第三章 信号产生技术

1、第三章第三章 信号产生技术信号产生技术 1 1 概述概述 2 2 频率合成技术频率合成技术 3 3 波形合成技术波形合成技术 4 4 调制波形产生技术调制波形产生技术 5 5 典型信号源典型信号源 n第一组：模拟波形合成技术第一组：模拟波形合成技术- -讲解讲解 n第二组：模拟波形合成技术第二组：模拟波形合成技术- -补充讲解补充讲解- -主答主答 n第三组：数字波形合成技术第三组：数字波形合成技术- -讲解讲解 n第四组：数字波形合成技术第四组：数字波形合成技术- -补充讲解补充讲解- -主答主答 n第五组：数字脉冲波形合成技术第五组：数字脉冲波形合成技术- -讲解讲解 n第六组：数字脉冲波

2、形合成技术第六组：数字脉冲波形合成技术- -补充讲解补充讲解- -主答主答 n第七组：波形调理技术第七组：波形调理技术- -讲解讲解 n第八组：波形调理技术第八组：波形调理技术- -补充讲解补充讲解- -主答主答 n第九组：第九组：DDSDDS的误差分析的误差分析- -讲解讲解 n第十组：第十组：DDSDDS的误差分析的误差分析- -补充讲解补充讲解- -主答主答 信号产生技术信号产生技术小班讨论安排小班讨论安排 n第十组：数字示波器的模拟通道第十组：数字示波器的模拟通道- -讲解讲解 n第九组：数字示波器的模拟通道第九组：数字示波器的模拟通道- -补充讲解补充讲解- -主答主答 n第八组：数

3、字示波器的采集系统第八组：数字示波器的采集系统- -讲解讲解 n第七组：数字示波器的采集系统第七组：数字示波器的采集系统- -补充讲解补充讲解- -主答主答 n第六组：数字示波器的高波形捕获率技术第六组：数字示波器的高波形捕获率技术- -讲解讲解 n第五组：数字示波器的高波形捕获率技术第五组：数字示波器的高波形捕获率技术- -补充讲解补充讲解- -主答主答 n第四组：数字示波器的触发技术第四组：数字示波器的触发技术- -讲解讲解 n第三组：数字示波器的触发技术第三组：数字示波器的触发技术- -补充讲解补充讲解- -主答主答 n第二组：并行采样技术在数字示波器中的应用第二组：并行采样技术在数字示

4、波器中的应用- -讲解讲解 n第一组：并行采样技术在数字示波器中的应用第一组：并行采样技术在数字示波器中的应用- -补充讲解补充讲解- - 主答主答 信号波形测量信号波形测量小班讨论安排小班讨论安排 信号产生和获取直接决定测试技术及电子装备的水平信号产生和获取直接决定测试技术及电子装备的水平 信号产生信号产生和信号分析并列为测试技术和电子系统的两大核心和信号分析并列为测试技术和电子系统的两大核心 信号 产生 信号 传输 信号 获取 信号 处理 1 概述概述 1 信号源在自动测试中的作用信号源在自动测试中的作用 典型的自动测试系统典型的自动测试系统 电子系统频率范围提高电子系统频率范围提高 高速

5、复杂波形合成成为信号产生技术的主流和热点高速复杂波形合成成为信号产生技术的主流和热点 新体制、新制式推出新体制、新制式推出 电子技术应用领域拓展电子技术应用领域拓展 高速高速 l极高的频率或带宽极高的频率或带宽 l极高的频率切换速度极高的频率切换速度 复杂复杂 l任意化特征加剧、细任意化特征加剧、细 微特征丰富微特征丰富 l输出信号数目增加输出信号数目增加 1 信号产生的发展趋势信号产生的发展趋势 1.1 1.1 信号的表征信号的表征 规则波规则波便于用函数表示的波形便于用函数表示的波形 不规则波不规则波不可以或者不便于用函数表示的不可以或者不便于用函数表示的 波形波形 幅度幅度：峰峰值峰峰值

