CN103546172B - 一种射频信号发生器 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种射频信号发生器，包括锁相环、频率扩展模块、开关滤波器组、自动电平控制模块和输出衰减模块，AM调幅模块；AM调幅模块接收开关滤波器组输出的射频载波信号进行幅度调制处理后形成调幅信号输出给自动电平控制模块。所述的AM调幅模块包括：可变衰减模块和放大器；可变衰减模块接收开关滤波器组输出的射频载波信号进行幅度调制处理后形成调幅信号输出给放大器，放大器进行放大处理后输出给自动电平控制模块。本发明通过增加独立的AM调幅模块，能降低对自动电平控制ALC模块的要求、降低设计难度、节约调试和校准时间。
Description
技术领域
本发明涉及一种信号发生器，特别是涉及一种射频信号发生器。
背景技术
为了实现信号发生器的调幅（AM）功能，同时保证信号发生器的输出功率精度，一般会引入自动电平控制（AutoLevelControl，缩写为ALC）环路。如图1所示，在输出衰减器模块之前加入自动电平控制ALC模块。图1中的信号发生器包括：锁相环（PLL）、频率扩展模块、开关滤波器组、自动电平控制ALC模块和输出衰减模块。锁相环PLL通过鉴相、环路滤波产生电压控制压控振荡器的频率，产生频率范围f1-f2（一般f2≥2*f1）的信号。由于最终信号发生器输出频率范围为f3-f4，所以增加了频率扩展模块，当输出频率f<f1时通过分频来得到信号，当输出频率f>f2时通过倍频来得到信号。此信号包括丰富的谐波，因此引入了开关滤波器组，根据f选择相应的滤波器，保证频谱纯度。滤波后的信号通过自动电平控制ALC模块来控制输出幅度精度、实现调幅，ALC模块主要是通过改变可变增益或衰减的值实现幅度控制和调幅。ALC模块的输出最后通过输出衰减器模块实现大范围的功率输出。
但是，随着输出信号频率、幅度调制性能的提升，对自动电平控制ALC模块的要求也越来越高，自动电平控制ALC模块不仅要满足最小分辨率要求，同时还要具备良好的线性度以保证调制深度及调制失真指标。这就对自动电平控制提出了很高的要求。
自动电平控制ALC模块一般是通过可变衰减模块（或可变增益模块）实现幅度调制和幅度控制。而通常情况下，可变衰减模块（或可变增益模块）在某一固定频率、固定调制速率下，其衰减量（或增益）控制不是完全线性的；另外，在不同频率的输入信号和不同的调制速率下，其衰减量（或增益）控制曲线也完全不同。这些都必然会带来信号的调制深度和调制失真指标随频率、调制速率变化而变化。
自动电平控制ALC模块除了完成精度控制之外，还要抵消所述可变衰减模块的非线性从而保证调幅指标，因此自动电平控制ALC模块的设计变得更加复杂，增加了自动电平控制ALC模块的压力和调试校准时间，而且信号发生器整机的校准工作量巨大。
发明内容
所要解决的技术问题：针对以上问题本发明提供了一种可以降低对自动电平控制ALC模块的要求，节约调试和校准时间的射频信号发生器。
技术方案：为了解决以上问题，本发明提供了一种射频信号发生器，包括：锁相环、频率扩展模块、开关滤波器组、自动电平控制模块和输出衰减模块，其特征在于：还包括AM调幅模块；AM调幅模块接收开关滤波器组输出的射频载波信号进行幅度调制处理后形成调幅信号输出给自动电平控制模块。AM调幅模块的主要作用就是根据信号发生器输出载波频率、调制速率和调制深度的设置，实现调幅功能，保证调制深度和调制失真指标。
所述的AM调幅模块包括：可变衰减模块和放大器；可变衰减模块接收开关滤波器组输出的射频载波信号进行幅度调制处理后形成调幅信号输出给放大器，放大器进行放大处理后输出给自动电平控制模块。放大器用于补偿可变衰减模块的***损耗。
所述的可变衰减模块包括：可变衰减器、数模转换器、音频信号发生器和FPGA；
所述的FPGA生成控制信号，输出给音频信号发生器和数模转换器，该控制信号为二进制数字量；
所述的音频信号发生器接收所述的FPGA输出的控制信号，生成音频信号，输出给数模转换器；
所述的数模转换器用于控制所述音频信号的幅度，接收FPGA的控制信号和音频信号发生器产生的音频信号，进行幅度变化处理后，输出调制信号给可变衰减器；
所述的可变衰减器可变衰减器用于实现调幅，其对射频载波的衰减量是连续可变的，并随着其控制端模拟电压的变化而变化；接收开关滤波器组输出的射频载波信号和数模转换器输出的调制信号，实现对开关滤波器组输出的射频载波信号的幅度调制，即调幅，并输出此调幅后的信号给放大器。
所述的可变衰减器为模拟控制衰减器；
所述的模拟控制衰减器的数量不限。
有益的效果：
