Thiết kế bộ tổ hợp tần số trực tiếp (DDS) ứng dụng cho thiết bị thu phát sóng ngắn đơn biên SSB 3

Kỹ thuật tổ hợp tần số trực tiếp (DDS) là kỹ thuật điều khiển số, cho phép tạo ra mạng tần số từ một số tần số chuẩn. Nó có độ chính xác cao, bước tần hẹp, điều chỉnh băng rộng. Hướng đi của đề tài là: “Thiết kế bộ tổ hợp tần số trực tiếp (DDS) ứng dụng cho thiết bị thu phát sóng ngắn đơn biên SSB3”Với yêu cầu đặt ra là thiết kế bộ tổ hợp tần số trực tiếp, chế tạo thử nghiệm, đo đạc kiểm tra, đánh giá các tham số kỹ thuật. Nội dung đồ án gồm 3 chương : Chương 1: Khái quát chung về phương pháp tổ hợp tần số. Chương 2: Phương pháp tổ hợp tần số trực tiếp. Chương 3: Thiết kế, chế tạo modul tổ hợp tần số theo phương pháp tổ hợp tần số trực tiếp ứng dụng cho SSB3.

LỜI NÓI ĐẦU

Ngày nay trước sự phát triển mạnh mẽ của kỹ thuật viễn thông và kỹthuật vi xử lý đã có ứng dụng rất to lớn vào tất cả các lĩnh vực đặc biệt làlĩnh vực điện tử Trong nhiều ứng dụng một trong các thiết bị điện tử quantrọng nhất là các máy thu phát vô tuyến Yêu cầu chung đối với các máythu phát vô tuyến hiện đại là phải đảm bảo sự hoạt động được một cách ổnđịnh trong dải tần công tác

Hiện nay còn có nhiều trang bị thông tin vô tuyến đã cũ và lạc hậu,hầu hết được nhập từ nước ngoài về và thuộc nhiều chủng loại nhiều thế hệkhác nhau Trong quá trình khai thác và sửa chữa gặp rất nhiều khó khăn

Vì vậy việc cải tiến và nâng cấp trang thiết bị hiện có là một yêu cầu cấpthiết trong quá trình hiện đại hóa hiện nay

Từ những lý do nêu trên, việc nghiên cứu và thiết kế các modul đểthay thế cho các modul trong thiết bị cũ là một hướng đi đúng đắn Trướcmắt phục vụ cho công tác bảo đảm kỹ thuật sửa chữa thay thế, đồng thờitạo cơ sở cho việc thiết kế chế tạo các thiết bị mới trong tương lai Bộ tổhợp tần số là một bộ phận rất quan trọng và quyết định chất lượng của cácthiết bị thông tin vô tuyến Vì vậy thu hút được sự quan tâm khi nghiên cứucải tiến Yêu cầu chung đối với bộ tổ hợp tần số là tạo ra một dải tần rộng,khả năng thiết lập tần số nhanh, độ chính xác cao, bước tần hẹp, …

Kỹ thuật tổ hợp tần số trực tiếp (DDS) là kỹ thuật điều khiển số, chophép tạo ra mạng tần số từ một số tần số chuẩn Nó có độ chính xác cao,

bước tần hẹp, điều chỉnh băng rộng Hướng đi của đề tài là: “Thiết kế bộ

tổ hợp tần số trực tiếp (DDS) ứng dụng cho thiết bị thu phát sóng ngắn đơn biên SSB-3”

Với yêu cầu đặt ra là thiết kế bộ tổ hợp tần số trực tiếp, chế tạo thửnghiệm, đo đạc kiểm tra, đánh giá các tham số kỹ thuật

Nội dung đồ án gồm 3 chương :

- Chương 1: Khái quát chung về phương pháp tổ hợp tần số.

- Chương 2: Phương pháp tổ hợp tần số trực tiếp.

- Chương 3: Thiết kế, chế tạo modul tổ hợp tần số theo phương pháp

tổ hợp tần số trực tiếp ứng dụng cho SSB-3

Do những hạn chế về kiến thức và kinh nghiệm thực tiễn nên trong

đồ án không tránh khỏi những thiếu sót Em rất mong nhận được sự đónggóp từ các thầy giáo và bạn đọc quan tâm đến đề tài này để em hoàn thiệnkiến thức của mình hơn nữa

Em xin chân thành cám ơn!

CHƯƠNG 1 KHÁI QUÁT CHUNG VỀ PHƯƠNG PHÁP TỔ HỢP TẦN SỐ 1.1 Khái quát về tổ hợp tần số

Trong các hệ thống viễn thông, để tạo ra tần số dao động cần thiết, ta

có thể dùng các mạch dao động Mạch dao động đơn giản nhất là mạch daođộng LC, mạch này cho phép thay đổi tần số dễ dàng nhờ thay đổi cáctham số (L, C) của mạch Nhưng nó lại có nhược điểm là tần số dao độngđược tạo ra có độ ổn định không cao Ngay với các linh kiện có hệ số phẩmchất cao và ổn định nhiệt tốt thì độ ổn định f/f của bộ dao động LC cũngchỉ đạt từ 10  3đến 10 4 Để đạt được độ ổn định cao, ta sử dụng bộ tựdao động thạch anh (giá trịf/f có thế đạt từ 10  6

đến 10 8

) Nhưng các

bộ dao động thạch anh lại rất khó thay đổi tần số vì mỗi bộ dao động cómột tần số cố định Muốn thay đổi tần số công tác thì ta phải thay đổi bộdao động thạch anh Mặt khác, ở tần số cao thì việc chế tạo bộ dao độngthạch anh là rất phức tạp vì bề dày của thạch anh lúc này là rất nhỏ

Vậy để tạo tần số công tác vừa đảm bảo dễ thay đổi trong một dảinhất định (mạng tần số), lại phải đảm bảo độ ổn định tần số cao đáp ứngyêu cầu của máy thu phát vô tuyến thì phải thực hiện theo giải pháp nào?

