面向EMC的DDS信号及DDS调频信号频谱创新研究

摘要

DDS(直接数字合成)信号和基于DDS的调频信号被广泛用于电子通信设备和电磁兼容测试领域．学位论文第一、二章介绍了DDS技术的特点、典型应用、关键器件，说明了DDS技术的原理，重点分析了DDS信号发生模块中的各个组成部分。 本章第3章和第4章是本学位论文的核心，系统阐述了论文作者在DDS单频率信号和DDS调频(DDFM信号)频谱研究方面的创新成果． 第3章中，分析了“较高频DDS输出”时数模转换器(DAC)的非理想特性，特别是转换(slew time)和闪变(glitch)阶段，建立了波形模型，求得相应的Fourier变换，从而得到新的频谱解析式。试验采用ADI公司的DDS芯片AD9851，测量了信号幅频特性。证明了较以往解析式，新解析式和实测更接近。 第4章中，首次推导得到了余弦调制DDFM信号的频谱解析式，解析式和文献测量结果吻合良好。DDFM与标准FM信号相比，含有谐波分量，基于解析式对此进行了更深入的研究，由于一次谐波是信号失真的重要原因，所以采用数值计算结果函数拟合方法得到了DDFM信号一次谐波失真(FHD)新的近似公式，新公式比文献公式有更好的适用性和精确度。由于总谐波功率较之一次谐波功率更容易被测量，本章也给出了DDFM总谐波失真THP的仿真结果。不仅如此，该部分首次指出,基于DDS的直接数字调频(DDFM)信号基波内存在失真。基于频谱计算，本章定义了新的失真指标：总基波失真TFD，并且求得了TFD的近似公式，TFD在DDFM信号谐波被抑制的信号发生结构中尤其有意义，我们的研究发现，FHD与常用的一次谐波失真指标TFD的dB值成近似为二分之一比例关系。另一方面，本章仿真研究了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。 第5章是结论和展望，全面总结了学位论文的结论，并且探讨了下一步的研究的两个方向：抑制谐波的滤波器设计研究和调制域抽样理论的深入发展。 在本研究过程中，共发表学术论文(含录用)5篇，参见附录论文列表，若干成果受到了专家的肯定和好评。

目录

论文说明：图表目录

声明

摘要

第1章引言

1.1 研究背景

1.2研究目的

1.3论文结构安捧

第2章DDS技术及其原理

2.1 DDS技术

2.1.1 直接式数字频率合成器

2.1.2 DDS芯片

2.1.3 DDS技术的应用

2.2 DDS信号发生器基本结构

2.2基于DDS快速跳频拟合调频信号的方法

2.2.1基本数学原理

2.2.2使用 DSP芯片实现跳频拟合控制流程的可行性

2.3可灵活定义的脉冲幅度调制信号(PAM)的产生

2.4小结

第3章基于DAC非理想特性的单频DDS信号频谱新研究

3.1 以往频谱研究

3.2 DAC非理想特性建模

3.3简化模型的Fourier变换

3.4试验对照

3.5讨论和结论

第4章DDS调频(DDFM)信号频谱新研究

4.1频谱解析式

4.1.1理论推导

4.1.2对照验证

4.2 DDFM一次谐波失真研究

4.2.1 以往研究

4.2.2一次谐波失真新算式

4.3总谐波功率THP及其影响因素

4.4全新指标:基波失真

4.4.1 抑制谐波的DDFM信号发生结构

4.4.2 全新失真指标:基波失真

4.4.3小结

4.5 DDFM信号量化杂散

第5章结论与展望

5.1全文总结

5.2下一步研究

5.2.1谐波抑制滤波器

5.2.2调制域抽样理论的研究

参考文献

硕士期间发表论文

致谢