电子设计中的一个常见问题是被测电路传输特性的测试(DUT)。这里所说的传输特性包括增益和衰减、幅频特性、相位特性和时延特性，最常见的是DUT的幅频特性。
最初，在固定频率点上逐点测试DUT的幅频特性。这种测试方法繁琐、费时、不直观，有时会得到片面的结果。例如，测量点之间的共振现象和网络特性的突变点经常被遗漏。
DDS(直接数字合成)技术是由美国学者J. Tiency、C. M. Rader和B.Gold于1971年3月提出的。它是一种全数字频率合成技术，直接从相位概念合成所需波形。原理框图如下：
DDS技术的出现使我们测试幅频特性变得极其简单。我们只需要按照一定的规律不断地配置“频率码K”，就可以得到一个信号，它的频率随着时间的推移按照这个规律在一定的频率范围内扫描，从而可以对DUT进行快速的、定性的或定量的动态测试。因此，为DUT的调整、校准和故障排除提供了极大的方便。
北京RIGOL新推出的DG5000系列函数/任意波形发生器采用DDS直接数字合成技术，能够产生稳定、准确、纯净、低失真的输出信号。本文仅以DG5000为例，详细讲解DDS信号源在扫频测试中的具体应用。
1.DG5000提供1 Hz ~ 250 MHz的扫频范围；
2.扫描类型支持“线性扫描”、“对数扫描”和“步进扫描”；
3.扫频时间1 ms ~ 300 s，同时支持“返回时间”、“开始保持”、“结束保持”设置；
4.触发方式包括“自动触发”、“外部触发”和“手动触发”；
5.支持“标记频率”的设置，可以方便的指示扫频信号任意一点的频率值。
模拟滤波器的频率响应测试
在现代通信设备和各种控制系统中，滤波器的应用非常广泛，滤波器的质量直接决定了产品的质量。因此，过滤器的研究和生产一直受到各国的重视。
滤波器有很多种，可分为低通、高通、带通和带阻等。根据频率通带的不同，滤波器产品和实现方案也各不相同，如下图所示：
对于电子设计人员来说，了解每个滤波器的频率响应曲线非常重要，它往往直接影响最终产品的性能。
以五阶低通滤波器为DUT，介绍了DG5000的扫频功能在滤波器频响测试中的应用。具体测试平台如下：
DG5000提供两种扫频方式：线性扫频和对数扫频。线性扫描意味着输出频率以“每秒几赫兹”的恒定方式变化，对数扫描意味着输出频率以“每秒八度”的恒定方式变化。
对数扫频适用于宽带粗扫，线性扫频适用于窄带精确扫频。如果用线性扫频扫描宽带，会损失低频段的分辨率，因此不能获得正确的频率响应。因此，对于宽带扫描，首先通过“对数扫频”缩小目标频段范围，然后通过“线性扫频”确定精确的频响特性。具体测试结果如下：
示波器显示的扫描信号的包络就是滤波器的频率响应曲线。此外，“标记频率”可以快速准确地标记扫描周期中任意一点的频率值。因此，通过手动调整“标志频率”，使标志信号的下降沿达到频率响应曲线的-3dB，此时的标志频率值就是滤波器的截止频率。“标频”测量法也适用于DUT谐振点的测量。示波器显示的扫描信号的包络就是滤波器的频率响应曲线。此外，“标记频率”可以快速准确地标记扫描周期中任意一点的频率值。因此，通过手动调整“标志频率”，使标志信号的下降沿达到频率响应曲线的-3dB，此时的标志频率值就是滤波器的截止频率。“标频”测量法也适用于DUT谐振点的测量。
高分辨率数字滤波器的频率响应测试
数字滤波器频率响应的研究是一个非常复杂的课题。很多文章只研究了稳态下的滤波器频率响应，而实际上雷达等突发信号具有瞬时特性。一般来说，频率分辨率越好的滤波器，稳定的时间越长，因为频率响应曲线越陡，需要的抽头就越多，脉冲响应时间也就越长。比如频谱分析仪的解析滤波器在稳态条件下邻道抑制能力很好，但瞬态响应很差，这也符合滤波器冲激响应理论。
DG5000的“步进频率扫描”设计用于瞬态响应较差的数字滤波器测试。“步进扫频”可以把扫频的频段分成几个频点，扫频信号会在每个频点停留相等的时间。停留时间等于扫描时间除以分段数，用户可以根据过滤器的特性设置扫描时间和分段数。
如上图所示，“步进扫频”的趋势图就像一个台阶，每个台阶的高度和长度都可以由用户设定。因此，根据滤波器的特性，只要每一步的停留时间能够长于滤波器从瞬态进入稳态的时间，就可以准确地测试出滤波器的频响特性。此外，通过调节每一步的停留时间，也可以确定过滤器达到稳态所需的时间。
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DDS信号源在扫频测试技术中的应用，与传统的磁调制扫频振荡器和变容二极管扫频技术相比，具有独特的优势。相信DDS信号源将在扫频测试技术中得到更广泛的应用，给工程师带来更大的便利。
