基于DDS的直接数字调频信号频谱解析式

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1、万方数据第22卷第5期电子测量与仪器学报V01．22No．52008年10月JOURNALOFELECTRONICMEASUREMENTANDINSTRUMENT·59·基于DDS的直接数字调频信号频谱解析式周峰1张睿1高攸纲2(1．信息产业部通信计量中心，北京100083；2．北京邮电大学，北京100876)摘要：基于DDS的直接数字调频(DDFM)信号频谱不同于标准FM信号，得到了正弦调制DDFM信号的频谱解析式，解析式和文献测量结果吻合良好。推导方法可用于推导其他类型DDFM信号(如线性调频DDFM信号)的频谱解析式，并有助于深入

2、研究DDFM信号的频域指标。同时，仿真研究了ADC与DDS幅度量化效应对DDFM信号频谱杂散的影响，得出了量化杂散影响因素的准定量关系。关键词：DDS，调频信号，频谱，解析式，杂散中图分类号：TN74文献标识码：A国家标准学科分类代码：510．1025AnalyticalExpressionofFrequencySpectrumofDirectDistalFrequencyModulatedSignalBasedDDSZhouFen91ZhangRui1GaoYougan92(1．TMCofMII，Beijing，100083，Chin

3、a；2．BeijingUniversityofPostandTelecommunication，Beijing，100876，China)Abstract：Frequencyspectrumsofdirectdigitalfrequencymodulated(DDFM)signalisdifferentfromthatofstandardFMsignal．TheanalyticalexpressionofspectrumofsinusoidalmodulationDDFMsignalWaSobtainedfirst—ly．Theanal

4、yticalexpressionfitthemeasurementbyformerliteraturewell．ThederivationmethodcouldalsobeusedforobtainingspectrumexpressionofotherDDFMsignal(suchasLFMDDFMsignal)，andisusefulfordeeplystudyoffrequencydomainmeasurementofDDFMsignal．Andalso，theeffectsofADCandtheDDSamplitudequant

5、izationonthepowerlevelofthespuriousspectrumarestudiedthroughcomputersimulation，andthequaSi—quantitativerelationshipbetweenspurslevelandit’Sdeterminingfactorisobtained．Keywords：DDS，FMsignal，frequencyspectrum，analyticalexpression．1引言基于DDS的直接数字调频(DDFM)信号被广泛用于电子测试与测量。归一化的标准调

6、频信号表达式为5朋(t)=cos[2啊-fj+flsin(2耳^t)】(1)通常基于DDS的调频信号发生结构中，ADC以间隔乙抽样调制信号2可嘏cos(2订fbt)，然后改变DDS集成电路的频率控制字(FCW)¨-2]，这本质是在调制域抽样标准调频信号5蹦(t)。定义以=1／‰，称厶为调制域抽样频率，Re=厶饥，称如为调制域抽样比率。本文于2006年12月收到。典型的DDFM信号发生器结构如图1所示，S：(t)是DDFM信号，目前的研究主要集中在DDFM信号的时域解析方面Ⅲ，频谱解析式在以往文献中均没有得出，本文推导得到了DDFM信号的

7、频谱解析式。2峨p摊咖砌S】@s2@图l一种典型的DDFM信号发生器结构Fig．1AtypicalDDFMsignalgenerator万方数据·60·电子测量与仪器学报2008芷2频谱解析式如图1所不，Sl(t)包含DDS谐波，DDS谐波均起到了载波的作用。S，(t)通过低通滤波器(LPF)，变为S：(t)，在一个设计合理的信号源中，DDS谐波载波的相关成分均会被滤去，载波上的分量会被保留下来‘3’53，所以S：(t)的瞬时频率可以表示为：正(t)=Z+2椰c。s(2砚n乙)'⋯t∈(凡‰，(凡+1)气】p7五(t)可以表示为Four

8、ier级数的形式：五㈤=z+耋塑裂c。s(2矾t+矾乙)(3)热‘=髓尝曼n=21-1，z一嵋≯“s：(￡)；c。s[2霄厂五(乞)d乞】-cos№嵩错·cos(2-nfot+矾乇一号)】(4)sz(￡)可