DDS在电子测量与仪表中的应用

摘 要：这几年来，由于计算机技术、电子化技术等科学技术的飞速发展，传统的电子测量技术也取得了进一步的改进与完善，而测量仪器作为电子测量工作中主要的工具设备，也逐渐向着自动化方向而发展，对提升我国社会生产技术水平有着重要的现实意义。目前，DDS作为一种新型的数字化技术，由于其自身具备的诸多优点，在电子测量和仪表中得到了十分广泛的应用。因此，笔者通过结合自身多年实践工作经验，具体针对DDS在电子测量与仪表中的应用情况进行了研究论述，从而总结出以下相关结论，以供参考交流。

关键词：DDS；电子测量；仪表；应用

现如今，我国社会生产技术水平日益提升，传统的电子测量技术与仪表仪器已经无法再满足于当前测量市场需求，因此相关技术人员经过深入研究之下，提出了以数字式频率合成的新测量技术。这一新技术目前已经在我国电子测量及仪表领域中得到了较为广泛的应用，同时也在产品检测、医学仪器实验、音频测试等相关领域中起到了至关重要的作用，取得了可喜可贺的成绩，具有十分开阔的发展前景。为此，本文重点对DDS在电子测量与仪表中的应用进行了探析，简要介绍了DDS技术的优点以及应用情况。

1 直接数字式频率合成技术概述

实际上，所谓的直接数字式频率合成技术是近几年来才发展形成的一种综合性数字频率合成技术，因为这一新技术自身具备了测量效率快、准确性高等多项优点，因此在相关领域中得到了广发的应用，特别是在当前电子测量、通信行业中，都取得了十分迅速的普及。

1.1 概念

在现代社会发展过程中，DDS是一种新型的数字化技术之一，也被称之为数字频率合成技术，相比于传统的频率合成器来说，DDS自身具备了转速速度快、功耗低，成本经济等多方面的优势，现阶段在电子仪器领域中得到了较为广泛的应用，更是一种加快实现了设备数字化、自动控制化的重要技术手段。

1.2 直接数字式频率合成技术优势

笔者通过多年来的实践工作观察发现，DDS技术在实际应用过程中可以取得十分理想的使用效果。并且，可以有效降低参数频率产生的噪音干扰程度，同时还能随意生成波形，具备质量轻、集成化的优势特点。

1.3 发生器

一个完整周期的函数波形被存储在存储器查找表中。相位累加器跟踪输出函数的电流相位。为了输出一个非常低的频率，采样样本之间的差相位（△）将非常小。例如，一个很慢的正弦波可能将有1度△相位。则波形的0号采样样本采得0度时刻的正弦波的幅度而波形的1号采样将采得1度时刻的正弦波的幅度依次类推。经过360次采样后将输出正弦曲线的全部360度或者确切地说是一个周期。一个较快的正弦波可能会有10度的△相位。于是，36次采样就会输出正弦波的一个周期。如果采样率保持恒定，上述较慢的正弦波的频率将比较决的正弦波慢10倍。

2 直接数字式频率合成技术在电子测量与仪表中的应用情况分析

现阶段，我国工业化生产技术日已趋于成熟的发展趋势，对于测量技术也有了更高层次的要求，而如何才能加快实现测量技术的自动、准确以及实时性，这一问题也已经成为了我国测量行业十分重视的议题。更是各大生产企业长远发展的有效保障。可以说，如果不存在测量，就不会出现信号的分析与处理技术，人们就很难获取到更多有价值的信息。那么，基于这种情况下，在实践工作中，更应该对电子测量和仪表技术进行科学合理的选择，同时还要加大对该技术更加深入的研究与完善，使其充分发挥自身的关键作用以及使用优势。

二十一世纪是一个大规模集成电路迅猛发展的时代，有效推动了电子测量与仪器的改革和创新，再加之当前大规模集成电路应用越来越普及，各种先进、新型的电子仪器不断涌现出来，进一步提高了检测结果的真实、可靠性，逐渐成了我国电子测量业未来主要的发展大方向。

2.1 DDS的基本工作原理

通常情况下，DDS技术主要是基于相位概念基础上进行频率合成的一种新技术，是将先进的数字信号处理方法与相关理论融合在一起，共同应用于信号合成领域中，其详细工作原理图如1所示。可以說，参考频率源其实就是一个稳定性较高的晶体振荡器，其发出输出信号的同时，DDS各部件也在同步进行工作，此时相位累积器就会将数字信号对应的相位根据给定增量要求进行步进，并且按照此准确的相位查询到正弦波形存储器中的函数表，最终获取到标准的函数幅度码。

2.2 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。

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（舍去最后的4位1111）时，其计算机仿真输出频谱图如图2所示。当累加器舍去的位数增加到B=5（舍去最后的5位11111）时，其计算机仿真输出频谱图如图3所示。

由图2和图3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。

结束语

综上所述 ，可以得知，随着电子测量与仪表技术的迅速发，对于频率合成技术精密性提出了更高层次的要求。并且，在受到相位舍位的条件下，只要选择出合理的频率控制字，就可对对DDS输出频率产生的误差进行有效的控制，甚至还可以彻底消除掉，从而充分保障了电子测量和仪表的精准性。

参考文献

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