模擬信號(hào)源和矢量信號(hào)源的工作原理

信號(hào)源也稱作信號(hào)發(fā)生器，基本功能是產(chǎn)生并輸出期望的信號(hào)，可設(shè)置信號(hào)的頻率、功率和調(diào)制類型。按照頻率劃分，有低頻源、射頻源、微波源;按信號(hào)調(diào)制類型劃分，有模擬源和矢量源。

信號(hào)源的基本結(jié)構(gòu)原理圖

模擬源

模擬信號(hào)源：產(chǎn)生模擬調(diào)制信號(hào)，AM/FM/PM和脈沖調(diào)制，低相噪和低噪聲是高性能的標(biāo)志。頻率范圍可達(dá)67GHz的微波源，可擴(kuò)展到毫米波;射頻源的頻率范圍一般在9kHz~8GHz之內(nèi)。頻率合成器，也就是頻綜，是模擬源的核心，調(diào)頻FM和調(diào)相PM可在頻綜中直接實(shí)現(xiàn);脈沖調(diào)制器即可控脈沖開關(guān)，控制RF信號(hào)的通斷;調(diào)幅調(diào)制器與自動(dòng)電平控制ALC電路混合;ALC的基本功能是通過(guò)反饋監(jiān)測(cè)與比較，保持RF輸出電平的穩(wěn)定。

矢量源

矢量信號(hào)源：可產(chǎn)生矢量和數(shù)字調(diào)制信號(hào)。

常用于產(chǎn)生3Gpp規(guī)范的各類移動(dòng)通信信號(hào)、產(chǎn)生和模擬GNSS導(dǎo)航、產(chǎn)生和模擬各種雷達(dá)信號(hào)等應(yīng)用。

頻率范圍可達(dá)44GHz的微波矢量源;射頻矢量源的頻率范圍一般在9kHz~8GHz之內(nèi)。其調(diào)制帶寬是其重要指標(biāo)，通常100M~2G。

矢量源的核心原理是通過(guò)I/Q混頻器即正交調(diào)制器，產(chǎn)生矢量調(diào)制的RF信號(hào)。基帶源是用目標(biāo)調(diào)制算法生成的數(shù)字文件，經(jīng)DAC轉(zhuǎn)為模擬I/Q信號(hào)，輸入調(diào)制器，調(diào)制器的本振LO來(lái)自于RF頻率相同設(shè)置的頻綜。通過(guò)相差90°的兩個(gè)正交信號(hào)I/Q的瞬時(shí)電壓，可以控制RF輸出的瞬時(shí)幅度和相位，從而達(dá)到任意矢量調(diào)制的目的。

頻率合成器

頻率合成器，或頻率綜合器簡(jiǎn)稱頻綜，是基于一個(gè)輸入?yún)⒖碱l率源，產(chǎn)生一個(gè)或多個(gè)頻率信號(hào)的射頻器件，在信號(hào)源中是核心器件?，F(xiàn)代常用頻率合成技術(shù)，是PLL鎖相合成技術(shù)與DDS直接數(shù)字合成技術(shù)，工程實(shí)現(xiàn)上經(jīng)常采用兩者結(jié)合的方式。

PLL鎖相合成

PLL鎖相合成技術(shù)，原理是對(duì)VCO的RF輸出進(jìn)行鎖相鎖頻精確化控制。參考頻率源，是高穩(wěn)定、高頻譜純度的基準(zhǔn)源，常用TCXO或OCXO，參考源分頻后輸入鑒相器參考輸入端，VCO的RF輸出信號(hào)，耦合反饋、分頻后進(jìn)入鑒相器的反饋輸入端，鑒相器輸出包括2×fp分量和直流電壓分量，經(jīng)低通濾波后是VCO控制電壓Vc，當(dāng)Vc = 0環(huán)路達(dá)到鎖定目標(biāo)頻率RF=VNfp。

DDS直接數(shù)字合成

DDS的原理：一個(gè)信號(hào)周期是2π，每個(gè)時(shí)鐘相位累加一次，最小相位增量2π/2^N;FCW=k時(shí)，每次相位增量k?2π/2^N。

N：相位累加器比特?cái)?shù);M：ROM實(shí)際尋址查表比特?cái)?shù);S：只讀存儲(chǔ)器輸出離散正弦的比特?cái)?shù)。

原文標(biāo)題：信號(hào)源基本結(jié)構(gòu)和原理

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審核編輯：湯梓紅