一種正弦信號(hào)源的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及電子技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種正弦信號(hào)源。
【背景技術(shù)】
[0002]信號(hào)源，用于產(chǎn)生被測(cè)電路所需特定參數(shù)的電測(cè)試信號(hào)。在測(cè)試、研究或調(diào)整電子電路及設(shè)備時(shí)，為測(cè)定電路的一些電參量，如測(cè)量頻率響應(yīng)、噪聲系數(shù)，為電壓表定度等，都要求提供符合所定技術(shù)條件的電信號(hào)，以模擬在實(shí)際工作中使用的待測(cè)設(shè)備的激勵(lì)信號(hào)。
[0003]當(dāng)要求進(jìn)行系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)特性測(cè)量時(shí)，需使用振幅、頻率已知的正弦信號(hào)源。當(dāng)測(cè)試系統(tǒng)的瞬態(tài)特性時(shí)，又需使用前沿時(shí)間、脈沖寬度和重復(fù)周期已知的矩形脈沖源。并且要求信號(hào)源輸出信號(hào)的參數(shù)，如頻率、波形、輸出電壓或功率等，能在一定范圍內(nèi)進(jìn)行精確調(diào)整，有很好的穩(wěn)定性，有輸出指示。
[0004]信號(hào)源可以根據(jù)輸出波形的不同，劃分為正弦波信號(hào)發(fā)生器、矩形脈沖信號(hào)發(fā)生器、函數(shù)信號(hào)發(fā)生器和隨機(jī)信號(hào)發(fā)生器等四大類。
[0005]正弦信號(hào)是使用最廣泛的測(cè)試信號(hào)，這是因?yàn)楫a(chǎn)生正弦信號(hào)的方法比較簡(jiǎn)單，而且用正弦信號(hào)測(cè)量比較方便。
[0006]正弦信號(hào)發(fā)生器:正弦信號(hào)主要用于測(cè)量電路和系統(tǒng)的頻率特性、非線性失真、增益及靈敏度等。按頻率覆蓋范圍分為低頻信號(hào)發(fā)生器、高頻信號(hào)發(fā)生器和微波信號(hào)發(fā)生器；按輸出電平可調(diào)節(jié)范圍和穩(wěn)定度分為簡(jiǎn)易信號(hào)發(fā)生器(即信號(hào)源)、標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)發(fā)生器(輸出功率能準(zhǔn)確地衰減到-100分貝毫瓦以下)和功率信號(hào)發(fā)生器(輸出功率達(dá)數(shù)十毫瓦以上)；按頻率改變的方式分為調(diào)諧式信號(hào)發(fā)生器、掃頻式信號(hào)發(fā)生器、程控式信號(hào)發(fā)生器和頻率合成式信號(hào)發(fā)生器等。
[0007]低頻信號(hào)發(fā)生器包括音頻(200?20000赫)和視頻(I赫?10兆赫)范圍的正弦波發(fā)生器。主振級(jí)一般用RC式振蕩器，也可用差頻振蕩器。為便于測(cè)試系統(tǒng)的頻率特性，要求輸出幅頻特性平和波形失真小。
[0008]高頻信號(hào)發(fā)生器，頻率為100千赫?30兆赫的高頻、30?300兆赫的甚高頻信號(hào)發(fā)生器。一般采用LC調(diào)諧式振蕩器，頻率可由調(diào)諧電容器的度盤(pán)刻度讀出，主要用途是測(cè)量各種接收機(jī)的技術(shù)指標(biāo)，輸出信號(hào)可用內(nèi)部或外加的低頻正弦信號(hào)調(diào)幅或調(diào)頻，使輸出載頻電壓能夠衰減到I微伏以下。
[0009]微波信號(hào)發(fā)生器，從分米波直到毫米波波段的信號(hào)發(fā)生器。信號(hào)通常由帶分布參數(shù)諧振腔的超高頻三極管和反射速調(diào)管產(chǎn)生，但有逐漸被微波晶體管、場(chǎng)效應(yīng)管和耿氏二極管等固體器件取代的趨勢(shì)。儀器一般靠機(jī)械調(diào)諧腔體來(lái)改變頻率，每臺(tái)可覆蓋一個(gè)倍頻程左右，由腔體耦合出的信號(hào)功率一般可達(dá)10毫瓦以上。簡(jiǎn)易信號(hào)源只要求能加1000赫方波調(diào)幅，而標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)發(fā)生器則能將輸出基準(zhǔn)電平調(diào)節(jié)到I毫瓦，再?gòu)暮箅S衰減器讀出信號(hào)電平的分貝毫瓦值;還必須有內(nèi)部或外加矩形脈沖調(diào)幅，以便測(cè)試?yán)走_(dá)等接收機(jī)。
[0010]現(xiàn)有的正弦信號(hào)發(fā)生器只能單一輸出一種信號(hào)，如低頻信號(hào)、高頻信號(hào)、或者微波信號(hào)，如何提供一種多種信號(hào)輸出的正弦信號(hào)發(fā)生器，是目前亟待解決的問(wèn)題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0011]為了解決現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，本發(fā)明提出一種正弦信號(hào)源，輸出正弦波信號(hào)。