6、/ /振幅、有效值或功率振幅、有效值或功率 频率频率：单位时间内完成周期性变化的次数单位时间内完成周期性变化的次数 偏移偏移：直流分量与零电平之间的差值直流分量与零电平之间的差值 平均值？平均值？ 相位相位：反映交流信号任何时刻状态的物理量反映交流信号任何时刻状态的物理量 1.1 1.1 信号的表征信号的表征时域基本参数时域基本参数 1.1 1.1 信号的表征信号的表征特殊参数（脉冲）特殊参数（脉冲） 脉冲宽度脉冲宽度/ /占空比、上升时间、下降时间占空比、上升时间、下降时间 1.2 1.2 信号源的分类信号源的分类 1. 1. 按频率范围按频率范围 低频信号发生器低频信号发生器 1MHz1M

7、Hz 射频射频信号发生器信号发生器 3 36GHz6GHz 微波微波信号发生器信号发生器 202050GHz50GHz 毫米波毫米波信号发生器信号发生器 300GHz300GHz 2. 2. 按输出波形按输出波形 正弦波形发生器正弦波形发生器 脉冲信号发生器脉冲信号发生器 函数函数/ /任意波发生器任意波发生器 随机信号发生器随机信号发生器 噪声信号发生器噪声信号发生器 3. 3. 按应用特性按应用特性 合成合成信号发生器信号发生器 扫频扫频信号发生器信号发生器 合成扫频合成扫频信号发生器信号发生器 4. 4. 按调制特性按调制特性 连续波连续波信号发生器信号发生器 模拟调制信号发生器模拟调制

8、信号发生器 矢量信号发生器矢量信号发生器 1.3 1.3 信号源的主要技术指标信号源的主要技术指标 1. 1. 频率特性频率特性 u频率范围、频率精度、频率稳定度频率范围、频率精度、频率稳定度 u频率分辨力频率分辨力 u频率转换时间频率转换时间 2.2.幅度、电平幅度、电平/ /功率特性功率特性 u幅度幅度/ /功率范围、幅度功率范围、幅度/ /功率分辨力功率分辨力 u幅度精度、幅度平坦度幅度精度、幅度平坦度 u输出阻抗输出阻抗 3. 3. 扫描特性扫描特性 u扫描范围、扫描时间、扫描精度扫描范围、扫描时间、扫描精度 4. 4. 频谱特性频谱特性 谐波失真谐波失真 总谐波失真（总谐波失真（TH

9、DTHD） 非谐波失真非谐波失真 杂散（杂散（SFDRSFDR） 相位噪声相位噪声 频率频率 电压电压 f0 f0/22f0 基波基波 非谐波非谐波 失真失真 谐波谐波 失真失真 非谐波非谐波 失真失真 相位相位 噪声噪声 5. 5. 调制特性调制特性 n幅度调制：调制频率、调幅深度、调幅精度、调幅灵敏度幅度调制：调制频率、调幅深度、调幅精度、调幅灵敏度 n频率调制：调制频率、最大频偏、频偏精度、频偏灵敏度频率调制：调制频率、最大频偏、频偏精度、频偏灵敏度 n相位调制：调制频率、最大相偏、相偏精度、相偏灵敏度相位调制：调制频率、最大相偏、相偏精度、相偏灵敏度 n脉冲调制：脉冲周期脉冲调制：脉冲

10、周期/ /频率、脉宽、上升下降时间频率、脉宽、上升下降时间 1.3 1.3 信号源的主要技术指标信号源的主要技术指标 实际正弦信号的频谱图实际正弦信号的频谱图 1.4 1.4 信号源基本组成信号源基本组成 直接频率合成（直接频率合成（ADSADS） n混频、倍频和分频等方法，窄带滤波器选频混频、倍频和分频等方法，窄带滤波器选频 间接频率合成：间接频率合成：PLLPLL（Phase Lock Loop Phase Lock Loop ） n利用利用PLLPLL把把VCOVCO的输出频率锁定在基准频率上，通的输出频率锁定在基准频率上，通 过不同形式的锁相环在基准频率基础上合成不同过不同形式的锁相环

11、在基准频率基础上合成不同 频率频率 直接数字合成（直接数字合成（DDSDDS） n基于取样技术和数字计算技术实现频率合成基于取样技术和数字计算技术实现频率合成 2 2 频率合成技术频率合成技术 优点：频率切换迅速，相位噪声很低优点：频率切换迅速，相位噪声很低 缺点：电路复杂，体积大，价格昂贵，不便于集成化缺点：电路复杂，体积大，价格昂贵，不便于集成化 2.1 2.1 直接频率合成直接频率合成 基本结构：基本结构：锁相环（锁相环（PLLPLL） 组成：组成：鉴相器（鉴相器（PDPD）、环路滤波器（）、环路滤波器（LPFLPF）、压控）、压控 振振 荡器（荡器（VCOVCO）及基准晶振等）及基准晶

