[发明专利]高速线性调频信号源

摘要

一种高速线性调频信号源，属于电子技术领域，是一种基于参考单元可高速产生高线性度的宽带调频信号源，可通过参考电压的采集和变换、快速输出的方法，实现高速高线性的调频信号的输出，具有参考电压获取和高速调频输出两种工作状态，高速调频输出的速率可通过时钟信号或通过扫频数字量序列的长度进行控制，同时可以作为任意调频特性的信号源，可用于电子测量、雷达、通信系统和电子对抗等技术领域，具有调频线性度高、频率转换速度快、成本低等优点。

主权项

1.一种高速线性调频信号源，是一种基于低速频率参考单元可高速产生高线性度的宽带调频信号源，其特征在于：I.高线性度的低速线性调频信号参考单元，为整个信号源提供参考频率信号和参考电压信号；II.通过参考电压的采集和变换、快速输出的方法得到高速高线性度调频信号输出；III.信号源具有参考电压获取和高速调频输出两种工作状态，在参考电压获取状态时，可作为一种低速的线性调频信号源来使用；IV.高速调频输出的速率可通过选择对双端口存储器读地址总线的更新速率和输出控制信号的频率以及D/A转换器的转换时钟信号的频率由可编程逻辑电路控制，或者通过扫频数字量序列的长度进行控制；V.通过编程可实现其它调频特性的信号源，具体来讲，本发明主要包括微控制器(1)、可编程逻辑控制电路(2)、参考电压采样电路(15)、模拟开关(10)、调频电压输出变换单元、参考频率产生单元和用于同其它设备相连接的接口单元(17)，调频电压输出变换单元主要由双端口存储器(3)、高速D/A转换器(16)、滤波器(14)、可变增益放大器(13)组成，参考频率产生单元由高稳定基准频率源(4)、直接数字频率合成器(5)、数字锁相环(6)、低通滤波器(7)、分频器(8)、缓冲放大器(9)、缓冲放大器(11)和压控振荡器(12)构成，高稳定基准频率源(4)产生高稳定度的基准频率信号作为直接数字频率合成器(5)的基准频率信号，直接数字频率合成器(4)接受微控制器(1)的控制，可以产生参考频率信号作为数字锁相环(6)的参考输入，压控振荡器(12)输出的高频信号经过分频器(8)后进入数字锁相环(6)，经过数字锁相环(6)内部的鉴相器与参考输入信号鉴相比较后，由内部的电荷泵输出误差控制信号，该信号经过低通滤波器(7)滤除高频干扰信号经过缓冲放大器(9)和模拟开关(10)和缓冲放大器(11)后，作为压控振荡器(12)的控制电压，对输出频率进行调整，直到数字锁相环(6)的两个输入信号的相位不再发生变化时，数字锁相环(6)进入锁定状态，并输出锁定信号给微控制器(1)，此时，控制电压维持在一定值上，该电压对应着一定频率值的微波信号，可以作为高速调频输出时的控制电压信号，这样通过微控制器(1)对直接数字频率合成器(5)的控制可以产生在调频信号范围内的稳定的线性频率输出和对应的参考电压信号，通过参考电压采样电路(15)对该电压信号进行采集量化，转换成数字量序列，由微控制器(1)存储到调频电压输出变换单元的双端口存储器(3)中，将该数字量通过调频电压输出变换单元输出即可获得高速高线性度的调频信号输出，调频电压输出变换单元中的双端口存储器(3)接受微控制器(1)和可编程逻辑电路(2)的控制，微控制器(1)控制双端口存储器(3)的一个端口，通过地址总线寻址，通过数据总线写入数据，可编程逻辑电路(2)可以高速产生线性连续变化的地址信号对双端口存储器(3)的输出端口进行高速寻址扫描，同时控制双端口存储器(3)的输出允许信号和高速D/A转换器(16)的转换时钟信号，高速输出存储在双端口存储器(3)内部的量化后的参考电压数字量序列，输出的数字量进入高速D/A转换器(16)在由可编程逻辑电路(2)提供的转换时钟信号驱动下，将数字量转换成电压信号，该电压信号经过用于消除高速D/A转换器(16)的高频干扰和输出毛刺的低通滤波器(14)和用于提高控制电压信号动态范围的可变增益放大器(13)后，通过模拟开关(10)的选择输出，经过缓冲放大器(11)作为压控振荡器(12)的控制电压，产生对应的频率信号，信号源有两个工作状态，分别是参考电压获取状态和高速调频信号输出状态，这两个工作状态由模拟开关(10)进行切换，当切换到参考电压获取状态时，压控振荡器(12)接受缓冲放大器(9)输出的电压信号控制，这时，本发明高速调频信号源也可作为一种低速的调频信号源来使用，当切换到高速调频信号输出状态时，压控振荡器(12)接受可变增益放大器(13)输出的电压信号控制，实现高速的调频信号输出，根据本发明，利用微控制器(1)编程控制直接数字频率合成器(5)可产生其它形式的调频信号输出，通过采集对应的参考电压，转换成对应的数字序列，经由调频电压输出变换单元输出控制压控振荡器(12)可高速产生任意调频形式的调频信号输出，信号源可通过接口单元(17)同计算机或其它设备进行通信，交换数据，显示、设定工作状态、频率范围。