什么是直接式頻率合成器（DS）

頻率合成的歷史

頻率合成器被人們喻為眾多電子系統(tǒng)的“心臟”。現(xiàn)代戰(zhàn)爭(zhēng)是爭(zhēng)奪電子頻譜控制權(quán)的戰(zhàn)爭(zhēng)。頻率合成器產(chǎn)生電子頻譜。在空間通信、雷達(dá)測(cè)量、遙測(cè)遙控、射電天文、無(wú)線(xiàn)電定位、衛(wèi)星導(dǎo)航和數(shù)字通信等先進(jìn)的電子系統(tǒng)中都需要有一個(gè)頻率高度穩(wěn)定的頻率合成器。電子干擾使雷達(dá)、通信面臨著新的挑戰(zhàn)。通信在電子戰(zhàn)中跳頻體制成為一種重要的軍事通信手段。跳頻通信系統(tǒng)必須裝備與跳頻速度相適應(yīng)的頻率合成器。一個(gè)性能優(yōu)良的頻率合成器應(yīng)同時(shí)具備輸出相位噪聲低、頻率捷變速度快、輸出頻率范圍寬和捷變頻率點(diǎn)數(shù)多等特點(diǎn)。

率合成器一般可分為直接式、間接式（鎖相式）、直接數(shù)字式和混合式。 頻率合成理論大約是在30年代中期提出來(lái)。最初產(chǎn)生并進(jìn)入實(shí)際應(yīng)用的是直接頻率合成技術(shù)。

六十年代末七十年代初，相位反饋控制理論和模擬鎖相技術(shù)的在頻率合成領(lǐng)域里的應(yīng)用，引發(fā)了頻率合成技術(shù)發(fā)展史上的一次革命，相干間接合成理論就是這場(chǎng)革命的直接產(chǎn)物。隨后數(shù)字化的鎖相環(huán)路部件如數(shù)字鑒相器、數(shù)字可編程分頻器等的出現(xiàn)及其在鎖相頻率合成技術(shù)中的應(yīng)用標(biāo)志著數(shù)字鎖相頻率合成技術(shù)得以形成。由于不斷吸引和利用如吞脈沖計(jì)數(shù)器、小數(shù)分頻器、多模分頻器等數(shù)字技術(shù)發(fā)展的新成果，數(shù)字鎖相頻率合成技術(shù)已日益成熟。直接數(shù)字頻率合成(DDS)的出現(xiàn)導(dǎo)致了頻率合成領(lǐng)域的第二次革命。七十年代初，J.Tierney等人發(fā)表了關(guān)于直接數(shù)字頻率合成的研究成果，第一次提出了DDS的概念。由于直接數(shù)字頻率合成器(DDFS)具有相對(duì)帶寬很寬、頻率捷變速度很快、頻率分辨率很高、輸出相位連續(xù)、可輸出寬帶的正交信號(hào)、可編程和全數(shù)字化便于集成等優(yōu)越性能，因此在短短的二十多年時(shí)間里得到了飛速的發(fā)展，DDS的應(yīng)用也越來(lái)越廣泛。

頻率合成的基本概念

頻率合成(Frequeney Synthesis)是指以一個(gè)或數(shù)個(gè)參考頻率為基準(zhǔn)，在某一頻段內(nèi)，綜合產(chǎn)生并輸出多個(gè)工作頻率點(diǎn)的過(guò)程。基于這個(gè)原理制成的頻率源稱(chēng)為頻率合成器(Frequeney Synthesizer)。頻率合成器按頻率綜合方法可分為直接合成式(Direct Synthesizer)和間接合成式(IndirectSynthesizer)；從輸出信號(hào)間的相位關(guān)系可分為相干源和非相干源。

直接式頻率合成器（DS）的概念與實(shí)例

這是最早出現(xiàn)最先使用的一種頻率合成器。它是由一個(gè)或多個(gè)晶體振蕩器經(jīng)過(guò)開(kāi)關(guān)轉(zhuǎn)換、分頻、倍頻、混頻、濾波得到所需要的頻率。雖然提出的時(shí)間早，最初的方案也顯得十分落后，但由于直接模擬合成具有頻率捷變速度快，相位噪聲低的主要優(yōu)點(diǎn)而使之在頻率合成領(lǐng)域占有重要的地位。

直接模擬頻率合成器容易產(chǎn)生過(guò)多的雜散分量以及設(shè)備量大是其主要缺點(diǎn)。近年來(lái)隨著聲表面波(SAW)技術(shù)的發(fā)展，新型的SAW直接式頻率合成器實(shí)現(xiàn)了較低的相位噪聲、更多的跳頻頻道、快的頻率捷變速度、小體積和中等價(jià)格。預(yù)計(jì)隨著SAW技術(shù)的成熟，SAW直接頻率合成技術(shù)將使直接模擬頻率合成器再現(xiàn)輝煌。

SAW直接式頻率合成器主要由SAW梳齒頻率產(chǎn)生器、SAW濾波器以及高速轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)、分頻器、倍頻器組成。目前國(guó)外已研制出SAW頻率合成器。如美國(guó)飛機(jī)公司（Aircraft Corp）研制的雷達(dá)頻率合成器所達(dá)到的技術(shù)指標(biāo)如下：

頻率范圍：1369MHz～1606MHz

跳頻點(diǎn)數(shù)：N=243

頻率轉(zhuǎn)換時(shí)間：t s = 01. μ

寄生雜散：－47dBc

美國(guó)TRW公司研制的四級(jí)多次合成SAW頻率合成器 的技術(shù)指標(biāo)為：

頻率范圍：1280MHz～1528MHz

跳頻點(diǎn)數(shù)：N=256

頻率間隔：Δf=1MHz

雜散抑制：－43dBc

頻率轉(zhuǎn)換時(shí)間：t s = 0 025 . μs

其它公司也研制出了SAW頻率合成器，但已經(jīng)裝備實(shí)用的還不多。

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