Lý thuyết về tổ hợp tần số (THTS) bắt nguồn từ yêu cầu đó

THTS là phương pháp tạo ra mạng tần số từ một số dao động chotrước có độ ổn định và độ chính xác tần số cao Tổ hợp mạng tần số đượctạo ra bằng cách cộng, trừ, nhân, chia các tần số cho trước theo một nguyêntắc hay một thuật toán nào đó

Bộ THTS là một thành phần quan trọng trong các thiết bị điện tử nóichung và trong các thiết bị thu phát vô tuyến nói riêng Nó có nhiệm vụ tạo

ra các dao động chủ sóng cho tuyến phát và tạo ra dao động ngoại sai cho

tuyến thu Do vậy, bộ THTS được ứng dụng nhiều trong các thiết bị hay hệthống thông tin hiện nay

Để quá trình bắt đầu liên lạc không phải tìm kiếm và thực hiện vichỉnh tần số, các yêu cầu đối với bộ THTS là :

 Có khả năng làm việc trong dải tần rộng, bước tần nhỏ thỏa mãncác yêu cầu đặt ra với số lượng thạch anh ít nhất nếu có thể

 Đảm bảo độ ổn định và độ chính xác tần số cao

 Loại bỏ đến mức thấp nhất các tần số phụ sinh ra trong quá trìnhbiến đổi tần số

 Thời gian thiết lập tần số nhanh, chính xác

 Có khả năng điều chỉnh và chuyển tần số nhanh, chính xác

 Kích thước trọng lượng nhỏ, khả năng modul hóa cao

 Giá thành hạ

Việc thiết kế, chế tạo bộ THTS phải thoả mãn các yêu cầu trên Tuynhiên, việc thiết kế và chế tạo bộ THTS cũng phải dựa theo yêu cầu trongtrường hợp cụ thể, chỉ tiêu kỹ thuật của các thiết bị và ứng dụng của nó

1.2 Các phương pháp tổ hợp tần số

Có rất nhiều cách phân loại THTS theo tiêu chí và quan điểm khácnhau Tuy nhiên, có một cách thông dụng là chia các bộ THTS theo ba loạisau:

Theo nguyên tắc này thì bộ THTS dùng nhiều thạch anh Phương

pháp này dễ chế tạo song lại có nhược điểm tạo ra tần số phụ ở lối ra bộ

THTS Mạng tần số được hình thành theo một công thức cố định nên không

linh hoạt cho việc thay đổi tần số công tác

1

fBDĐTA1

TRỘN BDĐTA2

Cơ sở của phương pháp này là THTS trực tiếp song có bổ sung thêm

các phép tính nhằm tăng độ chọn lọc của các thành phần trong mạng

THTS Thực chất của phương pháp này là thành phần được chọn trong

mạng biến tần được quy về tần số cố định rất thấp Ở tần số này sẽ đảm bảo

điều kiện lọc tốt nhất Sau đó, bằng con đường ngược lại nó chuyển về tần

số cũ hoặc tần số bất kỳ khác Các tần số biến đổi phụ này được thực hiện

nhờ bộ dao động phụ

tgf

phuf

ra

f

Phuf

Bộ lọc BPF1 ở lối ra bộ tổ hợp chỉ có thể tách ra một nhóm mộtnhóm các thành phần của mạng, trong đó có thành phần được chọn f.Nhóm các thành phần này nhờ dao động phụ được dịch xuống dưới theotrục tần số Sao cho tần số được chọn nằm trong giải thông của bộ lọcBPF2 với tần số trung gian Sau bộ lọc, nhờ tần số phụ của bộ dao động đó,

tg

f được biến đổi thành tần số fra f Để tách lấy các thành phần khác, ví

dụ f  f s chỉ cần tăng tần số của bộ dao động phụ thêm lượng Δffs là đủ.

Tóm lại, các bộ THTS thụ động dùng linh kiện tương tự có các ưunhược điểm sau:

- Ưu điểm:

+ Sơ đồ cấu trúc đơn giản

+ Có thể tạo ra các dải tần làm việc liên tục hay gián đoạn theo yêucầu

+ Phổ tín hiệu đầu ra lớn, mức các dao động phụ còn nhiều

+ Số lượng tần số công tác chưa lớn

+ Thiết lập bộ lọc phức tạp

+ Khó sử dụng, điều chỉnh, không thuận tiện cho sửa chữa

b/ THTS thụ động dùng linh kiện số:

Là ứng dụng các IC số có kích thước rất nhỏ, độ bền và độ tin cậycao, thời gian trễ nhỏ Các dao động tạo ra tần số cần thiết là những dòngxung có độ chính xác và độ ổn định cao Chỉ sử dụng các linh kiện ở các

mạng lọc đầu ra Sơ đồ tổng quát như trên hình 1.3

Ngược với phương pháp THTS thụ động trên linh kiện tương tự, THTS thụđộng trên linh kiện số chia tần số thạch anh và cộng giữa các tần số thạchanh đã chia tạo ra mạng tần số chuẩn

N M

  (1.1) Tuy nhiên, nó có nhược điểm: dải tần rời rạc, khoảng cách tần số lớn,nhiều hài và phức tạp

* / Sơ đồ THTS trực tiếp:

Đặt tần số và

điều khiển

Bộ nhớ số liệu biên độ

DAC

Chốt số liệu

Bộ nhớ số liệu pha

Chốt số liệu

Lọc

Hình 1.4 Sơ đồ tổ hợp tần số trực tiếp trên linh kiện tương tự

- Ưu điểm:

+ Thời gian thiết lập tần số nhanh

+ Độ ổn định tần số tương đối cao (Đánh giá qua mức tạp âm lượng tử) + Tránh không phải dùng hệ số chia biến đổi có hệ số chia lớn trongvòng giữ so pha

a/ THTS tích cực trên linh kiện tương tự:

*/ Bộ THTS dùng vòng tự động điều chỉnh theo tần số (TDT):

Kỹ thuật này được minh họa trên hình 1.5 Trong sơ đồ này, VCOthực chất là một bộ dao động LC làm việc được trong dải tần rộng nhưng

độ ổn định tần số không cao Để tần số ổn định, ta sử dụng vòng tự độngđiều chỉnh tần số Trên cơ sở so sánh giữa fVCO và fDĐC , sai số của phép sosánh này sẽ tạo ra ở đầu ra thiết bị so sánh một tín hiệu sai số UTS, tín hiệunày được đưa qua bộ lọc thông thấp Sau đó được đưa qua thiết bị điềukhiển để lôi kéo tần số làm việc về tần số danh định

LTTTSTS

*/ Sơ đồ THTS dùng vòng tự động điều chỉnh theo pha (TDF):

LTT

Dao động

Thiết bị điều khiển

Sơ đồ THTS dùng vòng tự động điều chỉnh tần số theo pha (TDF)dựa trên nguyên tắc bám chính xác theo pha dao động chuẩn Nên ưu việthơn hẳn so với phương pháp TDT là không còn độ lệch pha tần số còn dư,sai số chỉ còn là sai số về pha Vì thế người ta còn gọi bộ THTS kiểu này là

bộ tinh chỉnh Tuy nhiên nó cũng có nhược điểm là dải giữ của vòng so phahẹp nên khi sai lệch về pha giữa hai dao động cần so pha lớn thì vòng sopha có thể mất tác dụng điều chỉnh Chính vì thế, để khắc phục người ta đãkết hợp cả vòng so tần và so pha

