【正文】 說 明將與課題有關(guān)的專業(yè)外文翻譯成中文是畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）中的一個(gè)不可缺少的環(huán)節(jié)。此環(huán)節(jié)是培養(yǎng)學(xué)生閱讀專業(yè)外文和檢驗(yàn)學(xué)生專業(yè)外文閱讀能力的一個(gè)重要環(huán)節(jié)。通過此環(huán)節(jié)進(jìn)一步提高學(xué)生閱讀專業(yè)外文的能力以及使用外文資料為畢業(yè)設(shè)計(jì)服務(wù)，并為今后科研工作打下扎實(shí)的基礎(chǔ)。要求學(xué)生查閱與課題相關(guān)的外文文獻(xiàn)3篇以上作為課題參考文獻(xiàn)，并將其中1篇（不少于3000字）的外文翻譯成中文。中文的排版按后面格式進(jìn)行填寫。外文內(nèi)容是否與課題有關(guān)由指導(dǎo)教師把關(guān)，外文原文附在后面。指導(dǎo)教師應(yīng)將此外文翻譯格式文件電子版拷給所指導(dǎo)的學(xué)生，統(tǒng)一按照此排版格式進(jìn)行填寫，完成后打印出來。請(qǐng)將封面、譯文與外文原文裝訂成冊(cè)。此環(huán)節(jié)在開題后畢業(yè)設(shè)計(jì)完成前完成。指導(dǎo)教師應(yīng)從查閱的外文文獻(xiàn)與課題緊密相關(guān)性、翻譯的準(zhǔn)確性、是否通順以及格式是否規(guī)范等方面去進(jìn)行評(píng)價(jià)。指導(dǎo)教師評(píng)語： 簽名： 年 月 日 景德鎮(zhèn)陶瓷學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）外文翻譯關(guān)于直接數(shù)字頻率合成器由伊娃墨菲[ @ ]寇斯拉特里[ @ ]什么是直接數(shù)字頻率合成器？直接數(shù)字頻率合成器（DDS）是一種通過產(chǎn)生一個(gè)以數(shù)字形式時(shí)變的信號(hào)，然后執(zhí)行由數(shù)字至模擬轉(zhuǎn)換的方法。由于DDS設(shè)備的操作主要是數(shù)字的，它可以提供快速解決輸出頻率之間切換，優(yōu)點(diǎn)是有精細(xì)的頻率和運(yùn)行頻率范圍廣泛。由于設(shè)計(jì)方面和工藝技術(shù)的進(jìn)步，今天的DDS器件是非常緊湊的小功率。為什么要使用直接數(shù)字頻率合成器（DDS）？不同頻率和配置文件是不是有其他的方法能夠很容易地產(chǎn)生頻率？能夠準(zhǔn)確地產(chǎn)生和控制波形已經(jīng)成為一些行業(yè)的主要要求。無論是提供低相位噪聲的雜散性能良好的可變頻率通信，還是只需在生成的頻率上激活工業(yè)或生物醫(yī)學(xué)檢測設(shè)備的應(yīng)用程序，成本低是重要的設(shè)計(jì)考慮。圖1 AD9833波形發(fā)生器設(shè)計(jì)師以相位鎖定回路（PLL）為基礎(chǔ)的需要非常高的頻率的合成技術(shù)，以DAC的動(dòng)態(tài)規(guī)劃的數(shù)字toanalog轉(zhuǎn)換器（輸出產(chǎn)生較低的頻率任意波形）來產(chǎn)生許多可能產(chǎn)生的頻率，但DDS技術(shù)迅速獲得了解決頻率（或波形）產(chǎn)生和工業(yè)應(yīng)用要求的方法，因?yàn)閱涡酒呻娐菲骷梢援a(chǎn)生簡單的可編程的模擬輸出高分辨率和準(zhǔn)確性的波形。此外，在這兩個(gè)過程中不斷改進(jìn)技術(shù)和設(shè)計(jì)，使成本和功耗水平前所未有的低。例如AD9833，一個(gè)基于DDS的可編程波形發(fā)生器（圖1），消耗的最大功率為30mW。使用DDS有什么主要好處？對(duì)DDS的AD9833器件進(jìn)行編程，如通過一個(gè)高速串行外設(shè)接口（SPI），而且只需要一個(gè)外部時(shí)鐘來生成簡單的正弦波。