CN105162459A - 一种dds宽带信号源的功率校准方法和系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及数字信号处理领域，公开了一种DDS宽带信号源的功率校准方法，该方法包括：上位机设定功率值和功率平坦度，初始化功率校准系数；将所述功率校准系数与频点频率发送至信号源控制部分，经解析及计算将所述功率校准系数与频率控制字发送至DDS；根据所述频率控制字得到模拟信号，并根据所述功率平坦度要求，完成频点功率校准；生成功率校准表，将其下载到所述信号源内功率校准表ROM内，对所述信号源功率进行实时校准。本发明可以消除传统校准方法的校准延时，使输出的信号可以快速的完成功率校准，同时，提高校准精度，从而提高宽带信号源在宽带频率范围内的功率平坦度。

Description

一种DDS宽带信号源的功率校准方法和系统

技术领域

本发明涉及数字信号处理技术领域，尤其涉及一种DDS宽带信号源的功率校准方法和系统。

背景技术

DDS是直接数字式频率合成器(DirectDigitalSynthesizer)的英文缩写，与传统的频率合成器相比，DDS具有低成本、低功耗、高分辨率和快速转换时间等优点，广泛使用在电信与电子仪器领域，是实现设备全数字化的一个关键技术。

现有技术中，常用的功率校准方法采用闭环的控制方式，控制单元控制信号发生单元产生信号，经放大器和衰减器后进入耦合器，耦合的信号经A/D转换后输给控制单元，控制单元计算得出输出信号的功率值，然后将该功率值与设定的功率值作比较，根据差值调节放大器或衰减器的增益或衰减，从而对输出的信号进行校准，使输出信号功率达到设定值。

但是，这种方法在校准时必然会产生延时，在固定频率或跳频速度较慢的情况下，该校准延时可以忽略，然而对于快速跳频的信号，传统校准方法产生的校准延时将大于跳频信号的驻留时间，导致无法对跳频信号进行校准。而且传统的校准方式采用模拟电路对功率进行校准，由于在校准步进上受到模拟器件的限制，校准精度将受到影响，使功率平坦度在带宽很宽的情况下不能达到理想的指标要求。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是，提供一种DDS宽带信号源的功率校准方法和系统，以解决校准时延、校准精度低和功率平坦度达不到理想指标要求等问题。

本发明解决上述技术问题所采用的技术方案是提供一种DDS宽带信号源的功率校准方法，该方法包括步骤：

S1、根据带宽内各个工作频点的功率校准系数，生成功率校准表；

S2、实时校准信号源功率。

优选地，步骤S1中，生成所述功率校准表包括步骤：

S101、设定功率值和功率平坦度，初始化所述功率校准系数；

S102、向所述信号源的控制部分发送一个频点频率和所述功率校准系数；

S103、所述控制部分对所述功率校准系数进行解析，并计算得到频率控制字；

S104、所述频率控制字经相幅转换器转换为幅度数据，处理所述幅度数据与所述功率校准系数，将其转换为模拟信号；

S105、对所述模拟信号经过射频处理后进行测量，读取所述频点的功率信息，将测出的功率值与设定的功率值进行比较，得到所述频点的功率校准系数；

S106、循环步骤S102～S105，逐一校准所述带宽内各个工作频点的功率值，得到相应的功率校准系数，生成所述功率校准表并存储。

优选地，步骤S2中，实时校准信号源功率包括步骤：

S201、在所述信号源正常工作时，根据所要产生的频率，查找所述功率校准表中对应的功率校准系数；

S202、将所述功率校准系数与相幅转换器产生的幅度数据相乘，对结果进行截位，经D/A转换为模拟信号；

S203、所述模拟信号经射频处理，输出功率校准后的射频信号。

优选地，所述步骤S104中，通过将所述幅度数据与所述功率校准系数相乘，对乘积进行截位处理，并通过DAC转换，得到所述模拟信号。

优选地，步骤S105中，比较所述测出的功率值与设定的功率值，若所述测出的功率值符合所述功率平坦度，则保存对应的功率校准系数，若不符合，则按照比较结果相应的增大或减小所述功率校准系数，并跳转至步骤S102，重新进行校准。