12、振等 原理：原理：负反馈控制系统，把负反馈控制系统，把VCOVCO的输出频率锁定在的输出频率锁定在 参考频率上参考频率上 2.2 2.2 锁相式频率合成锁相式频率合成 n优点：易集成，体积小，结构简单，功耗低，价格低优点：易集成，体积小，结构简单，功耗低，价格低 n缺点：频率切换时间较长，相位噪声较大缺点：频率切换时间较长，相位噪声较大 锁相环的相位模型 K( ) F KS )(tU VCO K )(tU F( ) o f t )( i tt i )(t e )(tt oo ( )( )( ) eiFVCOe tttK K Kt ( )( ) eFVCOe tK K Kt 当输入输出存在频差时

13、，环路瞬时角频率误差会通过反馈的当输入输出存在频差时，环路瞬时角频率误差会通过反馈的 作用逐渐减小，直到等于零，进入作用逐渐减小，直到等于零，进入“锁定锁定”状态！状态！ PLLPLL主要性能指标主要性能指标 n环路带宽环路带宽 对输入信号的相位而言对输入信号的相位而言，锁相环具有低通滤波，锁相环具有低通滤波 器的传输特性，其高频截止频率称为环路带宽。器的传输特性，其高频截止频率称为环路带宽。 环路带宽越低，其滤波作用越好。环路带宽越低，其滤波作用越好。 对输入信号频率而言对输入信号频率而言，具有窄带滤波特性。只，具有窄带滤波特性。只 允许输入信号角频率附近的频率分量通过，阻止允许输入信号角频

14、率附近的频率分量通过，阻止 远离输入频率的频率分量传送到输出端，在一定远离输入频率的频率分量传送到输出端，在一定 范围内跟踪输入频率！范围内跟踪输入频率！ n捕捉带宽捕捉带宽 假设环路最初不处于锁定状态，环路最终能够假设环路最初不处于锁定状态，环路最终能够 自行进入锁定状态的最大允许频差。自行进入锁定状态的最大允许频差。 锁相环的基本形式锁相环的基本形式 1.1.倍频式锁相环倍频式锁相环 等效模型等效模型 实现模型实现模型 锁相环的基本形式锁相环的基本形式 2.2.分频式锁相环分频式锁相环 等效模型等效模型 实现模型实现模型 3.3.混频式锁相环混频式锁相环 锁相环的基本形式锁相环的基本形式

15、相加混频环相加混频环 相减混频环相减混频环 提高频率分辨力的锁相合成技术提高频率分辨力的锁相合成技术 n 减小频率增量提高分辨力减小频率增量提高分辨力 ieft/25 n 保证转换时间和频率范围前提下提高频率分辨力的途径保证转换时间和频率范围前提下提高频率分辨力的途径 多环频率合成法多环频率合成法 小数分频法小数分频法 n 后置分频器提高分辨力后置分频器提高分辨力 输出频率范围减小输出频率范围减小 频率增量越小，转换时间越长频率增量越小，转换时间越长 多环频率合成多环频率合成 iAAfNf iBBfNf MfffBAo/ iBAofMNNf)/( 思路：粗调思路：粗调+精调精调 例：双环合成例

16、：双环合成 环环1 1进行频率粗调，内插振荡器实现频率精调，混频环实现进行频率粗调，内插振荡器实现频率精调，混频环实现 频率求和频率求和 例：输出为例：输出为2153.5kHz2153.5kHz 思想：思想：可变分频和多次平均可变分频和多次平均 例如例如4.34.3分频，只要在分频，只要在1010次分频中作次分频中作7 7（即（即10-310-3）次除）次除4 4，3 3次次 除除5 5就可以得到。在输入信号的就可以得到。在输入信号的1010个周期内，输出信号为个周期内，输出信号为4343 个周期（个周期（43=743=7* *4+34+3* *5 5） 。 序号序号12345678910 累