DDS器件現(xiàn)已可以產(chǎn)生從1到400MHz的頻率，（時(shí)鐘基于103MHz兆赫）。電源效益低，成本低，包裝單小，加上其固有的優(yōu)良性能，并能夠以數(shù)字形式（和重新編程）輸出波形使DDS器件是極具吸引力的解決方案，相比不太靈活的包括分子聚合離散在內(nèi)的解決方案。圖2 DDS輸出的矩形波三角波正弦波一個(gè)典型的DDS的設(shè)備可以產(chǎn)出什么樣的輸出？DDS器件不僅限于純粹的正弦波輸出。圖2顯示了方波、三角波和正弦波輸出。如何使用DDS的設(shè)備創(chuàng)建一個(gè)正弦波？圖3 組件的直接數(shù)字合成器這里有一個(gè)DDS的內(nèi)部電路：其主要成分是相位累加器，振幅轉(zhuǎn)換（通常是正弦查找）和一個(gè)DAC。這些模塊的代表圖如圖3。DDS產(chǎn)生一個(gè)特定頻率的正弦波。它的頻率取決于兩個(gè)變量，參考時(shí)鐘頻率和（控制字）數(shù)字編程的頻率。二進(jìn)制數(shù)的頻率主要輸入到相位累加器。在使用正弦查找表時(shí)，用相位累加器計(jì)算一個(gè)階段（角）的地址查找表，輸出幅度的數(shù)字值對(duì)應(yīng)相位角的正弦。反過來，DAC把這個(gè)數(shù)字轉(zhuǎn)換為相應(yīng)值的模擬電壓或電流。要生成一個(gè)固定頻率的正弦波，恒定值（相位增量，這是由二進(jìn)制數(shù)決定）被添加到時(shí)鐘周期的相位累加器。如果相位增量大，相位累加器會(huì)迅速通過正弦查找表，從而產(chǎn)生高頻率的正弦波。如果相位增量小，相位累加器將采取更多的步驟，因而產(chǎn)生較慢的波形。完整的DDS是什么意思？D/A轉(zhuǎn)換器和一個(gè)DDS的單一芯片的整合通常被稱為一個(gè)完整的DDS的解決方案，ADI公司的普通性質(zhì)DDS。讓我們說些有關(guān)累加器的知識(shí)。它是如何工作的？連續(xù)時(shí)間正弦信號(hào)的角度范圍內(nèi)有一個(gè)重復(fù)的階段0至2。數(shù)字的實(shí)施沒有什么不同，該計(jì)數(shù)器可以把相位累加器作為DDS的功能來執(zhí)行。圖4 數(shù)字相位輪為了理解這一點(diǎn)的基本功能，將可視化的正弦波振蕩作為一個(gè)階段輪圍繞旋轉(zhuǎn)圓向量（見圖4）。每個(gè)階段輪指向?qū)?yīng)的等效點(diǎn)1波周期的正弦。由于矢量旋轉(zhuǎn)的輪子，形象化的角度的正弦值產(chǎn)生相應(yīng)的正弦波。一個(gè)車輪周圍的相速度向量，為一個(gè)常數(shù)，正弦波輸出結(jié)果為一個(gè)完整周期。相位累加器提供等距相角值隨車輪周圍的向量線性旋轉(zhuǎn)。相位累加器對(duì)應(yīng)于點(diǎn)的波周期輸出的正弦。相位累加器實(shí)際上是一個(gè)模 M的計(jì)數(shù)器，每次收到一個(gè)時(shí)鐘脈沖其存儲(chǔ)的數(shù)量遞增。遞增幅度取決于輸入字（米）。這個(gè)字形成相位步長之間的參考，它有效地設(shè)置跳過多少分左右相輪。規(guī)模越大的跳躍，相位累加器以越快的速度溢出，且其周期相當(dāng)于一個(gè)正弦波。該輪在數(shù)字離散相點(diǎn)中，取決于分辨率的相位累加器（n），這決定了DDS的調(diào)諧。對(duì)于一個(gè)n = 28位相位累加器，1 ... 0001 M值的0000會(huì)導(dǎo)致相位累加器溢出后228參考時(shí)鐘周期（增量）。如果M值更改為0111 ... 1111，相位累加器溢出后，將只有2參考時(shí)鐘周期（取決于奈奎斯特最低要求）。