数b=4(舍去zui后的4位1111)时,其计算机仿真输出频谱如所示。
当累加器舍去的位数增加到b=5(舍去zui后的5位11111)时,其计算机仿真输出频谱如所示。dds输出频谱(n=12,b=4,k=255)(n=12,b=4,k=255)dds输出频谱(n=12,b=4,k=255)(n=12,b=4,k=255)无相位截断误差时dds输出频谱(n=12,b=4,k=256)(n=12,b=4,k=256)由和可以看出,随着相位累加器舍位位数的增加,dds输出的频谱杂散电平随之增大。
相位截断误差是dds杂散的三个主要来源之一,但当被截去的低b位全为0时,不会造成相位截断,因而在此频率控制字k值下不会产生误差。给出了n=12,b=4,k=256(000100000000)时,无相位截断误差时dds的输出频谱。与相比,二者的频率控制字k虽然相差只有1,但彼此间的杂散却有质的区别。