[0012]本發(fā)明的技術(shù)方案是這樣實(shí)現(xiàn)的:
[0013]一種正弦信號(hào)源，包括:
[0014]包括鎖相環(huán)，其連接至晶振；
[0015]所述數(shù)字鎖相環(huán)為DDS鎖相環(huán)，包括:相位累加器、波形R0M、D/A轉(zhuǎn)換器和低通濾波器；
[0016]時(shí)鐘頻率給定后，輸出信號(hào)的頻率取決于頻率控制器，頻率分辨率取決于累加器位數(shù)，相位分辨率取決于ROM的地址線位數(shù)，幅度量化噪聲取決于ROM的數(shù)據(jù)位字長(zhǎng)和D/A轉(zhuǎn)換器位數(shù)；
[0017]低通濾波器，連接至鎖相環(huán)的輸出端，所述低通濾波器為切比雪夫?yàn)V波器；
[0018]壓控振蕩器，連接至低通濾波器輸出端，其輸出端一路通過(guò)倍頻器電路反饋至鎖相環(huán)，另一路輸出至放大器，放大器的輸出端連接到所述開(kāi)關(guān)驅(qū)動(dòng)器的控制端；
[0019]所述倍頻器電路包括并聯(lián)連接的3倍頻器、6倍頻器和9倍頻器，所述3倍頻器、6倍頻器和9倍頻器分別通過(guò)第一調(diào)節(jié)開(kāi)關(guān)、第二調(diào)節(jié)開(kāi)關(guān)和第三調(diào)節(jié)開(kāi)關(guān)連接至所述鎖相環(huán)；
[0020]所述第一調(diào)節(jié)開(kāi)關(guān)、第二調(diào)節(jié)開(kāi)關(guān)和第三調(diào)節(jié)開(kāi)關(guān)與手觸的按鈕相連接。
[0021]可選地，所述低通濾波器為二階切比雪夫?yàn)V波器。
[0022]本發(fā)明的有益效果是:
[0023]在晶振的振蕩頻率固定情況下，可以實(shí)現(xiàn)輸出頻率的多檔可調(diào)，用戶通過(guò)外表面的檔位可以方便的設(shè)定正弦信號(hào)源的輸出頻率，為各種應(yīng)用場(chǎng)合提供合適的基準(zhǔn)頻率信號(hào)。
【附圖說(shuō)明】
[0024]為了更清楚地說(shuō)明本發(fā)明實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單地介紹，顯而易見(jiàn)地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來(lái)講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。
[0025]圖1為本發(fā)明正弦信號(hào)源的控制框圖。
【具體實(shí)施方式】
[0026]下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例。基于本發(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒(méi)有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。
[0027]如圖1所示，本發(fā)明的正弦信號(hào)源40，包括鎖相環(huán)41，其連接至晶振100;低通濾波器42，連接至鎖相環(huán)41的輸出端;壓控振蕩器43，其輸出端一路通過(guò)倍頻器電路反饋至鎖相環(huán)，另一路輸出至放大器44，放大器44的輸出端輸出第一頻率信號(hào)f且連接到所述開(kāi)關(guān)驅(qū)動(dòng)器13的控制端。優(yōu)選地，所述晶振100的振蕩頻率為I OOMHz。
[0028]所述倍頻器電路包括并聯(lián)連接的3倍頻器45、6倍頻器46和9倍頻器47，3倍頻器、6倍頻器和9倍頻器分別通過(guò)第一調(diào)節(jié)開(kāi)關(guān)51、第二調(diào)節(jié)開(kāi)關(guān)52和第三調(diào)節(jié)開(kāi)關(guān)53連接至鎖相環(huán)41;所述第一調(diào)節(jié)開(kāi)關(guān)51、第二調(diào)節(jié)開(kāi)關(guān)52和第三調(diào)節(jié)開(kāi)關(guān)53與外表面上的按鈕相連接，按鈕上標(biāo)識(shí)有頻率值，例如1、2、3檔，通過(guò)操作外表面的按鈕控制相應(yīng)的調(diào)節(jié)開(kāi)關(guān)的導(dǎo)通和關(guān)斷，控制第一頻率信號(hào)f，實(shí)現(xiàn)頻率的調(diào)節(jié)。
[0029]優(yōu)選地，所述低通濾波器為切比雪夫?yàn)V波器。
[0030]切比雪夫?yàn)V波器在過(guò)渡帶比巴特沃斯濾波器的衰減快，但頻率響應(yīng)的幅頻特性不如后者平坦。切比雪夫?yàn)V波器和理想濾波器的頻率響應(yīng)曲線之間的誤差最小，但是在通頻帶內(nèi)存在幅度波動(dòng)。