這種關(guān)系是發(fā)生在基本調(diào)整方程DDS的結(jié)構(gòu)為：其中：FOUT是DDS的輸出頻率M是頻率控制字的二進(jìn)制fC是內(nèi)部參考時(shí)鐘頻率（系統(tǒng)時(shí)鐘）n是每組長度的相位累加器位，M的值發(fā)生變化導(dǎo)致輸出頻率的變化。無回路的建立時(shí)間發(fā)生在一個(gè)循環(huán)鎖相內(nèi)。由于輸出頻率的增加，減少樣本周期數(shù)。由于抽樣理論決定了至少兩個(gè)周期，每樣都需要重建的輸出波形，基本的DDS輸出頻率是fC/2。圖5 流過DDS的信號(hào)然而，對(duì)于實(shí)際應(yīng)用中，輸出頻率是有限的，在一定程度改善波形質(zhì)量的重建，并允許濾波輸出。當(dāng)產(chǎn)生一個(gè)恒定的頻率，相位輸出線性增加，因此模擬波形生成本身就是一個(gè)斜坡。試問，線性輸出波形怎樣轉(zhuǎn)化為正弦波？A相方法振幅查找表用于轉(zhuǎn)換相位累加器的瞬時(shí)輸出值（28比特AD9833）將正弦波振幅信息，提交（10位）到D/A轉(zhuǎn)換器。DDS的結(jié)構(gòu)充分利用了正弦波對(duì)稱的性質(zhì)和利用的一個(gè)映射邏輯合成一個(gè)完整周期的正弦波。該相位對(duì)振幅查找表其余數(shù)據(jù)通過閱讀然后再向前，這形象地顯示在圖5。什么是DDS的常用用途？應(yīng)用程序當(dāng)前正在使用基于DDS產(chǎn)生的基本波形，分為兩個(gè)主要類別：根據(jù)通信系統(tǒng)的設(shè)計(jì)要求，性能優(yōu)良的頻率源的相位噪聲低，往往選擇其組合的DDS光譜性能和頻率調(diào)諧分辨率。這些應(yīng)用包括使用DDS調(diào)制，作為一個(gè)PLL參考頻率，以提高整體可調(diào)，作為本地振蕩器，甚至直接射頻傳輸。另外，許多工業(yè)和生物醫(yī)學(xué)應(yīng)用DDS的波形發(fā)生器作為一個(gè)可編程的器件。因?yàn)镈DS是數(shù)字可編程，相位和波形頻率可以很容易地調(diào)整，而無需改變外部元件，通常需要改變時(shí)，使用傳統(tǒng)的模擬編程即可。DDS調(diào)整簡單，找到共振的頻率或補(bǔ)償溫度漂移。這樣應(yīng)用包括使用頻率源DDS在一個(gè)可調(diào)節(jié)測量阻抗的阻抗傳感器（例如在1），產(chǎn)生的脈沖波調(diào)制信號(hào)電纜用于微型驅(qū)動(dòng)，或在局域網(wǎng)檢查電話衰減。你認(rèn)為對(duì)于現(xiàn)實(shí)世界系統(tǒng)設(shè)備的設(shè)計(jì)者，DDS的關(guān)鍵優(yōu)點(diǎn)是什么？今天的成本競爭力，高性能，功能集成DDS IC是越來越常見的兩種通信系統(tǒng)和傳感器應(yīng)用。他們的優(yōu)點(diǎn)，對(duì)設(shè)計(jì)工程師的吸引力，包括：?數(shù)字控制微赫茲的頻率調(diào)整和相位調(diào)諧能力，跳躍速度非?？?；?在調(diào)整輸出頻率（或階段）連續(xù)頻率無過沖或模擬相關(guān)的循環(huán)時(shí)間異常；?DDS的數(shù)字架構(gòu)消除了需要解決的手動(dòng)調(diào)諧合成器和調(diào)整相關(guān)的模擬元件老化和溫度漂移；圖6 FSK調(diào)制?DDS的數(shù)字控制接口的架構(gòu)有利于實(shí)現(xiàn)高分辨率環(huán)境下，系統(tǒng)可以進(jìn)行遠(yuǎn)程控制和優(yōu)化控制處理器。我會(huì)用怎樣的FSK編碼DDS設(shè)備？二進(jìn)制頻移鍵控（簡稱為FSK）是一個(gè)最簡單的數(shù)據(jù)編碼形式。數(shù)據(jù)傳輸通過將載波頻率連續(xù)的傳到兩個(gè)分立的頻率。因此一個(gè)頻率，f1，（或許較高的）被指定為標(biāo)記頻率（二進(jìn)制的），另一個(gè)頻率f0作為基頻（二進(jìn)制零）。