频率合成(Frequency Synthesis)也称频率综合,指在频率域中线性运算有较好频率稳定度和精确度的参考源,合成具有相同指标的离散频率的过程。实现频率合成的电路系统称为频率合成器。在现代电子系统或设备中,频率合成器是重要组成部分,它作为发射机的激励信号源或接收机的本地振荡器应用在航空航天和通信等设备中,作为干扰信号发生器应用在电子对抗设备中,作为标准信号源应用在测试设备中。频率合成技术主要分为三类:直接模拟频率合成、锁相频率合成和直接数字频率合成(Direct Digital Synthesizer,DDS)。因为具有易于集成、跳频速度快、频率分辨率高、频率切换时相位连续等优点,DDS成为设计实现频率合成器的优选方案。但是,随着科技的发展和技术的进步,现代电子系统或设备对频率合成器输出信号的指标要求越来越高,传统DDS频率合成方法的弊端也逐渐显现。例如,不能准确合成某些特殊频点、输出频率信号杂散比较大等。本文对传统DDS频率合成方法提出改进,研制基于FPGA(Field Programmable Gate Array,FPGA)的频率合成器,主要工作如下:(1)设计实现了基于FPGA的DDS频率合成器,为验证本文中提出的DDS改进方法提供了测试实验平台。(2)针对传统DDS的相位截断带来的频率误差,提出一种复合频率控制字的精确DDS方法。该方法调节相位累加器的累加方式,增加输出频率信号的可控性,提高信号准确度。(3)针对传统DDS中ROM幅值量化引入的杂散噪声干扰,提出一种分段线性逼近的量化杂散抑制方法。该方法通过ROM中有限的幅值计算出量化丢失的部分幅值信息,提高ROM中幅值量化度,对杂散进行有效抑制。仿真和实测实验结果充分证明了本文提出的方法有提高信号准确度和杂散抑制度的作用。相对于传统DDS合成方法,改进方法在保证合成信号稳定度的基础上,将准确度提高了三个数量级(合成频率的相对频率偏差约为2.0E-12),将谐波杂散抑制了26dBm。