[實用新型]一種雙路相位相關信號發生器

有效

• 申請號: 201420481247.5
• 申請日: 2014-08-25
• 公開（公告）號: CN204028623U
• 公開（公告）日: 2014-12-17
• 發明（設計）人: 唐立軍;彭艷云;鄭隆浩;溫可游;賀慧勇;張春熹
• 申請（專利權）人: 長沙理工大學
• 主分類號: G05B19/042
• 分類號: G05B19/042
• 代理公司: 長沙正奇專利事務所有限責任公司 43113
• 代理人: 馬強

技術領域

本實用新型涉及信號源技術領域，特別涉及雙通道信號源，具體是一種雙路相位相關信號發生器。?

背景技術

雙路相位相關信號發生器廣泛應用于雷達跟蹤與檢測、航空航天測控、正交調制系統、鎖定放大器等需要雙路同頻相位差可調的相干信號輸出的信號源的場合。

通常有兩種方法實現具有確定相位差的兩路信號：一是采用傳統的模擬移相技術（如電感移相、阻容移相、變壓器移相等），它直接對模擬信號進行移相。采用此法制造的移相器有許多不足，如：相位差輸出波形易受輸入波形的影響、移相操作不方便、相位差角度受所接負載和時間等因素的影響而產生漂移、相位差精度不高；另一種是采用數字移相技術，是目前移相技術的潮流。它是先將模擬信號或相位差數字化，移相后再還原成模擬信號。

數字移相技術的實現主要有兩種方式：一是將波形的延時映射為信號間的相位差。它先將參考信號整形為方波，并以此信號為基準，延時產生另一個同頻的方波信號，再通過波形變換電路將方波信號還原成正弦信號。以延時的長短來決定兩信號間的相位值。此方法硬件電路復雜，要求有鎖相和波形變化電路，延時不好控制，相位差精度不高。二是將波形存儲器地址的偏移量映射為信號間的相位差。它先將正弦信號數字化，生成一張數據表并固化在ROM中，多路D/A轉換芯片在控制器的控制下連續地循環輸出該數據表，就可獲得多路正弦信號。當D/A轉換芯片所獲得的數據序列完全相同時，則轉換所得到的幾路正弦信號無相位差，稱為同相。當D/A轉換芯片所獲得的數據序列不同時，則轉換所得到的正弦信號之間就存在相位差。相位差的值與數據表中數據的總個數及數據地址的偏移量有關。此方法需要微控制器與多個D/A協同操作，且輸出信號的幅度及相位差不能任意調節。

目前，國內市場上成熟的雙通道信號源多為非相關結構，其兩路輸出波形不相干，無法準確設定兩路信號的相位差。國內的產品在種類和技術指標上與國外產品存在很大的差距，特別是在軍事、航空航天、通信等高端產品市場中無法與國外產品競爭。而雙路相位相關信號發生器在雷達跟蹤與檢測、航空航天測控、正交調制系統、鎖定放大器等應用場合具有重要意義。

因此，提供一種頻率更高，性能更穩定，相位差可任意調節，輸出信號幅度可調的雙路相位相關信號發生器，是該領域技術人員需著手解決的問題之一。?

發明內容

本實用新型所要解決的技術問題是，針對現有技術不足，提供一種雙路相位相關信號發生器，為解決傳統的模擬移相技術輸出波形不穩定、移相操作不方便且相位差易漂移，數字移相技術輸出信號相位差難以任意調節，且相位差精度不高的問題提供硬件實現基礎。

為解決上述技術問題，本實用新型所采用的技術方案是：一種雙路相位相關信號發生器，包括微控制器，所述微控制器與人機交互設備、第一路DDS芯片、第二路DDS芯片連接，所述第一路DDS芯片經第一差分轉單端電路、第一低通濾波電路與第一程控放大電路連接；所述第二路DDS芯片經第二差分轉單端電路、第二低通濾波電路與第二程控放大電路連接；所述第一路DDS芯片與第二路DDS芯片均與時鐘調理電路連接；所述時鐘調理電路的有源晶振與單端轉差分電路連接。

????所述程控增益放大電路包括壓控增益放大芯片、雙輸出通道DAC芯片、雙運放芯片、全差分運放芯片和基準電壓芯片；所述壓控增益放大芯片與所述全差分運放芯片連接，所述雙輸出通道DAC芯片B路輸出與所述雙運放芯片A路同相輸入端連接，所述雙運放芯片B路輸出端與所述全差分運放芯片的共模輸入端連接，所述基準電壓芯片與所述雙運放芯片B路同相輸入端連接。

與現有技術相比，本實用新型所具有的有益效果為：本實用新型通過兩路DDS產生兩路頻率穩定度高、頻率范圍寬、相位可任意調節的正弦信號，為解決傳統的模擬移相技術輸出波形不穩定、移相操作不方便且相位差易漂移，數字移相技術輸出信號相位差難以任意調節且相位差精度不高的問題提供了硬件實現基礎；本實用新型通過差分轉單端電路將DDS的差分輸出轉換成單端輸出，能夠消除部分共模噪聲，改善信號質量；本實用新型通過橢圓濾波器來實現低通濾波功能，它能以較低的階數獲得更窄的過渡帶寬和較小的阻帶波動；本實用新型通過大增益變化范圍的程控放大器來實現對信號輸出幅值大幅度的調節，在輸出幅值較小時，能有效抑制噪聲，能保證音頻到射頻段范圍的通帶起伏；本實用新型通過時鐘調理電路將有源晶振的單端時鐘輸出調理為同步兩路DDS的差分時鐘輸出，消除部分共模噪聲，提高時鐘信號質量。本實用新型解決了目前市場上成熟的雙通道信號源多為非相關結構，其兩路輸出波形不相干，無法準確設定兩路信號的相位差的問題。