[发明专利]一种中心频率与带宽可调的噪声信号发生装置及方法

说明书

本发明公开了一种中心频率与带宽可调的噪声信号发生装置及方法，该装置包括依次连接的放大器一、低通滤波器一和开关一，所述开关一输出两路信号，一路信号经可调衰减器和低通滤波器二，再经过开关二输出，另一路信号经混频器一、带通滤波器、放大器二、混频器二和低通滤波器三，再经过开关二输出，所述混频器一与第一可变本振连接，所述混频器二与第二可变本振连接，本发明所公开的装置及方法高带宽且任意可调，噪声信号带内平坦度好，且频段覆盖广，选择合适的本振信号和滤波器频段，输出的噪声信号频率可以覆盖所需的各种频段。

技术领域

本发明涉及一种噪声信号发生装置及方法，特别涉及一种中心频率与带宽可调的噪声信号发生装置及方法。

背景技术

在无线电信号的测试过程中，噪声信号发生器可以广泛应用于信噪比、载噪比测试、误码测试、信号干扰等方面，从而满足在通信、电子对抗、雷达、导航等装备或系统的设计与验证过程中的相关测试需求。

噪声信号的产生有两种方式：一是模拟方式，采用物理噪声发生电路，再通过后续的通道调理和控制从而输出相关的噪声信号；二是数字和模拟混合方式，采用FPGA进行数字信号算法，输出到DAC，再通过相关的混频、放大、衰减和滤波等控制从而得到所需噪声信号。

模拟方式实现方法如图1所示，是通过半导体器件(如噪声二极管)产生宽带白噪声信号，先通过一次高通滤波后进入调谐滤波电路模块，调谐滤波主要是通过FPGA和DAC来控制两个可调滤波器，根据设置的噪声信号中心频率和带宽来同时调节高通和低通滤波器的截止频率点，最终实现中心频率和带宽的任意可调。该种方式噪声具有比较高的带宽，但是在噪声带宽控制上通过调谐滤波模块实现，首先是很难实现窄带宽和宽带宽时都具有较好的滤波效果，其次是在可调高通滤波器和可调低通滤波器在电路调试时难度十分大，而且调谐一致性较差，大大增加了相应的控制电路复杂度。

数字和模拟混合方式如图2所示，是通过FPGA先产生伪随机码，经过FIR滤波模块生产带宽可调的数字噪声序列，输出到DAC器件实现数模转换，滤波后进行和可变本振信号进行混频从而实现中心频率的可调。该种方式可以很好的实现噪声带宽的任意可调，很难实现高带宽的噪声信号，当噪声带宽提高时，对FPGA资源消耗将成倍增加，同时要选用采样率十分高的DAC器件，硬件开销较大，成本较高。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明提供了一种中心频率与带宽可调的噪声信号发生装置及方法，以达到实现噪声信号的带宽和中心频率任意可调的目的。

为达到上述目的，本发明的技术方案如下：

一种中心频率与带宽可调的噪声信号发生装置，包括依次连接的放大器一、低通滤波器一和开关一，所述开关一输出两路信号，一路信号经可调衰减器和低通滤波器二，再经过开关二输出，另一路信号经混频器一、带通滤波器、放大器二、混频器二和低通滤波器三，再经过开关二输出，所述混频器一与第一可变本振连接，所述混频器二与第二可变本振连接。

上述方案中，所述低通滤波器一、低通滤波器二、带通滤波器和低通滤波器三的滤波频率范围均为固定值。

一种中心频率与带宽可调的噪声信号发生方法，包括如下过程：

首先，超高带宽噪声信号经过放大器一后通过低通滤波器一，然后通过开关一，第一路信号经可调衰减器和低通滤波器二，再经过开关二选择输出，实现噪声信号的全频段输出；第二路信号经过混频器一与第一可变本振信号进行第一次混频后输出，经过带通滤波器滤波后得到带宽可调的噪声信号，然后噪声信号经过放大器二后在混频器二中与第二可变本振信号进行第二次混频，然后经过低通滤波器三，得到中心频率可调的噪声信号，最后通过开关二选择输出中心频率和带宽任意可调的噪声信号。

上述方案中，经过带通滤波器滤波后得到的噪声信号的带宽：BW＝FL₃+FL₁-LO₁，