另一方面，本发明提供一种DDS宽带信号源的功率校准系统，其特征在于，所述系统包括上位机、控制部分、DDS部分、射频部分、信号分析仪和功率校准表ROM，其中，

所述上位机设定功率值和功率平坦度，初始化功率校准系数；

所述控制部分接收频点频率和所述对应的功率校准系数，对所述功率校准系数进行解析，并计算得出频率控制字，发送至所述DDS部分；

所述DDS部分处理所述频率控制字和所述功率校准系数，将其转换为模拟信号；

所述射频部分处理所述模拟信号，并将其输出至所述信号分析仪进行测量，所述上位机读取所述信号分析仪的频点功率信息，并比较其与设定的功率值；

所述DDS部分包括功率校准表ROM，所述功率校准表ROM下载功率校准表并存储。

优选地，所述系统工作时，所述控制部分根据所要产生的频点频率，查询存储在所述功率校准表ROM中对应的功率校准系数，处理所述功率校准系数与所述ROM产生的幅度数据，将其转换为所述模拟信号，并经过所述射频部分处理，输出功率校准后的射频信号。

优选地，所述DDS部分还包括相幅转换器、计算单元和DAC，其中，

所述相幅转换器将所述相位累加器的累加结果转换为幅度数据；

所述计算单元将所述功率校准系数与所述幅度数据相乘，并对乘积进行截位处理；

所述DAC将处理后的数据转换为模拟信号。

优选地，所述射频部分还包括比较单元，用于比较所述信号分析仪测出的的频点功率值与设定的功率值，若所述测出的功率值符合功率平坦度，则保存所述功率校准系数，若不符合所述功率平坦度，则根据比较结果增大或减小所述功率校准系数，并重新发送所述频点频率和功率校准系数至所述控制部分。

优选地，所述系统还包括循环单元，用于使所述系统逐一校准各个工作频点的功率值，得出相应的功率校准系数，生成所述功率校准表。

附图说明

图1是本发明的一个优选实施例中DDS宽带信号源的功率校准方法的流程图；

图2是本发明的一个优选实施例中DDS宽带信号源的功率校准系统的结构图。

具体实施方式

以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，而不能以此来限制本发明的保护范围。说明书后续描述为实施本发明的较佳实施方式，然所述描述乃以说明本发明的一般原则为目的，并非用以限定本发明的范围。本发明的保护范围当视所附权利要求所界定者为准。

下面结合附图和具体实施例对本发明做进一步详细说明。

如图1所示，为本发明的一个优选实施例的流程图，公开了一种DDS宽带信号源的功率校准方法方法，该方法包含步骤：

S1、根据带宽内各个工作频点的功率校准系数，生成功率校准表；

S2、实时校准信号源功率。

本实施例中，功率校准分为两个步骤处理，功率校准表生成完成了闭环校准过程，并将得出的功率校准表存储在宽带信号源中，使得宽带信号源在正常工作时消除了校准延时带来的不利影响，在数字域内，该功率校准方法基于DDS原理进行工作，大大提高了功率校准的校准精度，进而可在宽带内提高信号源功率平坦度。

进一步地，步骤S1中，生成功率校准表包括步骤：

S101、设定功率值和功率平坦度，初始化功率校准系数；

S102、向信号源的控制部分发送一个频点频率和功率校准系数；

S103、控制部分对功率校准系数进行解析，并计算得到频率控制字；

S104、频率控制字经相幅转换器转换为幅度数据，处理幅度数据与功率校准系数，将其转换为模拟信号；

S105、对模拟信号经过射频处理后进行测量，读取频点的功率信息，将测出的功率值与设定的功率值进行比较，得到频点的功率校准系数；

S106、循环步骤S102～S105，逐一校准带宽内各个工作频点的功率值，得到相应的功率校准系数，生成功率校准表并存储。

本实施例中，通过上述步骤得到带宽内各个工作频点的功率校准系数，并生成功率校准表，运用外部生成的功率校准表对DDS信号源进行校准，将外部生成功率校准表插入到DDS系统内部的相幅转换器和DAC之间，对输出功率进行数字域的校准，提高了功率校准的校准精度和信号源功率平坦度。

进一步地，步骤S2中，实时校准信号源功率包括步骤：

S201、在信号源正常工作时，根据所要产生的频率，查找功率校准表中对应的功率校准系数；

S202、将功率校准系数与相幅转换器产生的幅度数据相乘，对结果进行截位，经D/A转换为模拟信号；

S203、模拟信号经射频处理，输出功率校准后的射频信号。

本实施例中，在信号源工作状态时，通过功率校准表中的功率校准系数实时校准信号源功率，不需要上位机等的配合，在信号源内部进行功率校准，可以保证实施功率的准确。

进一步地，步骤S104中，通过将幅度数据与功率校准系数相乘，对乘积进行截位处理，并通过DAC转换，得到模拟信号。

进一步地，步骤S105中，比较测出的功率值与设定的功率值，若测出的功率值符合功率平坦度，则保存对应的功率校准系数，若不符合，则按照比较结果相应的增大或减小功率校准系数，并跳转至步骤S102，重新进行校准。

