摘要：直接數(shù)字式頻率合成技術(shù)（DDS）是一種先進(jìn)的全數(shù)字頻率合成技術(shù)，它具有多種數(shù)字式調(diào)制能力（如相位調(diào)制、頻率調(diào)制、幅度調(diào)制以及I/Q正交調(diào)制等），在通信、導(dǎo)航、雷達(dá)、電子戰(zhàn)等領(lǐng)域獲得了廣泛的應(yīng)用。介紹DDS在衛(wèi)星通信調(diào)制技術(shù)中的應(yīng)用。

    關(guān)鍵詞：直接數(shù)字式頻率合成 調(diào)制器 正交調(diào)制

從理論上講，所有的已調(diào)信號(hào)都可以分解為同相和正交兩路，因此，用正交調(diào)制法可以實(shí)現(xiàn)幾乎所有的調(diào)制方式。目前，正交調(diào)制技術(shù)已廣泛應(yīng)用于雷達(dá)、導(dǎo)航、儀器儀表、電子戰(zhàn)等領(lǐng)域。同樣在衛(wèi)星通信調(diào)制技術(shù)中，I/Q正交調(diào)制也發(fā)揮著非常重要的作用。衛(wèi)星正交調(diào)制器原理框圖如圖1所示，它主要由數(shù)字信號(hào)處理（DSP）電路、數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換器（D/A）、低通濾波器（LPF）、頻率綜合器、90°移相器、混頻器、功率合成器、中頻放大、濾波電路等組成。

圖1中的頻率綜合器一般采用瑣相環(huán)（PLL）技術(shù)，而PLL屬于模擬技術(shù)，即圖1中的I、Q兩路正交調(diào)制信號(hào)是由模擬的PLL、90°移相器產(chǎn)生。由于模擬器件的一致性和穩(wěn)定性都不夠理想，因此很難保證兩路正交通路之間幅度的一致性及相位的正交性，這就大大影響了系統(tǒng)的性能。而DDS提供的正交載波能夠保持精確的相位和幅度一致性，所以將它應(yīng)用在衛(wèi)星調(diào)制技術(shù)中無(wú)疑是一種很好的選擇。

1 一種DDS衛(wèi)星調(diào)制電路

DDS技術(shù)出現(xiàn)于二十世紀(jì)70年代，它是一種全數(shù)字頻率合成技術(shù)。它將先進(jìn)的數(shù)字信號(hào)處理理論與方法引入信號(hào)合成領(lǐng)域，實(shí)現(xiàn)了合成信號(hào)的頻率轉(zhuǎn)換速度與頻率準(zhǔn)確度之間的統(tǒng)一。它以連續(xù)的相位變換方式、極快的頻率轉(zhuǎn)換速度、極高的頻率分辨率、極低的相位噪聲、易于用微機(jī)等多種方法控制、體積小、集成度高等多種優(yōu)點(diǎn)在理論、技術(shù)及應(yīng)用上得到了飛速的發(fā)展。由于DDS特殊的原理和結(jié)構(gòu)，使其具有以數(shù)字方式實(shí)現(xiàn)多種模擬調(diào)制和數(shù)字調(diào)制的能力（如相位調(diào)制、頻率調(diào)制、幅度調(diào)制以及I/Q正交調(diào)制等）。尤其是采用DDS技術(shù)可以得到一對(duì)相位嚴(yán)格正交、幅度嚴(yán)格相等的載波，這就為采用正交法產(chǎn)生調(diào)制信號(hào)提供了非常有利的條件。因此DDS在衛(wèi)星正交調(diào)制技術(shù)中具有非常重要的意義。

一種70MHz DDS衛(wèi)星調(diào)制電路如圖2所示。它主要由DDS、混頻器、功率合成器、70MHz帶通濾波器（通帶為52～88MHz）及放大與電平控制電路等組成。

由DDS產(chǎn)生的I、Q兩路正交信號(hào)分別與DSP電路產(chǎn)生的兩路基帶信號(hào)進(jìn)行混頻，然后由合成器完成功率求和，通過(guò)70MHz帶通濾波器將信道中的雜、諧波濾除，最后經(jīng)中頻放大與電平控制電路輸出52～88MHz已調(diào)信號(hào)。其中DDS的主要技術(shù)指標(biāo)包括：輸出頻率范圍52～88MHz；頻率分辨率2.5kHz；雜波抑制小于-55dB；諧波抑制小于-35dB；相位噪聲小于-110dB/Hz/1kHz；工作溫度范圍-10～50℃。

2 DDS電路的設(shè)計(jì)

AD9854是美國(guó)Analog Device公司于1999年推出的CMOS型DDS單片集成電路，時(shí)鐘頻率高達(dá)300MHz（按照輸出信號(hào)最高頻率為時(shí)鐘頻率的40%計(jì)算，AD9854最高工作頻率為120MHz）；其頻率控制字為48位，頻率分辨率可達(dá)微赫茲；AD9854具有正交兩路信號(hào)輸出功能，可同時(shí)產(chǎn)生I、Q兩路正交信號(hào)，這也是選擇它作為本電路設(shè)計(jì)主芯片的重要原因。另外，AD9854內(nèi)部還含有12位D/A正交雙輸出通道，省去了對(duì)D/A電路的選型與設(shè)計(jì)，降低了成本，縮小了電路體積。

    2.1 AD9854的特點(diǎn)及功能

AD9854超高的工作頻