[發明專利]一種掃頻電場發生器

在審

• 申請號: 202010560281.1
• 申請日: 2020-06-18
• 公開（公告）號: CN111638390A
• 公開（公告）日: 2020-09-08
• 發明（設計）人: 蘇劍鋒;李旭生
• 申請（專利權）人: 廣州高鐵計量檢測股份有限公司
• 主分類號: G01R1/28
• 分類號: G01R1/28
• 代理公司: 廣州匯航專利代理事務所(普通合伙) 44537
• 代理人: 呂詩

本發明涉及電子測量技術領域，具體涉及一種掃頻電場發生器，包括控制單元、產生掃頻信號的掃頻信號產生單元和產生頻標信號的頻標產生單元，發明控制單元的信號輸出端接掃頻信號產生單元，發明掃頻信號產生單元的信號輸出端接頻標產生單元，發明掃頻信號產生單元包括掃頻控制單元、時間累加器和存儲器，發明頻標產生單元包括頻點存儲器、頻標成形單元和狀態產生單元，發明掃頻信號產生單元的輸出端依次接加法器、載波波表RAM、模數轉換器和低通濾波器，同時加法器還接有載波地址累加器，本發明提升了產生的掃頻信號的精度和頻率分辨率，并實現產生多個頻標，占用系統資源較少。

技術領域

本發明涉及電子測量技術領域，具體涉及一種掃頻電場發生器。

背景技術

信號發生器是一種為電子測量和計量工作提供符合技術要求的電信號的測量設備，它能產生頻率、幅度、波形等參數可調節的信號，信號發生器的應用非常廣泛，種類也相當繁多，按輸出信號可分為正弦信號發生器、脈沖信號發生器、函數發生器、任意波形發生器、噪聲發生器、掃頻信號發生器等，其中，掃頻信號發生器輸出的是頻率隨時間按一定規律、在一定范圍內重復連續變化的掃頻信號，掃頻信號發生器主要用作測試電路網絡幅頻特性時的信號源等。

隨著微電子技術的發展，現場可編程門陣列(FPGA)技術和直接數字頻率合成(DDS)技術越來越多的被應用于信號發生器，通過FPGA可以實現DDS頻率合成器和DDS控制器，然而，這種實現掃頻的掃頻信號源和掃頻方法，每次都得等到DDS控制器計算完一個頻率控制字K后才能產生新的頻率，因此掃頻的速度比較低，并且掃頻精度以及頻率分辨率也會降低。

此外，掃頻信號發生器不僅輸出掃頻信號，還產生頻率標記，頻率標記是掃頻測量中的頻率定度，即當掃頻信號的頻率變化到用戶設置的“標記頻率”處時輸出一個標記信號，頻率標記簡稱頻標，現有技術中產生頻標的基本方法是差頻法，但是差頻法的缺點是電路復雜、成本高；由于諧波發生器、混頻器和帶通濾波器等模擬器件的非線性失真造成頻標的穩定性和準確度都較差；電路延時會造成頻率定度誤差。

發明內容

解決的技術問題

針對現有技術所存在的上述缺點，本發明提供了一種掃頻電場發生器，解決了采用現場可編程門陣列和直接數字頻率合成技術產生掃頻信號，每次都得等到DDS控制器計算完一個頻率控制字K后才能產生新的頻率，掃頻效率低，從而導致掃頻精度和頻率分辨率降低；同時現有技術產生頻標的差頻法的電路復雜，成本高；諧波發生器、混頻器和帶通濾波器等模擬器件的非線性失真造成頻標的穩定性和準確度都較差；電路延時會造成頻率定度誤差。

掃頻信號發生器的問題。

技術方案

為實現以上目的，本發明通過以下技術方案予以實現：

一種掃頻電場發生器，包括控制單元、產生掃頻信號的掃頻信號產生單元和產生頻標信號的頻標產生單元，所述控制單元的信號輸出端接掃頻信號產生單元，所述掃頻信號產生單元的信號輸出端接頻標產生單元，所述掃頻信號產生單元包括掃頻控制單元、時間累加器和存儲器，所述頻標產生單元包括頻點存儲器、頻標成形單元和狀態產生單元，所述掃頻信號產生單元的輸出端依次接加法器、載波波表RAM、模數轉換器和低通濾波器，同時加法器還接有載波地址累加器。

更進一步地，所述掃頻控制單元根據用戶在控制單元設定的掃頻參數和掃頻命令生成包括掃頻頻率字、載波頻率字、掃頻控制累加字以及幅度調整參數在內的掃頻控制參數，

所述時間累加器根據掃頻頻率字在每個時鐘周期內進行相位累加，生成掃頻信號的頻率增量，

所述存儲器用于存儲生成的頻率增量。

更進一步地，所述控制單元用于接收用戶設定的掃頻參數和掃頻命令。

更進一步地，所述狀態產生單元用于根據狀態使能信息和掃頻狀態產生狀態標志信號。