圖6顯示了一個(gè)例子，空間數(shù)據(jù)和傳輸信號(hào)之間的關(guān)系。圖7 一個(gè)基于DDS的編碼這種編碼方案很容易實(shí)現(xiàn)DDS的使用。DDS的頻率控制字，代表輸出頻率，設(shè)置為適當(dāng)?shù)闹祦砩蒮0和f1的，因?yàn)樗鼈冊(cè)?和1以進(jìn)行傳輸。傳輸?shù)皆O(shè)備之前用戶需要調(diào)整方案。在AD9834，兩個(gè)頻率寄存器，可方便的進(jìn)行FSK編碼。A的設(shè)備專用針（FSELECT）接受調(diào)制信號(hào)，并選擇合適的控制字（或頻率寄存器）。該框圖圖7演示了簡單的FSK信號(hào)的編碼。頻移鍵控PSK編碼怎么樣？相移鍵控（PSK）是另一種數(shù)據(jù)編碼的簡單形式。在PSK，載波頻率保持不變，并在第二階段的信號(hào)傳輸傳達(dá)的信息是多種多樣的。在這計(jì)劃完成的PSK，（最簡單的）被稱為二進(jìn)制的PSK（BPSK調(diào)制），只用兩個(gè)信號(hào)相位，0度和180度。每個(gè)位的狀態(tài)來決定該位的狀態(tài)上。如果波階段的不改變，信號(hào)狀態(tài)保持不變（低或高）。如果波階段（180度的變化），那么信號(hào)狀態(tài)變化（從低到高，或從高至低）。容易實(shí)現(xiàn)的PSK編碼是用DDS芯片。設(shè)備大部分有一個(gè)單獨(dú)的輸入寄存器（相位寄存器），可以裝載一個(gè)階段的值。這個(gè)值直接添加到載波相位而不改變其頻率。改變這種調(diào)制的載波相位，因此產(chǎn)生的PSK輸出信號(hào)。用于需要高速調(diào)制，AD9834允許預(yù)裝階段寄存器進(jìn)行切換選擇使用專用輸入引腳（PSELECT），這之間交替按規(guī)定調(diào)控的載體。更多復(fù)雜的PSK形式選用4或8波階段。這使得被傳送二進(jìn)制數(shù)據(jù)在每個(gè)階段的變化速度可能比BPSK調(diào)制慢。在fourphase調(diào)制（正交PSK或QPSK調(diào)制），可能相角為0，+90，90，和180度，每相移可以代表兩個(gè)信號(hào)分子。在AD9830，AD9831，AD9832，AD9835的提供4個(gè)階段和寄存器，允許復(fù)雜的相位調(diào)制的計(jì)劃實(shí)施，不斷更新注冊(cè)不同相位偏移。多個(gè)DDS器件可以同步嗎，也就是說，智商能力？圖8 多個(gè)DDS同步模式它可以使在同一主機(jī)兩個(gè)單DDS器件的時(shí)鐘運(yùn)行輸出的兩個(gè)信號(hào)的相位關(guān)系可直接控制。在圖8里，兩個(gè)AD9834s是用一個(gè)程序參考時(shí)鐘引腳，以同樣的重置用于更新兩個(gè)部分。使用這種設(shè)置，有可能做智商調(diào)制。傳輸任何數(shù)據(jù)之前，先復(fù)位該DDS，做之前必須斷電。這將設(shè)置DDS輸出到一個(gè)已知的階段，它作為共同的參照點(diǎn)，允許符合多個(gè)DDS的同步裝置。當(dāng)新的數(shù)據(jù)同時(shí)發(fā)送到多個(gè)DDS的單位，一連貫的相位關(guān)系可以保持，以及它們的相對(duì)相位偏移可預(yù)見由相位偏移寄存器方式轉(zhuǎn)變。AD9833和AD9834的有12位分辨率的階段。多個(gè)DDS的同步如需進(jìn)一步詳情請(qǐng)參閱應(yīng)用筆記AN605。什么是基于DDS系統(tǒng)的主要性能規(guī)格？相位噪聲，抖動(dòng)，無雜散動(dòng)態(tài)范圍（SFDR）。相位噪聲（dB/Hz的）的頻率不穩(wěn)定,振蕩器短。它是衡量作為單邊帶從頻率變化造成的噪音低于在使用振蕩器的（工作頻率為1Hz）的帶寬在兩個(gè)或多個(gè)頻率位移振蕩器工作頻率振幅分貝。