本实施例中，通过对幅度数据与功率校准系数进行数学处理和射频处理，得到测出的功率值，对测出的功率值和设定的功率值进行比较，根据测出的功率与功率平坦度的符合程度进行相应处理，使得功率校准的校准精度大幅提高，进而可在宽带内提高信号源功率平坦度。

本领域普通技术人员可以理解，实现上述实施例方法中的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件来完成，所述的程序可以存储于一计算机可读取存储介质中，该程序在执行时，包括上述实施例方法的各步骤，而所述的存储介质可以是：ROM/RAM、磁碟、光盘、存储卡等。因此，本领域相关技术人员应能理解，与本发明的方法相对应的，本发明还同时包括一种DDS宽带信号源的功率校准系统，与上述实施例方法步骤一一对应地，该系统包括上位机、控制部分、DDS部分、射频部分、信号分析仪和功率校准表ROM，其中，

上位机设定功率值和功率平坦度，初始化功率校准系数；

控制部分接收频点频率和对应的功率校准系数，对功率校准系数进行解析，并计算得出频率控制字，发送至DDS部分；

DDS部分处理频率控制字和功率校准系数，将其转换为模拟信号；

射频部分处理模拟信号，并将其输出至信号分析仪进行测量，上位机读取信号分析仪的频点功率信息，并比较其与设定的功率值；

DDS部分包括功率校准表ROM，功率校准表ROM下载功率校准表并存储。

本实施例中，通过上位机、控制部分、DDS部分、射频部分、信号分析仪和功率校准表ROM交互处理功率校准系数，形成功率校准表，生成完成了闭环校准过程，使得宽带信号源在正常工作时消除了校准延时带来的不利影响，大大提高了功率校准的校准精度，进而可在宽带内提高信号源功率平坦度。

进一步地，系统工作时，控制部分根据所要产生的频点频率，查询存储在功率校准表ROM中对应的功率校准系数，处理功率校准系数与ROM产生的幅度数据，将其转换为模拟信号，并经过射频部分处理，输出功率校准后的射频信号。

本实施例中，系统将功率校准系数转化为模拟信号，进而转化为射频信号，传递至信号分析仪中，确保DDS部分中的数据可以以射频信号的形式被读取，进而将测定的功率与功率表中的记录进行比较，提高功率校准的精度。

进一步地，DDS部分还包括相位累加器、相幅转换器、计算单元和DAC，其中，

相位累加器对所述频率控制字进行相位累加；

相幅转换器将相位累加器的累加结果转换为幅度数据；

计算单元将功率校准系数与幅度数据相乘，并对乘积进行截位处理；

DAC将处理后的数据转换为模拟信号。

本实施例中，DDS部分包括相位累加器、相幅转换器、计算单元和DAC，通过计算单元对功率校准系数进行数学处理，并将处理结果转换为模拟信号进行传递。

进一步地，射频部分还包括比较单元，用于比较信号分析仪测出的频点功率值与设定的功率值，若测出的功率值符合功率平坦度，则保存功率校准系数，若不符合功率平坦度，则根据比较结果增大或减小功率校准系数，并重新发送频点频率和功率校准系数至控制部分。

本实施例中，通过比较单元比较功率值与功率平坦度的符合情况，确定功率校准系数的准确度，若准确，则保存至功率校准表，若不准确，则根据增大或减小的情况，重新校准，在宽带内提高了信号源功率平坦度。

进一步地，系统还包括循环单元，用于使系统逐一校准各个工作频点的功率值，得出相应的功率校准系数，生成功率校准表。

本实施例中，循环单元形成闭环校准，逐一校准各个工作频点的功率值，得出相应的功率校准系数，生成功率校准表，消除了校准延时带来的不利影响。

与现有技术相比，本发明提供了一种DDS宽带信号源的功率校准方法和系统，通过生成功率校准表和信号源功率实时校准得到带宽内各个工作频点的功率校准系数，完成了闭环校准过程，并将得出的功率校准表存储在宽带信号源中，使得宽带信号源在正常工作时消除了校准延时带来的不利影响，同时，功率校准方法基于DDS原理，在数字域进行，大大提高了功率校准的校准精度，进而可在带宽内提高信号源功率平坦度。