17、加值累加值0.30.60.90.20.50.80.10.40.70 分频系数分频系数4445445445 小数分频法小数分频法 小数分频电路的改进小数分频电路的改进 n小数分频时小数分频时, ,输入输出频率之比不是整数输入输出频率之比不是整数, ,使得鉴相器的输出使得鉴相器的输出 电压电压( (相位误差相位误差) )呈阶梯变化，这个电压加到呈阶梯变化，这个电压加到VCOVCO上会使得合上会使得合 成器频谱变差。成器频谱变差。 n同时累加值（累加器同时累加值（累加器ACCUACCU中的存数）恰好也是与其一致的阶中的存数）恰好也是与其一致的阶 梯变化，因此将该数据进行梯变化，因此将该数据进行D/A

18、D/A转换后加到转换后加到PDPD的输出端就可的输出端就可 以抵消该变化。以抵消该变化。 扩展频率上限的锁相合成技术扩展频率上限的锁相合成技术 扩展频率上限的方法扩展频率上限的方法: : 前置分频器法前置分频器法; ;多模分频器法多模分频器法 前置分频器法前置分频器法 在反馈回路加一个前置的固定分频器，固定分频可以做得在反馈回路加一个前置的固定分频器，固定分频可以做得 较高，频率上限提高了较高，频率上限提高了M M倍，但频率分辨力下降了倍，但频率分辨力下降了M M倍。倍。 多模分频锁相频率合成技术多模分频锁相频率合成技术 21212 )() 1(NVNVNNVNN io fNVNf)( 21

19、变化时， 变化时，f fo o变化为变化为f fi i，即输出频率分辨力为，即输出频率分辨力为f fi i 1、变模分频器工作在、变模分频器工作在V+1分频模式分频模式 模值（分频比）可以在多个固定的值上改变的分频器模值（分频比）可以在多个固定的值上改变的分频器 多模分频器的最高工作频率不如固定的前置分频器高，但比可多模分频器的最高工作频率不如固定的前置分频器高，但比可 变分频器高得多变分频器高得多 2、N2计数器记满后停止记数，同时将变模分频器切换到计数器记满后停止记数，同时将变模分频器切换到V分频模式分频模式 3、N1计数器记满输出脉冲给计数器记满输出脉冲给PD，然后重置计数器，重新开始计

20、数，然后重置计数器，重新开始计数 PLLPLL实例：十进频率合成器实例：十进频率合成器 n采用了十进锁相合成单元，输出频率是采用采用了十进锁相合成单元，输出频率是采用 十进数字盘来选择，它可以提供更高的输出十进数字盘来选择，它可以提供更高的输出 频率准确度。频率准确度。 （1 1）十进频率合成器组成）十进频率合成器组成 五个五个DS-1合成单元串接起来，其输出频率被送到合成合成单元串接起来，其输出频率被送到合成 单元单元DS-2，得到输出频率为，得到输出频率为(2122)MHz DS-2的输出加到合成单元的输出加到合成单元DS-4，得到输出频率为，得到输出频率为(101 122)MHz 合成单

21、元合成单元DS-3输出为输出为(10192)MHz DS-3与与DS-4的输出频率加到混频器的输出频率加到混频器M进行相减，最后得到进行相减，最后得到 200Hz30MHz的输出频率的输出频率 十进锁相式频率合成器组成框图十进锁相式频率合成器组成框图 8个表盘，输出范围个表盘，输出范围200Hz-30MHz，分辨率，分辨率1Hz 1）DS-1合成单元合成单元 倍频、混频、分频倍频、混频、分频 输出范围：（输出范围：（1.2-1.3）MHz 刻度盘选择倍频环的输出频率刻度盘选择倍频环的输出频率 2 2）DS-2DS-2合成单元合成单元 3 3）DS-3DS-3合成单元合成单元 4 4）DS-4D

