李欣未

【摘要】 提出了基于DDS的帶抖動時鐘信號產(chǎn)生算法，介紹了其實現(xiàn)原理，分析了產(chǎn)生的帶抖動時鐘信號在頻域和時域的性能，并通過仿真驗證。使用該設(shè)計的抖動信號源產(chǎn)生帶有O.172所規(guī)定的抖動頻率及幅度范圍的低頻帶抖動信號可對數(shù)字設(shè)備進行抖動性能的測試。

【關(guān)鍵詞】 時鐘抖動 DDS

一、引言

國際電信聯(lián)盟電信標準化部門（ITU-T）于2005年制定出了《同步數(shù)字系列（SDH）數(shù)字系統(tǒng)的抖動和漂移測量設(shè)備（O.172）》。原理上，測量儀器應(yīng)該由抖動/漂移發(fā)生功能模塊和抖動/漂移測量功能模塊組成[1]。本文只考慮抖動發(fā)生功能模塊部分。在O.172中，抖動定義為數(shù)字信號的有效瞬間偏離其時間的理想位置的短期變化，這個短期的含義是這些變化的頻率大于或等于10Hz[2]。

二、基于DDS的帶抖動時鐘信號設(shè)計與仿真

DDS技術(shù)的抖動信號源工作中，時鐘脈沖每觸發(fā)一次，累加器便將頻率控制字K與相位寄存器輸出的累加相位數(shù)據(jù)相加，然后把相加后的結(jié)果送至相位寄存器的數(shù)據(jù)輸入端。相位寄存器將累加器上一個時鐘作用后所產(chǎn)生的新相位數(shù)據(jù)反饋到累加器的輸入端，以便累加器在下一個時鐘作用下繼續(xù)與頻率控制字相加。這樣，相位累加器在時鐘的作用下進行線性累加，當相位累加器累加滿時，就會產(chǎn)生一次溢出，以完成一個周期性的動作。這個周期就是DDS輸出的信號周期。相位控制器控制DDS輸出信號的相位，即對DDS輸出信號進行相位調(diào)制。將相位控制器與相位寄存器的輸出作為相加器的兩個輸入，相加器的結(jié)果被設(shè)置成有符號數(shù)，最高位為符號位，然后提取此最高位，得到所需頻率的帶有相位抖動的方波信號。

已知累加器位寬、采樣頻率，根據(jù)所需的正弦信號輸出頻率可計算得到相位控制字的值。相位控制器的實現(xiàn)是將相位寄存器的輸出結(jié)果取高W位作為波形ROM的輸入地址，查找相應(yīng)的幅度碼得到正弦波，作為相位控制器的輸出與相位寄存器的輸出相加，以達到控制輸出信號相位的目的。在累加器充滿后，DAC將輸出一個完整周期的正弦波的階梯式逼近。

在Simulink中搭建DDS技術(shù)的時鐘抖動信號源平臺，對產(chǎn)生的帶相位抖動的方波信號進行仿真分析。

圖2為經(jīng)過similink仿真的正弦抖動信號仿真波形Asin（w1t），頻率為0.1MHz，幅度為0.4UI。圖3為DDS技術(shù)的抖動信號源輸出方波信號仿真波形。其中圖3中虛線圖形為帶有正弦抖動的方波信號的仿真圖形，實線圖形為無抖動方波信號的仿真圖形。圖3的虛線相對于實線發(fā)生了偏移，且偏移值可變，該偏移值即為相位抖動。正弦相位抖動幅度表明信號的偏移的大小，正弦相位抖動頻率表明信號偏移的快慢。DDS技術(shù)的時鐘抖動信號源實現(xiàn)了產(chǎn)生被正弦信號相位調(diào)制的方波信號。

參 考 文 獻

[1] 彭承柱，彭明宇. 抖動和漂擺的工程計算與測量[M]. 北京：人民郵電出版社，2003

[2] 袁玉群，梁蓓，葉顯陽，譚亞軍. 低雜散DDS的分析與仿真[J]. 貴州大學學報（自然科學版），2009，26（6）：101-103

[3] 馬令坤，張震強，黨宏社. DDS頻率合成器雜散的分析與仿真[J]. 微電子學與計算機，2007，24（7）：132-134