本发明通过增加独立的AM调幅模块，能降低对自动电平控制ALC模块的要求、降低设计难度、节约调试和校准时间。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图做简单的介绍，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。在附图中：
图1是现有技术的信号发生器示意图；
图2是本发明实施例的信号发生器示意图；
图3是本发明实施例调幅模块的结构图；
图4是本发明实施例可变衰减模块的结构图；
图5是本发明实施例可变衰减器的结构示意图
具体实施方式
下面结合附图对本发明做进一步详细说明。
实施例：
如图2所示，一种射频信号发生器，包括：锁相环、频率扩展模块、开关滤波器组、自动电平控制模块和输出衰减模块，还包括AM调幅模块；AM调幅模块接收开关滤波器组输出的射频载波信号进行幅度调制处理后形成调幅信号输出给自动电平控制模块。AM调幅模块的主要作用就是根据信号发生器输出载波频率、调制速率和调制深度的设置，实现调幅功能，保证调制深度和调制失真指标。
如图3所示，所述的AM调幅模块包括：可变衰减模块和放大器；可变衰减模块接收开关滤波器组输出的射频载波信号进行幅度调制处理后形成调幅信号输出给放大器，放大器进行放大处理后输出给自动电平控制模块。放大器用于补偿可变衰减模块的***损耗。
如图4所示，所述的可变衰减模块包括：可变衰减器、数模转换器、音频信号发生器和FPGA；
所述的FPGA生成控制信号，输出给音频信号发生器和数模转换器，该控制信号为二进制数字量；
所述的音频信号发生器接收所述的FPGA输出的控制信号，生成音频信号，输出给数模转换器；
所述的数模转换器用于控制所述音频信号的幅度，接收FPGA的控制信号和音频信号发生器产生的音频信号，进行幅度变化处理后，输出调制信号给可变衰减器；
所述的可变衰减器可变衰减器用于实现调幅，其对射频载波的衰减量是连续可变的，并随着其控制端模拟电压的变化而变化；接收开关滤波器组输出的射频载波信号和数模转换器输出的调制信号，实现对开关滤波器组输出的射频载波信号的幅度调制，即调幅，并输出此调幅后的信号给放大器。
如图5所示，所述的可变衰减器为模拟控制衰减器；所述的模拟控制衰减器的数量不限。
以上所述的具体实施例，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施案例而已，并不用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改，等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (3)
1.一种射频信号发生器，包括：锁相环、频率扩展模块、开关滤波器组、自动电平控制模块和输出衰减模块，锁相环PLL通过鉴相、环路滤波产生电压控制压控振荡器的频率，产生频率范围f1-f2的信号，其中f2≥2*f1；由于最终信号发生器输出频率为f，所以增加了频率扩展模块，当输出频率f<f1时通过分频来得到信号，当输出频率f>f2时通过倍频来得到信号；开关滤波器组根据f选择相应的滤波器，滤波后的信号通过自动电平控制模块来控制输出幅度精度、实现调幅，自动电平控制模块通过改变可变增益或衰减的值实现幅度控制和调幅；自动电平控制模块的输出最后通过输出衰减模块实现大范围的功率输出；其特征在于：还包括AM调幅模块；AM调幅模块接收开关滤波器组输出的射频载波信号进行幅度调制处理后形成调幅信号输出给自动电平控制模块；
所述的AM调幅模块包括：可变衰减模块和放大器；可变衰减模块接收开关滤波器组输出的射频载波信号进行幅度调制处理后形成调幅信号输出给放大器，放大器进行放大处理后输出给自动电平控制模块；
所述的可变衰减模块包括：可变衰减器、数模转换器、音频信号发生器和FPGA；
所述的FPGA生成控制信号，输出给音频信号发生器和数模转换器，该控制信号为二进制数字量；
所述的音频信号发生器接收所述的FPGA输出的控制信号，生成音频信号，输出给数模转换器；
所述的数模转换器用于控制所述音频信号的幅度，接收FPGA的控制信号和音频信号发生器产生的音频信号，进行幅度变化处理后，输出调制信号给可变衰减器；
所述的可变衰减器用于实现调幅，其对射频载波的衰减量是连续可变的，并随着其控制端模拟电压的变化而变化；接收开关滤波器组输出的射频载波信号和数模转换器输出的调制信号，实现对开关滤波器组输出的射频载波信号的幅度调制，即调幅，并输出此调幅后的信号给放大器。
2.根据权利要求1所述的一种射频信号发生器，其特征在于：所述的可变衰减器为模拟控制衰减器。
3.根据权利要求2所述的一种射频信号发生器，其特征在于：所述的模拟控制衰减器的数量不限。
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