Tuy nhiên, các bộ THTS tích cực dùng linh kiện tương tự là phải sửdụng mạch tạo mạng tần số chuẩn Các linh kiện tương tự có độ chính xáckhông cao nên độ tin cậy hệ thống thấp Kích thước và trọng lượng của cáclinh kiện lớn nên kích thước và trọng lượng của hệ thống lớn, việc điềuchỉnh tự động khá phức tạp

b/ THTS tích cực dùng linh kiện số:

*/ Sơ đồ khối tổng quát:

Dao động

chuẩn

Bộ chia M

cố địnhTạo xung

Bộ chia N biến đổi

So pha

Tạo xung

DCO

N

/M ra

f

/N ra

Để nâng cao dải tần đồng bộ và mở rộng phạm vi điều chỉnh người ta sửdụng kết hợp vòng so pha và so tần Giải pháp này thể hiện trên hình 1.8

Vòng so pha thực hiện bước tinh chỉnh lôi kéo tần số dao động chủ sóng có

cao, dải tần đầu ra rộng Khả năng tự động điều chỉnh của hệ thống lớnđảm bảo độ tin cậy, sử dụng đơn giản.

Thực tế, để tạo ra dải tần số rộng, bước tần số nhỏ với sơ đồ trên làrất khó khăn vì tần số nhỏ thì bộ chia N phải lớn dẫn đến số lượng vi mạchchia tăng lên, điều này gây ra sự trễ pha tín hiệu tương đối lớn, cũng nhưhiện tượng trôi pha rất khó khắc phục

*/Ưu điểm :

+ Các linh kiện số được chế tạo bằng công nghệ tiên tiến cho nên độchính xác, độ tin cậy, độ bền và tuổi thọ cao Kích thước và trọng lượngnhỏ cho nên có thể modul hóa tổ hợp tần số để thuận tiện cho việc thay thế

và sửa chữa, giá thành phải chăng

+ Sử dụng bộ trộn nên vẫn có thành phần tần số phụ Tuy nhiên, có thểkhắc phục được bằng cách mắc bộ lọc đầu ra và bộ lọc cộng hưởng thạchanh

+ Có thể tạo ra được mạng tần số công tác rộng, bước tần số hẹp, độ ổnđịnh tần số cao theo yêu cầu Việc điều khiển thiết lập tần số đơn giản, chỉcần thay đổi hệ số chia của các bộ chia biến đổi

+ Tín hiệu có độ sạch phổ cao vì chỉ do một bộ phận dao động tạo ra Do

đó, có thể sử dụng để điều chế các dạng tín hiệu cao cấp, thu hẹp dải thôngmáy thu

*/ Nhược điểm:

+ Một số phần tử chưa được vi mạch hóa như các bộ dao động, bộ lọc,cho nên kích thước và trọng lượng của bộ tổ hợp tần số chưa được giảm tớimức tối ưu

+ Các linh kiện số thường có giới hạn tần số công tác nhỏ hơn 50MHznên khó tạo ra được tần số lớn

+ Để điều chỉnh chính xác cần chọn tần số đưa vào so pha nhỏ khi có hệ

số chia sẽ phải lớn dẫn đến số vi mạch chia tăng lên Do đó thời gian trễ

của tín hiệu tăng Tốc độ khóa pha của dòng so pha giảm, nên nó cũngkhông phản ứng kịp thời với những sai lệch tần số của bộ dao động tần sốliên tục xuất hiện dưới dạng tạp âm điều tần Có thể khắc phục nhược điểmnày bằng cách thay tần số f0/M bằng một mạng tần số sử dụng THTS tíchcực trên linh kiện số tạo mạng tần số chuẩn gọi là phương pháp THTS sửdụng nhiều vòng so pha, thông thường có 3 vòng so pha.

+ Bộ dao động liên tục có thể bị điều chỉnh nhầm lẫn bởi nhiễu có biên

độ lớn

Qua nghiên cứu cho thấy phương pháp THTS tích cực dùng linh kiện

số có ưu điểm hơn so với phương pháp THTS tích cực dùng linh kiệntương tự Tuy nhiên, nhược điểm là bước tần lớn Để khắc phục điều nàyphải sử dụng hệ số chia lớn, tương đương với việc tăng vi mạch dẫn đếnthời gian thiết lập tần số tăng Tuy nhiên, do kỹ thuật phát triển đặc biệt làtrong kỹ thuật điện tử đã cho ta giải pháp để khắc phục vấn đề trên đó là sửdụng hệ vi xử lý

1.2.3 Phương pháp THTS trực tiếp

THTS trực tiếp (DDS) là phương pháp THTS được nghiên cứu vàứng dụng phát triển nhất hiện nay Trước đây DDS rất ít được ứng dụng thìngày nay nó trở thành bộ phận quan trọng không thể thiếu trong các hệthống đòi hỏi độ chính xác và tốc độ thay đổi tần số nhanh

THTS trực tiếp là một kỹ thuật điều khiển dưới dạng số và tạo ranguồn tần số tương tự dựa trên một tần số đồng hồ chuẩn Phương phápnày tạo ra độ chính xác tần số cao, độ ổn định tần số theo nhiệt độ và thờigian cao, dải điều chỉnh tần số rộng, tốc độ điều chỉnh tần số nhanh Tacũng có thể hiểu đơn giản THTS trực tiếp là tạo ra một dải tín hiệu điềuhòa có độ ổn định và chính xác cao

THTS trực tiếp hoạt động dựa trên nguyên lý cơ bản là định luật

có không ít hơn 2 giá trị của nó trong chu kỳ T=1/f là đủ Tuy nhiên, trong

thực tế thường dùng hơn 4 giá trị của nó trong một chu kỳ Sơ đồ khối tổng

quát của DDS thể hiện trên hình 1.9

Clock

Lọc thông thấp

Khối chuyển đổi tín hiệu

số sang tín hiệu tương tự

Khối chuyển đổi pha sang biên độ

Khối tích luỹ pha

out

f

c

f

Hình 1.9 Sơ đồ tổng quát của bộ tổ hợp tần số trực tiếp

Bộ THTS trực tiếp có hai đầu vào đó là:

