Die direkte digitale Synthese (DDS) ist ein Verfahren zur präzisen Generierung von Frequenzen. Bevor mit dem DDS-Verfahren Frequenzen generiert werden, wird die Periode einer Sinussignals mit hoher zeitlicher und amplitudenmäßiger Auflösung quantisiert. Die quantisierten Daten werden im Speicher des Mikrocomputers abgelegt und können nicht verändert werden.

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Direkte digitale Synthese (DDS) am Beispiel einer Frequenzverdoppelung

Zur Generierung einer Frequenz werden die Werte nacheinander taktgesteuert ausgelesen. Werden alle Werte ausgelesen, erhält man die Frequenz der vorher eingespeicherten Sinusschwingung. Wird nur jeder zweite Wert ausgelesen, halbiert sich die Periodendauer und die Frequenz verdoppelt sich. So kann man bei hinreichend hoher zeitlicher Auflösung durch Weglassen von Datenwerten höhere Frequenzen mit hoher Genauigkeit generieren. Tiefere Frequenzen erzielt man durch das Hinzufügen von Datenwerten. Wird beispielsweise jedes fünfte Datenwort zweimal benutzt, vergrößert sich die Periodendauer um 20 % und die Frequenz fällt um den entsprechenden Wert.

Die aneinander gereihten taktgesteuerten Datenwerte werden in einem D/A-Wandler in ein analoges stufenförmiges Signal umgewandelt, bevor es in einem Filter zu einem Sinussignal geformt wird.

Die Genauigkeit der generierten Frequenz hängt von der Genauigkeit des Taktsignals und der Auflösung der quantisierten Sinusschwingung ab.

Eingesetzt wird die direkte digitale Synthese in Präzisions-Generatoren, in HF- und Funktionsgeneratoren. Die Technik zeichnet sich aus durch eine extrem feine Frequenzabstimmung bis in den Millihertz-Bereich sowie durch schnelle Frequenz- und Phasenänderungen. Darüber hinaus haben Direct Digital Synthesizer (DDS), die auch als Numerically Controlled Oscillators (NCO) oder Digitally Controlled Oscillators (DCO) bezeichnet werden, eine hohe Frequenzstabilität und ein geringes Phasenrauschen.