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