- Từ điều khiển tần số 

- Tần số chuẩn fC

Đầu ra của bộ THTS trực tiếp là tín hiệu tương tự hình sin có tần số là fOUT

, mối quan hệ giữa tần số đầu ra và tần số đầu vào được thể hiện như sau:

C N

2

ΔfΦ

f  (1.2)Trong đó:

+ N là số bít của từ điều khiển tần số đầu vào

+ ΔfΦlà từ điều khiển tần số đầu vào

+ fC là tần số chuẩn của đồng hồ

Như vậy, THTS trực tiếp thực chất là tạo ra tần số chuẩn mà tần số này là

phân số của tần số clock đầu vào Kích thước bước nhảy tần của DDS được

xác định bởi N và = N f C

2

1

Ví dụ nếu tần số clock chuẩn là f C

=100MHz và N=32 bít thì bước nhảy tần là Δf f=0,02Hz Đây chính là ưu

điểm vượt trội của DDS so với THTS tích cực

Tóm lại, qua chương 1 ta đã xem xét một cách khái quát về các

phương pháp THTS cơ bản Qua đó cũng đánh giá được các ưu, nhược

điểm của từng phương pháp và giải pháp khắc phục nhược điểm Đồng thờicũng khái quát và đánh giá được ưu điểm của phương pháp THTS trực tiếp

CHƯƠNG 2 PHƯƠNG PHÁP TỔ HỢP TẦN SỐ TRỰC TIẾP DDS

Hiện nay có rất nhiều phương pháp THTS, nhưng để tạo ra bộ THTScho phép điều chỉnh dải rộng với mức nhiễu pha và tạp âm thấp thì phươngpháp tổ hợp tần số trực tiếp là biện pháp tốt nhất vì nó có ưu điểm cho phépchuyển đổi tần số nhanh và bước tần nhỏ Nhưng do sự hạn chế về côngnghệ cũng như kỹ thuật nên bộ tổ hợp tần số theo phương pháp DDS cócông suất tiêu tán cao Tổ hợp tần số sử dụng PLL với dải tần hẹp là phổbiến nhất, nó cho phép tạo ra bộ tổ hợp tần số hiệu quả cao, nhiễu pha vàtạp âm nhỏ Tuy nhiên các bộ tổ hợp tần số sử dụng vòng khoá pha dải hẹptạo ra độ ổn định không cao trong những hệ thống cần chuyển đổi tần sốnhanh Một mô hình khác của vòng khoá pha dải hẹp là phương pháp tổhợp với thừa số N Mô hình này làm suy giảm rất lớn sự phụ thuộc của dảitần vào tốc độ chuyển đổi tần số, nhưng nó lại tạo ra lượng tạp âm lớn.

Như đã xem xét ở trên, ta thấy rằng phương pháp tổ hợp tần số trựctiếp có ưu điểm hơn nhiều so với các phương pháp tổ hợp tần số khác nhưphương pháp tổ hợp tần số dùng vòng khoá pha và phương pháp tổ hợp tần

số trực tiếp kiểu tương tự Vì vậy, trong chương này ta sẽ nghiên cứu sâu

về phương pháp tổ hợp tần số trực tiếp cả về nguyên tắc hoạt động và cácứng dụng của nó

2.1 Sơ đồ khối của DDS

Một hệ thống DDS cơ bản bao gồm một khối NCO (Numericallycontroler osillator - dùng để tạo sóng mang đầu ra) và một khối DAC(Digital to analog converter - dùng để chuyển đổi các giá trị biên độ hàmsin dạng số thành tín hiệu tương tự ) Đầu ra DAC được lấy mẫu tại tần sốclock chuẩn, dạng sóng đầu ra của DAC sau đó được là nhẵn và lọc bỏnhiễu nhờ bộ lọc thông thấp (Low pass filter)

Tích Luỹ pha

Điều Chế pha

Bảng ROM sin

Chuyển đổi số thành tương tự

Lọc Thông thấp

Hình 2.1 Hệ thống DDS điển hình Việc tạo ra sóng mang đầu ra từ tần số chuẩn đầu vào được thực hiệnbởi khối NCO

Hình 2.2 Khối NCO điển hìnhCác thành phần cơ bản của khối NCO bao gồm:

- Khối tích luỹ pha gồm 1 thanh ghi để chốt dữ liệu đầu vào FSWhay FTW (từ mã điều khiển hay từ mã thiết lập tần số), sau đó tín hiệu qua

bộ cộng sau đó tới thanh ghi (dùng trigơ D, JK), nó được đồng bộ bởi tínhiệu xung clock

- Khối điều chế pha: thực chất là tín hiệu ra của bộ tích luỹ pha và tínhiệu điều chế và đầu ra là bảng tra cứu LuT, với nhiệm vụ là tạo ra tín hiệuhình sin rời rạc và lưu trữ (có thể dùng ROM hoặc RAM) tín hiệu đó

Để hiểu rõ hơn các chức năng của khối NCO, trước tiên ta thấy rằngmột khối NCO cơ bản chỉ gồm một khối tích luỹ pha và một khối ROM.Chức năng của hai khối này trong NCO được thấy rõ nhất khi so sánh với

Thanh ghi

Thanh ghi

FSW

LUT

CLKTín hiệu điều chế pha

Bộ tích luỹ pha Điềuchế pha

t/h sin

biểu diễn bằng đồ thị của công thức Euler (e jω=cos( ω )+j.sin( ω ) Đồ thịbiểu diễn công thức Euler được thể hiện trên hình dưới đây :

ω

Hình 2.3 Hình chiếu của vector Euler

Đó là một vector quay xung quanh tâm trục của mặt phẳng thực vàmặt phẳng phức với vận tốc góc ω rad/s Hình chiếu của đồ thị lên trụcthực là sóng sin và lên trục ảo là sóng cosin

Đầu vào của bộ tích luỹ pha là một từ điều khiển tần số N bít đượcđưa vào đồng bộ với tần số chuẩn Từ điều khiển tần số này được tích luỹliên tục bởi một bộ cộng N bít Khi bộ tích luỹ pha đạt giá trị lớn nhất thì

bộ tích lũy quay lại trạng thái ban đầu và lại tiếp tục quá trình tích luỹ nhưtrên Khi đó đồ thị đầu ra của bộ tích luỹ pha có dạng hình răng cưa nhưhình vẽ sau:

Troll N

2 Phase

Time 0

Hình 2.4 Đồ thị đầu ra của bộ tích luỹ phaChu kỳ của bộ tích lũy được tính theo công thức sau:

2

roll out

clk N

Vì số bít dùng ở bộ tích luỹ pha quyết định độ phân giải của cácbước điều chỉnh tần số, thực tế thì khi thiết kế kích thước của bộ tích luỹpha điển hình là 24 đến 32 bít Vì kích thước của ROM lưu các giá trị biên

độ hình sin tỷ lệ thuận với phạm vi chứa địa chỉ nên để giảm sự phức tạpcủa khối ROM thì kích thước của bộ tích lũy pha không phải hoàn toàn là

24 hay 32 bít dùng để làm địa chỉ cho bảng ROM nữa mà chỉ là Y bít Y bítnày được dùng làm địa chỉ cho bảng ROM ( ở đây Y < N bít và không nhấtthiết Y=D, với D là số bít biên độ đầu ra của bảng ROM )

Do các đầu ra sóng mang của NCO dựa trên biểu diễn số các giá trịpha và biên độ của dạng sóng hình sin Chúng ta có thể điều khiển toàn bộcác tham số như tần số, pha thậm chí cả biên độ của sóng mang đầu ra.Bằng cách thêm vào NCO một bộ cộng pha Lúc này sóng mang đầu ra củaNCO được điều chế pha M mức với M bằng số bít của cổng pha và M phảinhỏ hơn hoặc bằng Y Đối với hệ thống thiết kế theo yêu cầu điều chế biên

độ, thí dụ như điều chế QAM chẳng hạn thì chúng ta phải thêm một cổngđiều chỉnh biên độ đầu ra bảng ROM Để giảm bớt sự phức tạp thì ở đây takhông thể hiện sự có mặt của cổng này

Cuối cùng điều chế tần số được đưa ra với thiết kế NCO cơ bản Cổngtần số có thể điều khiển trực tiếp tần số sóng mang đầu ra Vì các từ điều

khiển tần số được đưa vào đồng bộ với clock lấy mẫu nên tần số biến đổinhưng pha được duy trì.

Tuy hệ thống DDS cho phép người thiết kế khả năng điều khiển toàn

bộ tổ hợp điều chế phức tạp, biểu diễn biên độ và pha sóng sin ở dạng sốphi tuyến đưa ra nhiều phức tạp trong quá trình thiết kế Một trong nhữngphức tạp mà người thiết kế phải xem xét đó là lý thuyết lấy mẫu và sai sốlượng tử

Để hiểu rõ sự tác động của lý thuyết lấy mẫu trong hệ thống DDS,cách tốt nhất là ta đi xem xét các tác động của nó tới quá trình tổng hợpDDS trên cả miền thời gian và miền tần số Như đã nói ở trên, khối NCOtạo ra dạng sóng mang hình sin bằng cách tích luỹ pha tại một tốc độ nhấtđịnh Và sau đó nó lấy giá trị pha này làm địa chỉ cho bảng ROM chứa giátrị biên độ hình sin Vì thế ta có thể khẳng định rằng bản chất của NCO làquá trình lấy mẫu dạng sóng sin tại sườn dương hoặc sườn âm của clockchuẩn đầu vào NCO

T

t /T) sin(2 f(t)  

Ts 2Ts 3Ts 4Ts -4Ts-3Ts-2Ts-Ts

n.T) δ(t s(t)  

NCO

f  f(t) * s(t)

   ω S ω F

FNCO 

T 2π 2π Ts  2π T 2π Ts  2π T

 ω S

 ω F

T 2π

Hình 2.5 Quá trình xử lý của NCO trên miền tần số và miền thời gianTrên cơ sở từ điều khiển tần số được đưa vào, khối NCO sẽ tạo ramột tập các giá trị biên độ đầu ra tại mỗi chu kỳ thiết lập Biểu diễn trênmiền tần số của các giá trị biên độ hàm sin này là một hàm xung tại tần số

xác định Nhưng đầu ra của NCO là các mẫu dưới dạng số rời rạc củađường hình sin tại tốc độ đồng hồ chuẩn đưa vào NCO Trên miền thờigian, đầu ra của NCO là một hàm các sườn xung lấy mẫu nhân với dạngsóng đường hình sin tạo ra một chuỗi xung tại biên độ đường hình sin Trênmiền tần số, các mẫu của clock chuẩn tạo ra một chuỗi xung tại các tần sốbằng K là tần số clock chuẩn Với K= -1,0,1, Vì clock lấy mẫu được nhânchập với đường hình sin trên miền thời gian Còn các thành phần trên miềntần số của đường hình sin và clock lấy mẫu phải được nhân để tạo ra biểudiễn miền tần số của đầu ra NCO.

Kết quả trên miền tần số là hàm xung tại tần số cơ bản của đườnghình sin và các thành phần hài xảy ra tại K tần số chuẩn cộng hoặc trừ tần

số cơ bản:

K.F - Fclk out

K.F + Fclk out

Ở đây K=…-1,0,1… với K=0 tương ứng với tần số cơ bản;

Foutlà tần số đầu ra NCO;

suy giảm đầu ra của NCO đối với đường bao hàm sin(x)/x và phổ đầu rađược minh họa trên hình 2.6 Sự suy giảm này tại đầu ra DAC có thể đượctính toán như sau:

Atten(F)=20log clk

clk

sin (πF/F )πF/F

  (2.2)Trong đó:

F là tần số đầu ra; Fclk là tần số chuẩn.

-4Ts -3Ts -2Ts -Ts Ts 2Ts3Ts 4Ts

NCO

f (t) f(t)*s(t) 

 ω F

 ω

D

Ts

T 2π 2π Ts  2π T 2π Ts  2π T

Ts 4π Ts

fDAC  NCO *

d(t)

Hình 2.6 Biễu diễn đầu ra DAC trên miền thời gian và miền tần sốNgoài ra, lượng tử hóa các giá trị thực thành dạng số cũng cần được xemxét trong chức năng của hệ thống DDS Chất lượng của một hệ thống DDSquyết định bởi các tham số lượng tử Các tham số đó là sự lượng tử hóa pha

ở khối tích luỹ pha, lượng tử hóa biên độ ở bảng ROM và khối DAC

Như đã nói ở trên, chỉ có Y bít cao của khối tích luỹ pha được dùnglàm địa chỉ cho bảng ROM Tuy nhiên ta nên chú ý rằng, việc sử dụng Ybít cao của bộ tích lũy pha sẽ tạo ra sự cắt pha Khi từ tần số bao gồm cácgiá trị khác 0 trong (N-Y-1:0) bít thấp được đưa vào hệ thống DDS Các bítthấp khác 0 này sẽ tích luỹ với Y bít cao và gây ra sự cắt pha Ta có thểtính toán tần số tại nơi xảy ra sự cắt pha như sau:

