直接数字频率合成(DDS)是频率合成的重要方法之一,其频率步进极细、频率切换速度快、相位噪声低、易于功能扩展和全数字便于集成等诸多优势,成为现代众多电子系统的关键部件之一,在多种通信系统中得到了广泛应用。但是DDS采用全数字化结构,使其输出频率较低,绝对频率覆盖小,输出杂散较大。其中输出杂散较大和频率覆盖带宽小一直是制约传统DDS进一步发展及应用的主要因素,单一的DDS合成技术无法同时满足带宽大和杂散小的要求。因此,如何大幅度抑制DDS的输出杂散的同时拓宽其频率覆盖带宽成为频率合成研究的一个难点和热点。本文首先对DDS的系统架构、技术指标、性能优势和系统及主要组成部分的工作原理进行了分析和研究。然后,对DDS杂散和相位噪声的产生机理进行了重点分析,并简要介绍了降低单个DDS杂散和相位噪声的传统方法和技术。其次,对级联DDS的工作原理、频谱特性和对杂散及相噪的改善机理等进行深入研究,并简要分析并联DDS工作原理和频谱特性,分析了基于级联DDS的低杂散输出的频率合成技术。最后,采用仿真优化和测试验证相结合的方法,在FPGA软硬件测试验证平台和基于商用DDS芯片的验证系统中,对传统DDS和级联DDS的输出杂散和相位噪声杂散抑制特性进行仿真和对比测试。仿真和测试验证结果表明,级联DDS能明显改善输出杂散性能,验证了级联DDS低杂散技术的可行性。