[发明专利]一种高速脉冲调制信号的载波频率测量电路及方法

说明书

本发明公开了一种高速脉冲调制信号的载波频率测量电路及方法，属于频率测量技术领域，本发明通过可变分频器实现信号的频率变换压缩，通过滤波器滤除分频器的3次以上谐波分量，保留了信号的相位信息，变频方案简单；通过控制信号生成单元和数字IQ解调单元实现对脉冲调制信号的相位提取，避免了脉冲调制关期间的噪声干扰，实现脉冲调制信号相位的快速提取和计算，最终实现了高速脉冲调制信号的载波频率测量；本发明可实现脉冲重复频率10MHz高速脉冲调制信号的载波频率测量，测量时间最快8ns(速率125MHz)，测量方案简单，成本低；可实现对高速脉冲调制信号的载波频率快速测量，并可对脉冲调制信号载波频率变化进行跟踪测量。

技术领域

本发明属于频率测量技术领域，具体涉及一种高速脉冲调制信号的载波频率测量电路及方法。

背景技术

脉冲调制信号是雷达和数字通信系统中的一类重要信号，随着电子技术的发展，脉冲调制信号的脉冲重复频率(PRF)不断提高，脉冲宽度也越来越小，脉冲调制载波复杂多变，测量更加困难。

测量脉冲调制信号载波频率主要有两种方法，一种是频谱仪测量方法，将被测信号经过多次混频变频至中频信号，对中频信号进行FFT变换得到频谱信息，根据频谱信息得到载波信号频率。

第二种方法是计数器测频法，如图1所示，首先设定一个闸门，通过测量闸门时间T和闸门内的信号次数N₀，利用f＝N₀/T算出被测信号频率。在测量中，通过被测信号与测量闸门同步，被测信号次数可精确测量，没有误差，但在闸门时间测量上存误差，如图所示，T1、T2即为测量误差。测量误差最大为测量时钟周期。在短时测量中误差影响很大。为减小测量误差，通常采用内插法，把T1、T2测量出来。

现有技术的缺点是：

(1)采用频谱仪测量脉冲载波频率方案复杂，成本高。频谱仪采用扫频方案，当脉冲调制信号载波频率变化时，受频谱仪扫频速度限制，无法对频率快速变化信号进行跟踪测量。

(2)采用计数器法，如果不用内插，测频精度低；采用内插法，测量速度慢，如美国是德公司的53200系列频率计，最短测量时间为1us(速率1MHz)，

发明内容

针对现有技术中存在的上述技术问题，本发明提出了一种高速脉冲调制信号的载波频率测量电路及方法，设计合理，克服了现有技术的不足，具有良好的效果。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种高速脉冲调制信号的载波频率测量电路，包括功分器、可控分频器、滤波器、AD转换器、FPGA、比较器以及检波器；功分器、可控分频器、滤波器、AD转换器、FPGA、比较器、检波器通过线路依次连接；

功分器，被配置为用于将被测信号功分为两路；

可控分频器，被配置为用于实现信号的频率变换压缩；

滤波器，被配置为用于滤除分频后的3次及以上谐波分量；

AD转换器，被配置为用于将模拟信号转换为数字信号；

检波器，被配置为用于检出被测信号包络波形，输出检波信号；

比较器，被配置为用于将检波信号变为数字信号；

FPGA，被配置为用于进行数字IQ解调，输出脉冲调制信号的载波频率；

被测信号经功分器分为两路，一路进入可控分频器，可控分频器通过分频比设置，输出中频信号至滤波器，滤波器滤除分频后的3次及以上谐波分量，滤波器输出信号至AD转换器，AD转换器对信号进行采样后送入FPGA；