F =FW(N-Y-1:0)/2N Y.F (2.3)clk

Sự cắt pha sẽ điều chế pha một cách định kỳ (tại tốc độ cắt) sóng mang đầu

ra Sự nhảy pha gây ra sự tích luỹ pha của các bít pha bị cắt tạo ra các xungkim quanh thành phần cơ bản Các xung kim được đặt vào vị trí cộng và trừtần số cắt cho tần số cơ bản và biên độ của các xung đinh sẽ là 20log(2 Y )

db như minh họa ở hình vẽ 2.6

Trong một thiết kế NCO điển hình, khối chuyển đổi các giá trị phathành các giá trị biên độ hình sin sẽ lưu giữ các giá trị biên độ sóng sin.Thực chất nó được xem như một thiết bị ánh xạ, nhằm thực hiện phép biếnđổi không tuyến tính từ ωt=> sin(ωt) Để thực hiện phép biến đổi này tathường sử dụng bảng ROM/RAM, tuy nhiên tín hiệu đầu ra muốn có chấtlượng cao đòi hỏi cả t và sin(t) đều phải có độ rộng Bus lớn, vì thếyêu cầu bộ nhớ phải có dung lượng lớn Bảng ROM được tạo ra bằng cáchlấy toàn bộ các giá trị địa chỉ pha từ bộ tích luỹ pha hay từ khối điều chếpha có thể và ánh xạ tới một giá trị biên độ Sin được làm tròn tới D bít gầnnhất Vì thế sai lỗi lượng tử đầu ra là 1/2LSB…

Do dạng sóng hình sin là đối xứng, nên để giảm dung lượng nhớ chokhối ROM thì ta chỉ cần lưu giữ các giá trị biên độ của 1/4 chu kỳ đườnghình sin Các giá trị biên độ được lưu giữ này sẽ được sử dụng cho các 1/4chu kỳ còn lại bằng cách hiệu chỉnh pha tương ứng Cũng giống như bảngROM của khối NCO, khối DAC lượng tử hóa các giá trị biên độ số Tuynhiên, có sự khác nhau đó là ở khối DAC thì đầu ra của nó là các điện áptương tự và đầu vào của nó ở dạng số

Khi tổ hợp số trực tiếp tạo ra một số tần số chuẩn thì nó cũng tạo ramột tính chất khóa trên miền tần số Trong khi đó độ ổn định tần số vànhiễu pha là điều kiện cần thiết để liên kết trực tiếp với tần số chuẩn fc Sẽkhó khăn khi thực hiện liên kết trực tiếp dải tần với dải động giải phóng

nhiễu tạp để tạo ra khối chuyển đổi số sang tương tự tốc độ cao cho phùhợp với các ứng dụng tổ hợp số trực tiếp Các bộ chuyển đổi số sang tương

tự truyền thống thường có tốc độ chuyển đổi số rất nhanh trong miền thờigian, chính vì vậy mà hầu hết các ứng dụng truyền thống đều liên quan đếnđặc tính trên miền thời gian

Như đã nói ở trên, những tính chất ưu việt của tổ hợp sử dụng DDSđang được ứng dụng rất nhiều trong lĩnh vực viễn thông công cộng, đolường và đặc biệt là trong quân sự Để đạt được những tính năng ưu việttrên thì cần phải lựa chọn một khối DAC phù hợp Với những bộ DAC tíchhợp cao đã thực hiện tối ưu cho các bộ tổ hợp tấn số có bán sẵn trên thịtrường và nhà sản xuất phải tạo ra những ứng dụng hỗ trợ trong việc sửdụng các modul tổ hợp tần số trực tiếp, đây quả là một điều khó thực hiện

Hình 2.7 Hàm truyền đạt của bộ DACHình 2.7 minh họa hàm truyền đạt thực và lý tưởng trong bộ chuyển đổi sốsang tương tự 3-bít Nhà sản xuất đã chỉ ra độ lệch tiêu chuẩn, sai sốkhuếch đại, sai số phi tuyến (DNL), tích phân phi tuyến (INL) có dạng gầngiống với hàm truyền đạt của nó

Độ lệch tần số đầu ra thường được xác định như sai số lệch khôngkhông đổi trong đường cong của hàm truyền đạt, như vậy là không có ảnhhưởng xấu đến tín hiệu ra trên miền tần số Hệ số khuếch đại cho ta biết làtín hiệu ra của bộ chuyển đổi số sang tương tự không thay đổi so với mạchDAC chuẩn Sai số khuếch đại là sai số giữa độ dốc trung bình của đườngđặc tuyến thực so với độ dốc trung bình của đường đặc tuyến lý tưởng Sai

số phi tuyến và tích phân phi tuyến thường cung cấp cho nhà thiết kế nhữngthông tin cần thiết về hiệu quả sử dụng của bộ chuyển đổi số sang tương tự.Sai số phi tuyến được đặc trưng bởi sự thay đổi độ đường trung bình củađặc tuyến thực trong dải biến đổi điện áp vào Sai số phi tuyến được đo tạibít thấp nhất trong trường hợp sai số của bước lượng tử là lớn nhất có nghĩa

là sự sai lệch giữa bước lượng tử lý tưởng so với các bước lượng tử lân cận.Các bộ chuyển đổi số sang tương tự có sai số phi tuyến nhỏ hơn một bướclượng tử thường không đảm bảo tính đơn điệu của đặc tuyến bộ DAC Với

biệt về tính chất của hàm truyền đạt của bộ chuyển đổi số sang tương tựtrong miền tần số Đây là một trong những mô hình số hóa trong khối tổhợp số trực tiếp, khi đó sử dụng dữ liệu vào khối tổ hợp số trực tiếp làmmẫu để thực hiện chức năng lựa chọn mức lượng tử và chuyển đổi Fouriethì ta có thể quan sát được dạng tín hiệu ra trên miền tần số INL chính làdiện tích sai lệch giữa đường thẳng nối giữa hai điểm đầu và cuối trong đặctuyến thực của bộ chuyển đổi số sang tương tự với đặc tuyến thực của nó.Đường thẳng này là giới hạn của sai số lệch không và sai số khuếch đạitrong bộ DAC

Hình 2.8 minh họa dạng tích phân phi tuyến của đặc tuyến trong bộ chuyểnđổi số sang tương tự

Hình 2.8 Tích phân phi tuyến trong DACMỗi đường cong trên biểu đồ thể hiện một đặc tuyến chuyển đổi màcác đường đặc tuyến này có cùng dạng tích phân phi tuyến, nhưng đượcphân biệt thành ba hiệu ứng trên miền tần số Đường cong hình cung chỉchứa hai thành phần méo điều hoà trong khi đó đường cong hình sin có đến

ba thành phần méo điều hoà Do vậy khi thiết kế các bộ chuyển đổi số sangtương tự trong modul tổ hợp tần số ta đều phải dự đoán trước sai số phi

tuyến và tích phân phi tuyến để nhận biết xem trong tín hiệu tạo ra độ chínhxác là bao nhiêu.

