模拟直接合成法：一种直接合成法

如前所述，模拟直接合成法是借助电子线路直接对基准频率进行算术运算，输出各种需要的频率。鉴于采用模拟电子技术，所以又称为直接模拟合成法（Direct Analog Frequency Synthesis，简写为DAFS），常见的电路形式有以下两种。

1）固定频率合成法

图2-7为固定频率合成的原理图。图中石英晶体振荡器提供基准频率fr，D为分频器的分频系数，N为倍频器的倍频系数。因此，输出频率f0为：

在式中，D和N均为给定的正整数。输出频率f0为定值，所以称为固定频率合成法。

图2-7　固定频率合成的原理图

2）可变频率合成法(www.xing528.com)

这种合成法可以根据需要选择各种输出频率，常见的电路形式是连续混频分频电路，见图2-8。在该合成电路中，首先使用基准频率fr（5 MHz），在辅助基准频率发生器中产生各种辅助基准频率：2 MHz，16 MHz，2.0 MHz，2.1 MHz，…，2.9 MHz，然后借助混频器和分频器进行频率运算，实现频率合成。图中的频率选择开关根据所需输出频率（f0）的值从2.0 MHz，2.1 MHz，…，2.9 MHz中选择相应数值分别作为f1～f4。图中纵向的混频分频电路组成一个基本运算单元，这里有4个相同的单元，它们所产生的输出频率依次从左向右传递，并参与后一单元的运算。例如从左边开始的第一单元，首先fi1（2 MHz）和F（16 MHz）进行混频，其结果再与辅助基准f1进行混频，两次混频得：

经10分频得（2.00～2.09）MHz。再以该频率作为第二单元的输入频率fi2继续进行运算。从左至右经过4次运算，最后得输出信号的频率f0为：

根据频率选择开关的状态，可以输出10 000个频率，频率间隔ΔF=10 Hz，即为图2-8合成器的频率分辨率。如果串接更多的合成单元，就可以获得更小的频率间隔，以进一步提高频率分辨率。

直接模拟合成技术在20世纪60年代就已经成熟并付诸实用。它有如下一些特点：其一，从原理来说，频率分辨率几乎是无限的。从图2-8可知，增加一级基本运算单元就可以使频率分辨率提高一个量级。其二，合成单元由混频器、分频器及滤波器组成（有时也用倍频器、放大器等电路），其频率转换时间主要由滤波器的响应时间、频率转换开关的响应时间以及信号的传输延迟时间等决定。一般来说，转换开关时间在微秒量级，传输延迟时间亦在微秒量级，所以只要输出电路中滤波器的通带不是太窄，就能得到很快的转换速度，通常其转换时间为微秒量级。这比采用锁相环的间接合成法要快得多，间接合成的转换时间为毫秒量级。其三，由于采用混频等电路会引入很多寄生频率分量，带采相位杂散，因此必须采用大量滤波器以改善输出信号的频谱纯度。这些将导致电路庞大、复杂、不易集成，这是直接模拟合成法的一大弱点。相比之下，在间接合成中由于采用锁相环，它本身就相当于一个中心频率能自动跟踪输入基准频率的窄带滤波器，因此具有良好的抑制寄生信号能力。而且锁相环电路便于数字化、集成化，且便于工作在微机控制之下。

图2-8　10进连续混频分频电路