這種具有特殊性能的測量方法應(yīng)用在模擬通信。DDS器件具有良好的相位噪音？對(duì)采樣系統(tǒng)的噪聲，取決于很多因素。參考時(shí)鐘抖動(dòng)可以被看作是對(duì)基本信號(hào)的相位噪聲在DDS的制度，相位截?cái)嗫梢愿鶕?jù)碼字選擇引入到系統(tǒng)中的一個(gè)錯(cuò)誤級(jí)別。對(duì)于一個(gè)完全可以由一個(gè)二進(jìn)制編碼表示的比例，也沒有截?cái)嗾`差。對(duì)于需要更多超過可用的位數(shù)，由此產(chǎn)生的相位噪聲截?cái)嗾`差結(jié)果如光譜圖9 典型的AD9834輸出相位噪聲圖輸出頻率為2兆赫,時(shí)鐘是50M赫茲。圖。他們的大小和分布取決于選擇的代碼字。該DAC還有助于在系統(tǒng)中的噪音。DAC的量化或線性誤差會(huì)造成噪音及諧波。圖9顯示了相位噪聲DDS在這種情況下一個(gè)典型情節(jié)，設(shè)備的AD9834。怎么樣抖動(dòng)？度均方根抖動(dòng)是數(shù)字信號(hào)的動(dòng)態(tài)位移的長期測量。振蕩器將有一個(gè)完美的上升和下降沿時(shí)間正是經(jīng)常在瞬間發(fā)生的，絕不會(huì)有所不同。這當(dāng)然是不可能的，因?yàn)榧词故亲詈玫恼袷幤饕矔?huì)由于噪音和其他來源的實(shí)際組件構(gòu)建不完善。高品質(zhì)，低相位噪聲晶體振蕩器將抖動(dòng)小于35皮秒（ps）的時(shí)期，積累了許多以百萬計(jì)的由熱噪聲引起的抖動(dòng)時(shí)鐘邊緣，不穩(wěn)定的電子振蕩器，外部干擾通過電源，甚至輸出連接。其他影響因素包括外部磁場或射頻電從附近的發(fā)射機(jī)，這將有助于抖動(dòng)影響振蕩器的輸出干擾領(lǐng)域。即使是一個(gè)簡單的放大器，逆變器，或?qū)⒂兄诰彌_抖動(dòng)信號(hào)。因此DDS的設(shè)備輸出的將增加一定量的抖動(dòng)。由于每個(gè)時(shí)鐘將已經(jīng)有一定抖動(dòng)，選擇一個(gè)低抖動(dòng)振蕩器是至關(guān)重要的開始。劃分了一個(gè)高頻率的時(shí)鐘頻率是一種減少抖動(dòng)方法。隨著頻率的劃分，相同數(shù)量的抖動(dòng)一段較長的時(shí)間內(nèi)發(fā)生，減少其對(duì)系統(tǒng)時(shí)間的百分比。一般而言，以減少抖動(dòng)重要來源，避免引入額外的來源，應(yīng)該使用一個(gè)穩(wěn)定的參考時(shí)鐘，避免使用信號(hào)和電路慢慢的殺死，并使用可行的最高頻率，以便增加過采樣。無雜散動(dòng)態(tài)范圍（SFDR）是指信號(hào)和水平最高的比率（衡量分貝之間）的最高級(jí)別，在頻譜信號(hào)包括相關(guān)的諧波頻率分量。對(duì)于最好的無雜散動(dòng)態(tài)范圍，必須首先具有高品質(zhì)的振蕩器。SFDR是一個(gè)重要的規(guī)范和應(yīng)用渠道的應(yīng)用程序，通信頻譜的頻率與其他被共享。如果發(fā)射機(jī)的輸出發(fā)送到其他頻段的雜散信號(hào)，他們可能會(huì)損壞鄰近信號(hào)或中斷信號(hào)。(a) (b)圖10 控制時(shí)鐘為50MHz的AD9834輸出圖11 由互動(dòng)設(shè)計(jì)工具提供屏幕上陳述輸出時(shí)鐘為50的典型情節(jié)取自AD9834是在圖10所示。輸出頻率正好是1/3的主時(shí)鐘頻率（MCLK）。由于頻率明智的選擇，有在25MHz的窗口沒有諧波頻率，至少有80dB以下的信號(hào)（SFDR=80dB）。較低的頻率設(shè)定在（b）有更多的點(diǎn)，形狀的波形（但不夠的，一個(gè)真正干凈的波形），并給出了一個(gè)更為現(xiàn)實(shí)的圖片，在二次諧波頻率，大約是50dB以下信號(hào)（SFDR=5