22、S-4合成单元合成单元 5)5)输出频率的连续调节输出频率的连续调节 n为了使输出频率连续可调，频率合成器中加入了为了使输出频率连续可调，频率合成器中加入了 一个内插振荡器一个内插振荡器 当选择开关当选择开关S S置于置于1 1时，内插振荡器是一个倍频环，它输出一时，内插振荡器是一个倍频环，它输出一 个个1.2MHz1.2MHz的固定点频，此时频率合成器只能输出离散频率。的固定点频，此时频率合成器只能输出离散频率。 当内插振荡器的开关当内插振荡器的开关S S置于置于2 2时，时，VCOVCO就作为一个频率连续可就作为一个频率连续可 调的振荡器工作，调节电位器调的振荡器工作，调节电位器P P，改

23、变，改变VCOVCO的偏压，可使它的输的偏压，可使它的输 出在出在1.2MHz1.2MHz1.3MHz1.3MHz之间连续变化。之间连续变化。 1971年，美国学者年，美国学者JTierncy，CMRader 和和BGold提出了直接数字频率合成（提出了直接数字频率合成（DDS） 技术，它从相位概念出发直接合成所需波形技术，它从相位概念出发直接合成所需波形 全数字控制、频率分辨率高、切换速度快、切全数字控制、频率分辨率高、切换速度快、切 换时相位连续换时相位连续 Analog 公司、公司、Qualcomm 公司和公司和Stanford 公司公司 一系列性能优良的一系列性能优良的DDS 器件不断

24、出现器件不断出现, 工作频工作频 率可达率可达GHz, 频率分辨率可到频率分辨率可到mHz 2.3 2.3 直接数字合成技术直接数字合成技术 DDS原理及主要问题原理及主要问题 采样时钟采样时钟 输出输出相位相位 累加器累加器 数据数据 查找表查找表 数模数模 转换器转换器 低通低通 滤波器滤波器 频率频率 控制字控制字 N N M D 2 osN K ff 输出频率输出频率 理解：可以将正弦波形看作一个矢量，沿相位圆理解：可以将正弦波形看作一个矢量，沿相位圆 转动，相位圆对应正弦波一个周期的波形。波形转动，相位圆对应正弦波一个周期的波形。波形 中的每个采样点对应相位圆上的一个相位点。中的每个

25、采样点对应相位圆上的一个相位点。 步进步进 点数点数 256 4096 65536 1048576 16777216 4294967296 281474976710656 N 8 12 16 20 24 32 48 数字相位圆数字相位圆 相位环相位环 保持系统保持系统 x t p xt重构系统重构系统 p t 0 xt y t 0 h t h t 地址发生器对波地址发生器对波 形查找表的抽样形查找表的抽样 数模转换器数模转换器低通滤波器低通滤波器 00 1 s n XjwXj wnwHjw T 0 1 s n YjwXj wnwHjw Hjw T 任意波形合成方法及采样模型任意波形合成方法及采

26、样模型 DDSDDS的主要误差的主要误差 1 1、相位截断误差、相位截断误差 2 2、幅度量化误差、幅度量化误差 3 3、DACDAC保持、采样特性误差保持、采样特性误差 4 4、DACDAC非线性误差非线性误差 5 5、采样时钟误差、采样时钟误差 DDS/PLLDDS/PLL组合应用组合应用 此时输出频率为：此时输出频率为： N c rDPo fM fKfff 2 3 3 波形产生波形产生 n模拟方法模拟方法 n数字方法数字方法 n波形调理方法波形调理方法 3.1 3.1 模拟波形产生模拟波形产生振荡法振荡法 1.1.方波三角波产生方波三角波产生 C 设充放电电流为设充放电电流为I I，输出

27、三角波的频率为，输出三角波的频率为f fscsc，则：，则： )(2)(2 21 1 21 VVRC U VVC I fsc 震荡产生正弦波震荡产生正弦波- -文氏电桥文氏电桥 1 2 o f RC 振荡条件振荡条件R2=2R1 波形变换波形变换 n积分产生三角波积分产生三角波 n比较产生方波、叠加、整流产生锯齿波比较产生方波、叠加、整流产生锯齿波 n滤波产生正弦波滤波产生正弦波 非线性变换产生正弦波非线性变换产生正弦波 脉冲波形生成技术脉冲波形生成技术 n常规脉冲生成常规脉冲生成 1 1、利用各种形式的多谐振荡器产生矩形波；、利用各种形式的多谐振荡器产生矩形波； 2 2、利用整形电路将现有的

