利用直接数字频率合成技术改善无杂散动态范围

作者:Ken Gentile数模转换器(DAC)的作用是将数字信号转换为模拟信号,这逐渐成为我们日常生活中司空见惯的事。例如,在蜂窝电话、CD和DVD播放器以及HDTV中,都可以发现DAC的身影。直接数字频率合成器(DDS)也是一种DAC,可以生成数字正弦信号,并将其馈入DAC来产生相应的模拟信号。本文将重点介绍新近出现的一项技术突破,它借助DDS技术大幅提升了DAC的无杂散动态范围(SFDR)性能。从理论上来说,DAC可以将数字信号正确无误的转换成等效的模拟信号,但实际上,转换过程几乎不可能是完美的。DAC的数字分辨率会引入量化误差,当将DAC的输出信号通过频谱分析仪显示时,这种误差表现为本底噪声。此外,其它误差,例如线性度误差,会造成DAC输出频谱上出现不期望的谐波分量,这些谐波往往是限制DAC无杂散动态范围(SFDR)性能的一个因素。利用直接数字频率很好地理解这一概念的数学解释。首先,我们具有幅值为P、频率为ωP的原始正弦信号,其次,我们有幅值为ωS、频率为ωS的任意杂散分量。原始信号和杂散分量之间的频率关系为ωS=NωP(其中合成技术改善无杂散N>1)。另外,在杂散正弦信号为谐波的特殊情况下(这也正是本文关注的重点),N是一个大于1的整数。原始信号和杂散正弦之动态范围间的幅值关系为S=αP,其中一般有α <<1。接下来,我们产生一个幅值为C的对消正弦信号,其频率与杂散正弦信号相同,但与作者:Ken Gentile杂散正弦信号间存在任意角度θ的相位差。对消和杂散正弦信号之