相比于普通信號源，頻率合成器通常頻譜更純,、相位噪聲更低,、頻率的切換更快，可分為直接式頻率合成器,、間接式頻率合成器以及直接數(shù)字式頻率合成器,。

直接式頻率合成器由混頻器、倍頻器和分頻器等組成,，對標準頻率源進行加減乘除等必要的算術操作,，再通過放大、濾波后分離選出需要的頻率信號,。

直接式頻率合成器設計復雜,、效率低下，輸出的頻率是離散調諧而不是連續(xù)調諧的,，產(chǎn)生的虛假頻率也可能很多,。它的頻率選擇速度取決于射頻轉換速度和在濾波器中的傳播，一般為幾十到幾百納秒級,。

間接式頻率合成器是利用鎖相環(huán)(PLL)原理,，用標準頻率源來控制壓控振蕩器得到需要的頻率。它有模擬和數(shù)字之分,，但是多采用數(shù)字式鎖相環(huán),，從而實現(xiàn)特定場合的高性能頻率源。

相比于直接式頻率合成器,，它的電路相對簡單,、體積小、重量輕,、較省電等特定,，但是其頻率的切換速度較慢，達到幾十微秒以上,，并且環(huán)路還存在失鎖的可能,。

隨著數(shù)字技術和MMIC技術的高速發(fā)展，直接數(shù)字式頻率合成器(DDS)已廣泛應用于信號產(chǎn)生器,、電子戰(zhàn),、數(shù)據(jù)數(shù)字傳輸?shù)葓龊稀Ｆ潢P鍵部件包括：數(shù)模轉換器,、相位累加器,、存儲器等,。

DDS的優(yōu)點有：頻率轉換速度快、頻率步長精確,、相位連續(xù),、輸出平衡無瞬變過程，同時它還具有結構簡單,、體積小,、重量輕和成本低等優(yōu)點。

DDS系統(tǒng)的核心是相位累加器,，其內(nèi)容會在每個時鐘周期更新,，存儲在相位寄存器中的數(shù)字M就會累加至相位寄存器中，相位累加器的截斷輸出用作正弦(或余弦)查找表的地址,，每個地址對應正弦波從0~360度的一個相位點,，相位信息通過查找表映射至數(shù)字幅度字，進而驅動DAC,。

對于n位的相位累加器,，存在2的n次方個可能的相位點，如果時鐘頻率為fc,，則輸出正弦波的頻率計算公式如上圖中所示,。

在實際DDS系統(tǒng)中，通常相位輸出會被截斷,，這樣可以大大減小查找表的大小,，并且不會影響頻率分辨率，但是會最終輸出會增加相位噪聲,。

當改變M的值,，頻率可以立即改變，不會出現(xiàn)相位不連續(xù),，加載頻率字到緩存寄存器所需的時鐘周期數(shù)決定了輸出頻率的最大改變速率,。

由奈奎斯特采樣準則可知，時鐘頻率(采樣頻率)必須為輸出頻率的兩倍以上,，實際最高輸出頻率限制在1/3時鐘頻率范圍內(nèi),。

如圖假設輸出頻率為30MHz，時鐘頻率100MHz,，在重構DAC后需要加一個抗混疊濾波器(LPF),，用以濾除混疊的頻率(100-30=70MHz)。

但是,，DDS的輸出頻率的高階諧波也會因混疊折回帶內(nèi),，無法通過抗混疊濾波器去除，例如第三個諧波90MHz折疊的10MHz和第四個諧波120MHz折疊的20MHz。