什么是直接式频率合成器（DS）

什么是直接式频率合成器（DS）

频率合成的历史

频率合成器被人们喻为众多电子系统的“心脏”。现代战争是争夺电子频谱控制权的战争。频率合成器产生电子频谱。在空间通信、雷达测量、遥测遥控、射电天文、无线电定位、卫星导航和数字通信等先进的电子系统中都需要有一个频率高度稳定的频率合成器。电子干扰使雷达、通信面临着新的挑战。通信在电子战中跳频体制成为一种重要的军事通信手段。跳频通信系统必须装备与跳频速度相适应的频率合成器。一个性能优良的频率合成器应同时具备输出相位噪声低、频率捷变速度快、输出频率范围宽和捷变频率点数多等特点。

率合成器一般可分为直接式、间接式（锁相式）、直接数字式和混合式。 频率合成理论大约是在30年代中期提出来。最初产生并进入实际应用的是直接频率合成技术。

六十年代末七十年代初，相位反馈控制理论和模拟锁相技术的在频率合成领域里的应用，引发了频率合成技术发展史上的一次革命，相干间接合成理论就是这场革命的直接产物。随后数字化的锁相环路部件如数字鉴相器、数字可编程分频器等的出现及其在锁相频率合成技术中的应用标志着数字锁相频率合成技术得以形成。由于不断吸引和利用如吞脉冲计数器、小数分频器、多模分频器等数字技术发展的新成果，数字锁相频率合成技术已日益成熟。直接数字频率合成(DDS)的出现导致了频率合成领域的第二次革命。七十年代初，J.Tierney等人发表了关于直接数字频率合成的研究成果，第一次提出了DDS的概念。由于直接数字频率合成器(DDFS)具有相对带宽很宽、频率捷变速度很快、频率分辨率很高、输出相位连续、可输出宽带的正交信号、可编程和全数字化便于集成等优越性能，因此在短短的二十多年时间里得到了飞速的发展，DDS的应用也越来越广泛。

频率合成的基本概念

频率合成(Frequeney Synthesis)是指以一个或数个参考频率为基准，在某一频段内，综合产生并输出多个工作频率点的过程。基于这个原理制成的频率源称为频率合成器(Frequeney Synthesizer)。频率合成器按频率综合方法可分为直接合成式(Direct Synthesizer)和间接合成式(IndirectSynthesizer)；从输出信号间的相位关系可分为相干源和非相干源。

直接式频率合成器（DS）的概念与实例

这是最早出现最先使用的一种频率合成器。它是由一个或多个晶体振荡器经过开关转换、分频、倍频、混频、滤波得到所需要的频率。虽然提出的时间早，最初的方案也显得十分落后，但由于直接模拟合成具有频率捷变速度快，相位噪声低的主要优点而使之在频率合成领域占有重要的地位。

直接模拟频率合成器容易产生过多的杂散分量以及设备量大是其主要缺点。近年来随着声表面波(SAW)技术的发展，新型的SAW直接式频率合成器实现了较低的相位噪声、更多的跳频频道、快的频率捷变速度、小体积和中等价格。预计随着SAW技术的成熟，SAW直接频率合成技术将使直接模拟频率合成器再现辉煌。

SAW直接式频率合成器主要由SAW梳齿频率产生器、SAW滤波器以及高速转换开关、分频器、倍频器组成。目前国外已研制出SAW频率合成器。如美国飞机公司（Aircraft Corp）研制的雷达频率合成器所达到的技术指标如下：

频率范围：1369MHz～1606MHz

跳频点数：N=243

频率转换时间：t s = 01. μ

寄生杂散：－47dBc

美国TRW公司研制的四级多次合成SAW频率合成器 的技术指标为：

频率范围：1280MHz～1528MHz

跳频点数：N=256

频率间隔：Δf=1MHz

杂散抑制：－43dBc

频率转换时间：t s = 0 025 . μs

其它公司也研制出了SAW频率合成器，但已经装备实用的还不多。