直接数字频率合成是从相位概念出发直接合成所需波形的一种频率合成技术。DDS把一系列数字量形式的信号通过数模转换器(DAC)转换成模拟量形式的信号，其基本结构如图1所示。

DDS由相位累加器、加法器、波形存储器(ROM)、数字乘法器、D／A转换器和低通滤波器(LPF)组成。DDS的核心是相位累加器，由一个加法器和一个相位寄存器(REG)级联构成。在参考时钟fc的控制下，相位累加器对频率控制字K进行线性累加，输出的和再与相位控制字P相加后作为地址，对ROM进行寻址。ROM中存放的是经过采样、量化处理后的某种周期性连续信号一个周期波形的幅度值，也就是与一个周期的相位采样相对应的函数波形查找表，不同的相位地址对应这种周期信号的不同幅度值编码。ROM输出的幅度值编码通过数字乘法器被幅度控制字A加权，加权后的幅度值编码经D／A转换器变成相应的阶梯波，再经低通滤波器平滑后就可以得到所合成信号的模拟波形。合成的信号波形取决于ROM中存放的幅度值数据，因此用DDS可以产生任意波形。

设相位累加器的字长为N，则DDS的输出频率fo和频率分辨率(即最小输出频率)△fmin分别为：

只要N足够大，DDS可以得到很小的频率分辨率。要改变DDS的输出频率，只要改变频率控制字K即可。

值得注意的是，根据Nyquist采样定理，在对连续信号进行采样的一个周期内，采样频率不能改变，故利用DDS进行信号合成时，在信号合成的一个周期内，频率控制字K不能发生变化，也就是K在每次改变之前至少应该持续2N／K个DDS时钟周期，即2N／K／fc。

通过改变相位控制字P可以控制输出信号的相位参数，设相位加法器的字长为M，当相位控制字由0变到P(P≠0)时，ROM的输入为相位累加器的输出与相位控制字P之和，因此其输出的幅度值相位会增加2πP／2M，从而使最后输出的模拟信号产生相移。

DDS输出信号的幅度可以通过在ROM之后加入一个数字乘法器来实现，幅度控制字A起到对ROM所输出的幅度值编码进行加权的作用。

由此可见，当DDS的相位累加器字长和相位加法器字长确定后，通过改变K，P，A就可以有效地控制DDS输出的模拟信号的频率、相位租幅度，这就是DDS技术的调制特性。