28、各种触发信号变、利用整形电路将现有的各种触发信号变 换成符合要求的矩形脉冲波形。换成符合要求的矩形脉冲波形。 n快沿（纳秒快沿（纳秒/ /皮秒级别）脉冲生成皮秒级别）脉冲生成 隧道二极管、雪崩晶体三极管、阶跃恢复二隧道二极管、雪崩晶体三极管、阶跃恢复二 极管极管、耿式器件等分立元件；耿式器件等分立元件； 水银开关、脉冲放电管、光导开关。水银开关、脉冲放电管、光导开关。 3.2 数字波形合成数字波形合成 nDDFSDDFS直接数字频率合成技术直接数字频率合成技术 nDDWSDDWS直接数字波形合成技术直接数字波形合成技术 n数字脉冲合成技术数字脉冲合成技术 采样时钟采样时钟 输出输出地址地址 发

29、生器发生器 数据数据 查找表查找表 数模数模 转换器转换器 低通低通 滤波器滤波器 M D 可变时钟发生器可变时钟发生器 直接数字波形合成直接数字波形合成DDWS 1 s o o f f Tn DDWS可看作是某一特定采样时钟下，频率控可看作是某一特定采样时钟下，频率控 制字为制字为2N-M的的DDFS 直接数字波形合成技术直接数字波形合成技术 数字脉冲合成技术数字脉冲合成技术 （1）序列式脉冲发生技术）序列式脉冲发生技术 （2 2）数字合成式脉冲发生技术）数字合成式脉冲发生技术 极窄脉冲极窄脉冲/单脉冲发生单脉冲发生 双脉冲发生双脉冲发生 群脉冲发生群脉冲发生 数字合成式脉冲发生技术数字合成

30、式脉冲发生技术 极窄脉冲极窄脉冲/单脉冲发生单脉冲发生 数字合成式脉冲发生技术数字合成式脉冲发生技术 双脉冲发生双脉冲发生 数字合成式脉冲发生技术数字合成式脉冲发生技术 群脉冲发生群脉冲发生 3.3 信号调理技术信号调理技术幅度调理幅度调理 n直接衰减法：利用机械或电子开关的多级衰减器实直接衰减法：利用机械或电子开关的多级衰减器实 现大动态范围的功率输出。现大动态范围的功率输出。 n自动电平环路控制法：自动电平环路控制法：ALCALC（automatic level automatic level controlcontrol）利用负反馈技术实现了高精度和高稳定）利用负反馈技术实现了高精度和高

31、稳定 度的信号幅度控制。度的信号幅度控制。 l射频信号的一部分经检波射频信号的一部分经检波 转化为与信号幅度成正比转化为与信号幅度成正比 的直流电压，在的直流电压，在ALCALC驱动驱动 器与预设的参考电压比较、器与预设的参考电压比较、 积分后形成误差电压积分后形成误差电压 l误差电压调整误差电压调整ALCALC调制器调制器 的衰减量直到检波电压和的衰减量直到检波电压和 参考电压相同。参考电压相同。 信号调理技术信号调理技术脉冲边沿调理脉冲边沿调理 调制技术调制技术模拟调制模拟调制 n幅度调制（幅度调制（AMAM）/ /脉冲调制脉冲调制 一般在一般在ALCALC系统内实现系统内实现 AMAM：

32、乘法器：乘法器 脉冲调制：脉冲调制：PINPIN二极管（通断控制）二极管（通断控制） n频率（频率（FMFM）调制）调制/ /相位（相位（FMFM）调制）调制 直接调频：调制信号作为直接调频：调制信号作为VCOVCO控制电压的交流部分控制电压的交流部分 间接调频：调制信号积分后通过调相网络间接调频：调制信号积分后通过调相网络 调相：相位是频率的积分，实现上可以相互转化调相：相位是频率的积分，实现上可以相互转化 调制技术调制技术基于基于DDS的数字调制的数字调制 n扫频（SWEEP）、调频（FM） n调幅(AM) n脉冲猝发调制(BURST) n频移键控(FSK) 、相移键控(PSK) FM定义

