[发明专利]一种信号源外部调频电路及方法

说明书

本发明提出了一种信号源外部调频电路，当整机调频时，外部调频信号分三路：第一路通过小数环调频DC通路进入FPGA，第二路通过小数环调频AC通路加载在VCO上，第三路通过YO环调频AC通路进入YTO，三路信号同时作用，小数环采用小带宽，整机YO环采用大带宽。本发明通过改善小数环调频直流通路信号，来改善小数环调频直流部分失真；通过合理的带宽设计，使在DC～10MHz调制率下，不用切换带宽就能满足3dB频响指标；通过YO环采用分频模式，使输出信号噪声大幅度改善，调频小频偏时候失真明显改善。

技术领域

本发明涉及测试技术领域，特别涉及一种信号源外部调频电路，还涉及一种信号源外部调频方法。

背景技术

随着科技对锁相环单边带相位噪声指标的提升，锁相环输出频率在不断提升，传统外部调频电路使得整机输出调频信号在小频偏下失真不断恶化，已经不能满足科研的需要。传统信号源分为小数环、本振环和YO环路，其中调频又分为小数环直流部分，小数环交流部分和YO环部分。

传统的信号源外部调频电路如图1所示，从图1可知调频信号进入后分为三个通路，分别为：进入FPGA的小数环调频DC通路，进入VCO的小数环调频AC通路和进入YTO的YO环调频AC通路。

整机外部调频分为两步，当选择整机小带宽时，调制信号经过小数环调频DC通路，AD对调制信号进行采样加载到分频比上，小数环调频AC通路和YO环调频AC通路断开。小带宽时，VCO输出调频信号经过混频器1去鉴相，最后从YTO输出调制信号；当整机选择大带宽时小数环调频AC通路和YO环调频AC通路起作用。当大带宽时，一路调制信号通过小数环调频AC通路加载到VCO上，经过混频器1去鉴相，另一路通过YO环调频AC通路加载到YTO上，最后从YTO输出。整机小带宽时，小数环采用大于100kHz的环路带宽，整机采用300kHz的环路带宽。整机大带宽时，小数环采用5kHz的环路带宽，整机YO环采用70kHz环路带宽。

上述外部调频电路在测试外部调频信号，调制率在DC～10MHz时，需要切换带宽，对整机功能严重限制；而且，上述VCO输出信号采用混频器1进行混频的方式，使得YTO输出信号的噪声由VCO输出信号决定，整机噪声较差，特别是在调频小频偏时，整机失真很大。

发明内容

为解决上述现有技术中的不足，本发明提出一种信号源外部调频电路及方法。

本发明的技术方案是这样实现的：

一种信号源外部调频电路，当整机调频时，外部调频信号分三路：

第一路通过小数环调频DC通路进入FPGA，其中，外部调制信号经过低通滤波器进入AD芯片，AD芯片对调制信号进行采样转换成数字信号，在FPGA内部将数字信号直接加载在锁相环的分频比上，通过改变锁相环的分频比来实现调频；

第二路通过小数环调频AC通路加载在所述锁相环的VCO上，其中，外部调制信号通过通路上的第一衰减网络来改变输出调频信号的频偏大小；

第三路通过YO环调频AC通路进入YTO，其中，外部调制信号通过第二衰减网络来改变频偏大小；

三路信号同时作用，小数环采用小带宽，整机YO环采用大带宽。

可选地，当整机频偏在1～16MHz时，采用混频通路，所述VCO输出调制信号进入第一混频器，然后到第二鉴相器，分频通路断开；当整机调频频偏小于1MHz时，整机采用分频模式，所述VCO输出调制信号进入分频通路，FPGA输出控制信号对分频通路进行控制，选择16分频的方式实现整机小于1MHz频偏的调频。

可选地，所述锁相环包括第一鉴相器、第一积分器、VCO和分频器，分频器的输出信号一路与第一参考时钟在第一鉴相器进行鉴相，另一路作为分频时钟发送给FPGA，小数环调频DC通路将分频器输出的分频时钟直接通过FPGA进行同步作为AD芯片的采样时钟。