值得注意的是，以上所述仅为本发明的较佳实施例，并非因此限定本发明的专利保护范围，本发明还可以对上述各种零部件的构造进行材料和结构的改进，或者是采用技术等同物进行替换。故凡运用本发明的说明书及图示内容所作的等效结构变化，或直接或间接运用于其他相关技术领域均同理皆包含于本发明所涵盖的范围内。

Claims (10)

1.一种DDS宽带信号源的功率校准方法，其特征在于，所述方法包括步骤：

S1、根据带宽内各个工作频点的功率校准系数，生成功率校准表；

S2、实时校准信号源功率。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤S1中，生成所述功率校准表包括步骤：

S101、设定功率值和功率平坦度，初始化所述功率校准系数；

S102、向所述信号源的控制部分发送一个频点频率和所述功率校准系数；

S103、所述控制部分对所述功率校准系数进行解析，并计算得到频率控制字；

S104、所述频率控制字经相幅转换器转换为幅度数据，处理所述幅度数据与所述功率校准系数，将其转换为模拟信号；

S105、对所述模拟信号经过射频处理后进行测量，读取所述频点的功率信息，将测出的功率值与设定的功率值进行比较，得到所述频点的功率校准系数；

S106、循环步骤S102～S105，逐一校准所述带宽内各个工作频点的功率值，得到相应的功率校准系数，生成所述功率校准表并存储。

3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤S2中，实时校准信号源功率包括步骤：

S201、在所述信号源正常工作时，根据所要产生的频率，查找所述功率校准表中对应的功率校准系数；

S202、将所述功率校准系数与相幅转换器产生的幅度数据相乘，对结果进行截位，经D/A转换为模拟信号；

S203、所述模拟信号经射频处理，输出功率校准后的射频信号。

4.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述步骤S104中，通过将所述幅度数据与所述功率校准系数相乘，对乘积进行截位处理，并通过DAC转换，得到所述模拟信号。

5.如权利要求2所述的方法，其特征在于，步骤S105中，比较所述测出的功率值与设定的功率值，若所述测出的功率值符合所述功率平坦度，则保存对应的功率校准系数，若不符合，则按照比较结果相应的增大或减小所述功率校准系数，并跳转至步骤S102，重新进行校准。

6.一种DDS宽带信号源的功率校准系统，其特征在于，所述系统包括上位机、控制部分、DDS部分、射频部分、信号分析仪和功率校准表ROM，其中，

所述上位机设定功率值和功率平坦度，初始化功率校准系数；

所述控制部分接收频点频率和所述对应的功率校准系数，对所述功率校准系数进行解析，并计算得出频率控制字，发送至所述DDS部分；

所述DDS部分处理所述频率控制字和所述功率校准系数，将其转换为模拟信号；

所述射频部分处理所述模拟信号，并将其输出至所述信号分析仪进行测量，所述上位机读取所述信号分析仪的频点功率信息，并比较其与设定的功率值；

所述DDS部分包括功率校准表ROM，所述功率校准表ROM下载功率校准表并存储。

7.如权利要求6所述的系统，其特征在于，所述系统工作时，所述控制部分根据所要产生的频点频率，查询存储在所述功率校准表ROM中对应的功率校准系数，处理所述功率校准系数与所述ROM产生的幅度数据，将其转换为所述模拟信号，并经过所述射频部分处理，输出功率校准后的射频信号。

8.如权利要求6所述的系统，其特征在于，所述DDS部分还包括相幅转换器、计算单元和DAC，其中，

所述相幅转换器将所述相位累加器的累加结果转换为幅度数据；

所述计算单元将所述功率校准系数与所述幅度数据相乘，并对乘积进行截位处理；

所述DAC将处理后的数据转换为模拟信号。

9.如权利要求6或7所述的系统，其特征在于，所述射频部分还包括比较单元，用于比较所述信号分析仪测出的的频点功率值与设定的功率值，若所述测出的功率值符合功率平坦度，则保存所述功率校准系数，若不符合所述功率平坦度，则根据比较结果增大或减小所述功率校准系数，并重新发送所述频点频率和功率校准系数至所述控制部分。

10.如权利要求6所述的系统，其特征在于，所述系统还包括循环单元，用于使所述系统逐一校准各个工作频点的功率值，得出相应的功率校准系数，生成所述功率校准表。