[0031]優(yōu)選地，所述低通濾波器為二階切比雪夫?yàn)V波器。
[0032 ]優(yōu)選地，所述鎖相環(huán)為DDS數(shù)字鎖相環(huán)。
[0033]直接數(shù)字頻率合成(DDS—DigitalDirect Frequency Synthesis)技術(shù)是一種新的頻率合成方法，是頻率合成技術(shù)的一次革命，隨著電子工程領(lǐng)域的實(shí)際需要以及數(shù)字集成電路和微電子技術(shù)的發(fā)展，DDS技術(shù)日益顯露出它的優(yōu)越性。
[0034]DDS是一種全數(shù)字化的頻率合成器，由相位累加器、波形R0M、D/A轉(zhuǎn)換器和低通濾波器構(gòu)成。時(shí)鐘頻率給定后，輸出信號(hào)的頻率取決于頻率控制器，頻率分辨率取決于累加器位數(shù)，相位分辨率取決于ROM的地址線位數(shù)，幅度量化噪聲取決于ROM的數(shù)據(jù)位字長(zhǎng)和D/A轉(zhuǎn)換器位數(shù)。
[0035]DDS有如下優(yōu)點(diǎn):
[0036](I)頻率分辨率高，輸出頻點(diǎn)多，可達(dá)N個(gè)頻點(diǎn)(N為相位累加器位數(shù))；
[0037](2)頻率切換速度快，可達(dá)us量級(jí)；
[0038](3)頻率切換時(shí)相位連續(xù)；
[0039](4)可以輸出寬帶正交信號(hào)；
[0040](5)輸出相位噪聲低，對(duì)參考頻率源的相位噪聲有改善作用；
[0041 ] (6)可以產(chǎn)生任意波形；
[0042 ] (7)全數(shù)字化實(shí)現(xiàn)，便于集成，體積小，重量輕。
[0043]本發(fā)明的正弦信號(hào)源，在晶振的振蕩頻率固定情況下，可以實(shí)現(xiàn)輸出頻率的多檔可調(diào)，用戶通過(guò)外表面的檔位可以方便的設(shè)定正弦信號(hào)源的輸出頻率，為各種應(yīng)用場(chǎng)合提供合適的基準(zhǔn)頻率信號(hào)。
[0044]以上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種正弦信號(hào)源，其特征在于，包括: 包括鎖相環(huán)，其連接至晶振； 所述數(shù)字鎖相環(huán)為DDS鎖相環(huán)，包括:相位累加器、波形ROM、D/A轉(zhuǎn)換器和低通濾波器；時(shí)鐘頻率給定后，輸出信號(hào)的頻率取決于頻率控制器，頻率分辨率取決于累加器位數(shù)，相位分辨率取決于ROM的地址線位數(shù)，幅度量化噪聲取決于ROM的數(shù)據(jù)位字長(zhǎng)和D/A轉(zhuǎn)換器位數(shù)； 低通濾波器，連接至鎖相環(huán)的輸出端，所述低通濾波器為切比雪夫?yàn)V波器； 壓控振蕩器，連接至低通濾波器輸出端，其輸出端一路通過(guò)倍頻器電路反饋至鎖相環(huán)，另一路輸出至放大器，放大器的輸出端連接到所述開(kāi)關(guān)驅(qū)動(dòng)器的控制端； 所述倍頻器電路包括并聯(lián)連接的3倍頻器、6倍頻器和9倍頻器，所述3倍頻器、6倍頻器和9倍頻器分別通過(guò)第一調(diào)節(jié)開(kāi)關(guān)、第二調(diào)節(jié)開(kāi)關(guān)和第三調(diào)節(jié)開(kāi)關(guān)連接至所述鎖相環(huán)； 所述第一調(diào)節(jié)開(kāi)關(guān)、第二調(diào)節(jié)開(kāi)關(guān)和第三調(diào)節(jié)開(kāi)關(guān)與手觸的按鈕相連接。2.如權(quán)利要求1所述的正弦信號(hào)源，其特征在于，所述低通濾波器為二階切比雪夫?yàn)V波器。
【專利摘要】本發(fā)明提出了一種正弦信號(hào)源，包括：包括鎖相環(huán)，其連接至晶振；低通濾波器，連接至鎖相環(huán)的輸出端；壓控振蕩器，連接至低通濾波器輸出端，其輸出端一路通過(guò)倍頻器電路反饋至鎖相環(huán)，另一路輸出至放大器，放大器的輸出端連接到所述開(kāi)關(guān)驅(qū)動(dòng)器的控制端；所述倍頻器電路包括并聯(lián)連接的3倍頻器、6倍頻器和9倍頻器，所述3倍頻器、6倍頻器和9倍頻器分別通過(guò)第一調(diào)節(jié)開(kāi)關(guān)、第二調(diào)節(jié)開(kāi)關(guān)和第三調(diào)節(jié)開(kāi)關(guān)連接至所述鎖相環(huán)。本發(fā)明的正弦信號(hào)源，在晶振的振蕩頻率固定情況下，可以實(shí)現(xiàn)輸出頻率的多檔可調(diào)，用戶通過(guò)外表面的檔位可以方便的設(shè)定正弦信號(hào)源的輸出頻率。
【IPC分類】G01R1/28
【公開(kāi)號(hào)】CN105548625
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510895762
【發(fā)明人】劉海生
【申請(qǐng)人】青島盛嘉信息科技有限公司
【公開(kāi)日】2016年5月4日
【申請(qǐng)日】2015年12月5日