Hình 2.9 cho ta thấy sự chuyển đổi mã của bộ DAC trên miền liên tục.Nhìn trên hình vẽ ta khó có thể dự đoán được tác động của đặc tuyến nàytrên miền tần số Do vậy ta phải kết hợp cả đặc tuyến của bộ DAC trênmiền tần số với đặc tuyến chuyển đổi mã trên miền liên tục để tính toán sựtạo ra nhiễu trong quá trình chuyển đổi số sang tương tự Trên miền tần số

ta không thể thấy được nhiễu xung tăng vọt trong các bộ chuyển đổi chậmnhưng trên miền liên tục ta có thể nhận thấy điều này Do vậy khi thiết kếcác bộ DAC ta cần phải quan tâm đến nhiễu xung, đây là một trong nhữngđặc tính để đánh giá chất lượng của hệ thống

Hình 2.9 Đặc tuyến của bộ chuyển đổi DAC trên miền liên tục

Bộ DAC có vai trò rất quan trọng trong việc tổ hợp số trực tiếp do vậy việctính toán các tham số trong bộ DAC có ý nghĩa đặc biệt quyết định chấtlượng của THTS

2.2 Tính chất của phương pháp tổ hợp số trực tiếp

Với những phân tích như đã nói ở trên, với tần số chuẩn đầu vào củaDDS càng cao thì tần số đầu ra cũng càng cao Nhưng trong thực tế, tần số

ra của hệ thống DDS bị giới hạn bởi tính chất của khối chuyển đổi số sangtương tự do nó bị hạn chế tại những tần số cao Thông thường để nâng cao

dải tần của bộ THTS người ta hay sử dụng phương pháp là thực hiện ghépnối khối tổ hợp số trực tiếp với các khối tổ hợp tần số khác như là vòng lặpkhoá pha hoặc trộn với một tần số cố định khác Mặt khác khi tần số đầu racủa khối DDS tăng lên thì số mẫu biên độ trong mỗi chu kỳ giảm, gây rakhó khăn trong việc tái tạo lại chính xác tín hiệu đầu ra Độ chính xác củatín hiệu sin đầu ra thường được diễn tả trong độ sạch phổ, mỗi hệ thốngứng dụng phương pháp DDS thường có độ sạch phổ giới hạn

Hình 2.10 minh hoạ một tính chất khác của phương pháp tổ hợp số trực tiếp

đó là tốc độ nhảy tần Nếu giá trị pha đầu vào thay đổi, khối tích luỹ phađồng thời thay đổi tới tần số mới trong chu kỳ clock tiếp theo Sự chuyểnđổi tần số trong hệ thống DDS cũng chính là sự thay đổi liên tục của pha.Hình 2.10 là sự so sánh tốc độ nhảy tần trong hai hệ thống DDS và PLL.Trong hệ thống PLL thì sự chuyển đổi tần số bao gồm một chu kỳ chuyểnđổi tần số và một sự vượt quá tần số, kết hợp với bộ tổ hợp tần số trên linhkiện tương tự (khối dao động cố định, khối trộn, khối lọc) để tăng thêm tốc

độ nhảy tần nhưng sự thay đổi pha liên tục rất khó thực hiện Tổ hợp sốtrực tiếp vốn đã có mức nhiễu thấp và độ lệch tần số nhỏ Trong hầu như tất

cả các hệ thống DDS khối dao động thạch anh cố định tạo ra tần số chuẩn,như vậy tính chất nhiễu pha và độ lệch tần số được giữ nguyên

Hình 2.10 So sánh tốc độ nhảy tần của DDS với PLL

Độ sạch phổ của hệ thống DDS chính là hệ số giới hạn hiệu quả sửdụng của nó, và độ sạch phổ được quyết định bởi khả năng thực hiện củakhối chuyển đổi số sang tương tự Phổ đầu ra của khối THTS là một tần sốthì khi đó tín hiệu số đầu ra của khối DDS có dạng gần giống tín hiệu hìnhsin, theo nguyên lý này thì phổ đầu ra chỉ có tại tần số cần tạo ra và nhiễulượng tử là 12q 21 trong đó q là mức lượng tử Hình 2.11 mô tả phổ đầu racủa bộ tổ hợp số trực tiếp trong trường hợp lý tưởng.

Hình 2.11 Phổ đầu ra của DDS trong trường hợp lý tưởng

Hình 2.12 dưới đây ta thấy phổ đầu ra của tổ tần hợp số trực tiếp có thêmthành phần nhiễu ảnh hàm truyền đạt không còn lý tưởng Trong rất nhiều

hệ thống THTS chúng ta cần phải quan tâm đến đặc tính dải động giảiphóng nhiễu tạp (SFDR) Dải động giải phóng nhiễu tạp được xác định làlượng công suất sai khác giữa công suất tín hiệu tốt nhất với công suất tínhiệu trong trường hợp xấu nhất trong dải tần cần tạo ra của khối THTS

Hình 2.12 Phổ của khối DDS thực tếRất khó để có thể nói về SFDR của khối THTS trực tiếp vì nó baogồm rất nhiều biến số, bước lượng tử trong khối chuyển đổi số sang tương

tự cũng góp phần tạo ra sự sai lệch trong tín hiệu ra của khối THTS trựctiếp Với những hệ thống THTS thường yêu cầu rất cao về độ chính xác và

độ ổn định tần số trong việc chọn lựa kênh truyền nên cần dải động giảiphóng nhiễu tạp cao, như vậy sẽ hạn chế độ rộng dải tần ra của khối tổnghợp tần số Nhưng với hệ thống THTS trực tiếp do có giao diện số để thựchiện khối điều chế trung tần do vậy nó sẽ cho độ sạch phổ đúng yêu cầu vàtăng thêm dải tần sử dụng trong máy thu phát vô tuyến

Biên độ đầu ra của khối chuyển đổi số sang tương tự có dạng :

A=  a c

a c

Sin πf f

πf f (2.4)

Nhiễu ảnh của dải tần Nyquist 0 ÷f2

  sẽ có mặt trong mỗi tần số là bội sốcủa tần số chuẩn fc, nhiễu ảnh này được loại bỏ sau bộ lọc thông thấp Khối chuyển đổi số sang tương tự dùng 10÷12 bít sẽ tạo ra dải động giảiphóng nhiễu tạp là 70dB với tần số chuẩn đầu vào là 80MHz Còn khi ta sử

dụng tần số chuẩn đầu vào cao hơn song khối chuyển đổi số sang tương tựchỉ có 8 bít thì dải động giải phóng nhiễu tạp chỉ đạt 45dB.