33、定义 输出信号（载波信号）频率随调制信 号幅度变化而变化 AM模块模块 载波信号的幅度随着调制信号的幅度变化而变化载波信号的幅度随着调制信号的幅度变化而变化 AM模块模块 n函数发生器能输出方波，三角波，锯齿波，正弦函数发生器能输出方波，三角波，锯齿波，正弦 波等波形，具有较宽的频率范围（波等波形，具有较宽的频率范围（0.1Hz0.1Hz几十几十 MHzMHz）及较稳定的频率。）及较稳定的频率。 函数发生器的性能和组成函数发生器的性能和组成 脉冲发生器的组成脉冲发生器的组成 基于基于DDSDDS的任意波形产生的任意波形产生 VXI、PXI任意波形发生器任意波形发生器 台式任意波形发生器台式任意

34、波形发生器 序列合成技术序列合成技术 模拟通道模拟通道 滤波器滤波器 组组 幅度幅度 精调精调 加偏加偏 电路电路 线性线性 放大放大 输出输出 高速任意波形合成高速任意波形合成 波形存储波形存储 矩阵矩阵 地址地址 发生器发生器 时钟时钟 发生器发生器 高速高速 DACDAC 嵌入式系统嵌入式系统 可编程接口可编程接口 人机交互接口人机交互接口 电源模块电源模块 设计方案 合成扫频信号源合成扫频信号源 频率特性测试方法频率特性测试方法点频法和扫频法点频法和扫频法 点频法点频法 ：逐点调整信号发生器的输出频率，并用电压表等设：逐点调整信号发生器的输出频率，并用电压表等设 备记录被测系统的响应。

35、备记录被测系统的响应。 特点：准确度高，但繁琐费时，频率间隔较大。特点：准确度高，但繁琐费时，频率间隔较大。 扫频法扫频法：利用扫频信号发生器输出自动连续变化的频率信号，利用扫频信号发生器输出自动连续变化的频率信号， 对被测系统进行动态式的扫频测试。对被测系统进行动态式的扫频测试。 特点：简单快捷，可以方便地测量系统的频率特性及动态特特点：简单快捷，可以方便地测量系统的频率特性及动态特 性。性。 扫频信号发生器的组成原理扫频信号发生器的组成原理 扫描发生器产生扫描斜坡电压信号，通过主振驱动器转换为扫描电压扫描发生器产生扫描斜坡电压信号，通过主振驱动器转换为扫描电压 或电流，驱动微波主振实现扫频

36、。主振驱动电路还对微波主振调谐特或电流，驱动微波主振实现扫频。主振驱动电路还对微波主振调谐特 性进行补偿。性进行补偿。 调制驱动器将调制信号转换成满足要求的驱动信号，驱动调制组件，调制驱动器将调制信号转换成满足要求的驱动信号，驱动调制组件， 实现输出信号的调制实现输出信号的调制 调制组件通常为线性调制和脉冲调制器，实现微波电平控制。调制组件通常为线性调制和脉冲调制器，实现微波电平控制。 输出组件实现微波输出信号的滤波、放大、电平检测等输出组件实现微波输出信号的滤波、放大、电平检测等 ALC电路将输出组件中检波输出的电平通过对数放大，然后反馈来控电路将输出组件中检波输出的电平通过对数放大，然后反

37、馈来控 制调制组件，实现稳幅的目的制调制组件，实现稳幅的目的 CPU 电源电源 扫描扫描 发生器发生器 微波主振微波主振 调制驱动器调制驱动器 调制组件调制组件 ALC系统系统 输出组件输出组件 主振驱动主振驱动 微波振荡器微波振荡器 n变容二极管调谐振荡器、压控振荡器变容二极管调谐振荡器、压控振荡器 （VCOVCO）、）、YIGYIG调谐振荡器（调谐振荡器（YTOYTO）、返波管）、返波管 振荡器（振荡器（BWOBWO）等。）等。 nYTO在频率覆盖、调谐线性、频谱纯度以及在频率覆盖、调谐线性、频谱纯度以及 体积、重量和可靠性等方面具有优势，体积、重量和可靠性等方面具有优势， 且易且易 于实现调频。于实现调频。 n现代的宽带微波合成信号发生器几乎无一例现代的宽带微波合成信号发生器几乎无一例 外地采用外地采用YTO作为核心微波振荡器。作为核心微波振荡器。 矢量信号产生矢量信号产生 n数字调制比模拟调制有更好的频谱利用率和发送数字调制比模拟调制有更好的频谱利用率和发送 质量：质量：A