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信号源基本结构和原理


  来源: 射频微波实验室 时间:2021-12-24 编辑:清风
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作者:陈峰


信号源也称作信号发生器,基本功能是产生并输出期望的信号,可设置信号的频率、功率和调制类型。按照频率划分,有低频源、射频源、微波源;按信号调制类型划分,有模拟源和矢量源。


信号源的基本结构原理图


模拟源


模拟信号源:产生模拟调制信号,AM/FM/PM和脉冲调制,低相噪和低噪声是高性能的标志。


频率范围可达67GHz的微波源,可扩展到毫米波;射频源的频率范围一般在9kHz~8GHz之内。


频率合成器,也就是频综,是模拟源的核心,调频FM和调相PM可在频综中直接实现;脉冲调制器即可控脉冲开关,控制RF信号的通断;调幅调制器与自动电平控制ALC电路混合;ALC的基本功能是通过反馈监测与比较,保持RF输出电平的稳定。


矢量源


矢量信号源:可产生矢量和数字调制信号。


常用于产生3Gpp规范的各类移动通信信号、产生和模拟GNSS导航、产生和模拟各种雷达信号等应用。


频率范围可达44GHz的微波矢量源;射频矢量源的频率范围一般在9kHz~8GHz之内。其调制带宽是其重要指标,通常100M~2G。


矢量源的核心原理是通过I/Q混频器即正交调制器,产生矢量调制的RF信号。基带源是用目标调制算法生成的数字文件,经DAC转为模拟I/Q信号,输入调制器,调制器的本振LO来自于RF频率相同设置的频综。通过相差90°的两个正交信号I/Q的瞬时电压,可以控制RF输出的瞬时幅度和相位,从而达到任意矢量调制的目的。


频率合成器


频率合成器,或频率综合器简称频综,是基于一个输入参考频率源,产生一个或多个频率信号的射频器件,在信号源中是核心器件。现代常用频率合成技术,是PLL锁相合成技术与DDS直接数字合成技术,工程实现上经常采用两者结合的方式。


PLL锁相合成


PLL锁相合成技术,原理是对VCO的RF输出进行锁相锁频精确化控制。参考频率源,是高稳定、高频谱纯度的基准源,常用TCXO或OCXO,参考源分频后输入鉴相器参考输入端,VCO的RF输出信号,耦合反馈、分频后进入鉴相器的反馈输入端,鉴相器输出包括2×fp分量和直流电压分量,经低通滤波后是VCO控制电压Vc,当Vc = 0环路达到锁定目标频率RF=VNfp。



DDS直接数字合成


DDS的原理:一个信号周期是2π,每个时钟相位累加一次,最小相位增量2π/2^N;FCW=k时,每次相位增量k•2π/2^N。



N:相位累加器比特数;M:ROM实际寻址查表比特数;S:只读存储器输出离散正弦的比特数。


关键词:信号源 基本结构 原理    浏览量:1559

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