2.3 Lựa chọn và sử dụng tổ hợp tần số trực tiếp

Trước sự phát triển mạnh mẽ của kỹ thuật viễn thông, người tathường tìm ra các giải pháp tối ưu để đạt được độ chính xác và ổn định tần

số cao nhất THTS vô tuyến là một trong những chức năng rất quan trọngcủa các hệ thống truyền thông Có rất nhiều phương pháp THTS trong đó

có hai phương pháp hay sử dụng nhiều nhất đó THTS trực tiếp và vòng lặpkhoá pha, mỗi phương pháp đều có những thế mạnh riêng Ngày nay khicông nghệ đang phát triển mạnh thì con người có thể thiết kế một bộ tạomạng tần số có hiệu quả sử dụng cao bằng cách kết hợp hai phương phápTHTS trực tiếp và vòng lặp khoá pha Sự cải tiến cơ bản nhất của phươngpháp này là DDS điều khiển PLL và được thể hiện trên hình 2.13

Tín hiệu đầu ra của bộ tổ hợp số trực tiếp là một trong những tín hiệuvào của khối so pha, cấu trúc này cho phép ta thu được những tần số trongdải tần vô tuyến trong khi vẫn duy trì được độ phân giải tần số cao củaDDS Tuy nhiên phương án nào cũng có những nhược điểm của nó vớiphương pháp này có một nhược điểm rất nghiêm trọng đó là nhiễu tạptrong tín hiệu ra vẫn gia tăng với hệ số 20*log(N), trong đó N là hệ số chiacủa vòng lặp khoá pha Sự gia tăng nhiễu tạp này sẽ tạo ra những tần sốthấp hơn các tần số vô tuyến cần tạo ra

Bộ chia

Lọc Thông Thấp

2G

Hình 2.13 Tổ hợp tần số theo phương pháp DDS điều khiển PLL

Một trong những đặc tính nổi bật của vòng lặp khoá pha là loại bỏnhiễu tạp ở bên ngoài nhưng tại những tần số cao nhiễu tạp đầu ra của vònglặp khoá pha bị chi phối bởi nhiễu tạp được tạo ra trong bộ tạo dao độngVCO Một hạn chế nữa của phương pháp này là chúng ta bị mất đi khảnăng tạo ra một tần số tuỳ ý của bộ tổ hợp số trực tiếp, cũng vì vậy mà hệ

số nhân tần của vòng lặp khoá pha sẽ phải điều chỉnh theo bước dịch tầncủa DDS như vậy sẽ làm giảm quá trình điều chỉnh tần số so với khi ta chỉ

sử dụng một khối tổ hợp số trực tiếp Trong mô hình này, quá trình chuyểnđổi tần số nhanh của DDS sẽ bị giảm bởi thời gian thiết lập tần số trongvòng lặp khoá pha, khi đó thời gian thiết lập tần số của hệ thống này bị chiphối bởi vòng lặp khoá pha và như vậy nó đã làm mất đi một số ưu điểmcủa tổ hợp số trực tiếp

Tuy nhiên, nếu khối tổ hợp số trực tiếp làm việc ở tần số cao thì ta

có thể giảm nhỏ hệ số chia trong vòng lặp khoá pha và như vậy ta có thể tối

ưu hoá thời gian thiết lập tần số

Một khối tổ hợp số trực tiếp có thể kết hợp với vòng lặp khoá phanhư trong sơ đồ đổi tần lên, kỹ thuật này được minh hoạ trên hình 2.14.Trong đó vòng lặp khoá pha là một khối tạo dao động nội (LO), dao độngnội LO có thể là vòng lặp khoá pha có tần số là cố định mà tần số này có

độ ổn định cao và nhiễu tạp thấp Cấu trúc này đã cải thiện đáng kể tần số

ra bởi vì hệ số khuếch đại của nó bằng 1

Cấu trúc trộn tần lên đã giữ được khả năng chuyển đổi tần nhanh và

độ phân giải tần số cao của DDS Cấu trúc này yêu cầu cần phải có một bộlọc dải phù hợp để loại bỏ nhiễu ảnh và ngăn chặn những tần số vượt quámức cần thiết Tất nhiên độ sạch phổ của khối dao động nội và hiệu suấtcủa khối trộn phải được thiết kế theo tiêu chuẩn Thêm một ưu điểm nữacủa phương pháp này là khối tổ hợp số trực tiếp vẫn có khả năng thực hiệnđiều pha và điều biên, đây là một điều rất quan trọng cho khả năng thiết kếnhững bộ tổ hợp tần số có hiệu quả cao

Một ứng dụng mới lạ của phương pháp đổi tần lên đó là sử dụng haitín hiệu đầu ra vuông pha trong của khối tổ hợp số trực tiếp để thực hiệnđổi tần lên với dao động nội có tần số cố định nhằm loại bỏ nhiễu ảnh, bộtách pha 900 trong cấu trúc này phải đúng tiêu chuẩn Ứng dụng này có sơ

đồ khối như hình 2.15 dưới đây

DDS

CLK

Lọc DDS

Hình 2.15 Sơ đồ khối của mô hình DDS trộn tần lên với PLL

Một cấu trúc nữa mà chúng ta xét ở đây đó là dùng DDS như một bộchia thay đổi trong vòng lặp khoá pha Khi đó tín hiệu đầu vào khối tổ hợp

số trực tiếp là tín hiệu ra của VCO và như vậy với cấu trúc này chúng tavẫn duy trì được độ ổn định và độ chính xác cao về tần số của khối DDS.Một điều mới lạ của cấu trúc này tần số ra của vòng lặp là hàm tương hỗvới từ điều chỉnh tần số của khối tổ hợp số trực tiếp và đây là quan hệ phituyến, khi đó bước điều chỉnh tần số rất nhỏ trong khi sự gia tăng tần số rấtlớn Cấu trúc này được thể hiện trên hình 2.16