浅析信号源的基本结构原理

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。


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