CN105871338B - 一种具有分段调制功能的信号发生器 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种具有分段调制功能的信号发生器，包括：输入模块，用于接收用户输入的载波配置信息和调制波配置信息，载波配置信息包括：载波配置队列和对应的时间间隔；队列模块，用于将载波配置队列转换成载波控制字队列并进行存储，以及按照时间间隔调取对应的载波控制字队列中的各个队列元素；调制模块，用于依据一个使能信号，按照调制波配置信息和载波控制字队列中的各个队列元素产生多组调控参数；载波DDS模块，用于依据多组调控参数和载波配置信息，产生多段调制信号。本发明可以实现载波频率、相位、和/或波形可变的分段调制功能，由此产生的调制信号复杂性较高，不容易被截获破译，并且能够适用于调制解调实验等实际应用场合。

Description

一种具有分段调制功能的信号发生器

技术领域

本发明涉及测试测量技术领域，特别是涉及一种具有分段调制功能的信号发生器。

背景技术

信号发生器是指产生所需参数的电信号的仪器，又称信号源，在生产实践和科技领域中有着广泛的应用。信号发生器具有强大的信号产生能力，例如：可以产生数字、模拟调制信号；可以产生基本常用的函数波形，如正弦波、方波、三角波、锯齿波和脉冲波等；可以产生频率连续变化的扫频信号；可以产生多种波形函数的脉冲串；可以产生任意波形输出等等。

调制技术可以将不适合远距离传输的高频信号变换成适合传输的信号，通常，按照信号发生器产生调制信号的性质将调制分为模拟调制和数字调制两类，基本的模拟调制包括幅度调制(Amplitude Modulation，AM)、频率调制(Frequency Modulation，FM)和相位调制(Phase Modulation，PM)，调制的本质实际就是改变载波信号的幅度、频率或者相位。由于调制后的信号抗信号干扰能力强、便于远距离传输等优点，调制技术获得了突飞猛进的普及，并衍生了各种复杂的调制方式，以进一步改善调制效果，提高信号抗干扰能力。

如图1所示，为现有技术提供的一种具有分段调制功能的信号发生器10，所述信号发生器100包括：主控模块101、波形生成模块102、D/A转换模块103、信号调整模块104。其中，主控模块101用于接收外部用户输入的各种配置参数，依据配置参数对波形生成模块102进行控制；波形生成模块102用于收到主控模块101发送的配置参数后，按照配置参数生成各种数字波形；D/A转换模块103用于将数字波形转换为模拟波形；信号调整模块104用于对模拟波形进行滤波、整形、调整后，输出最终的模拟信号。

波形生成模块102包括：载波DDS模块1021和调制模块1022。载波DDS模块1021用于依据载波配置参数输出载波信号，还能够按照调制模块1022的调制产生调制信号；调制模块1022用于依据载波配置参数和调制波配置参数对载波DDS模块进行调制，修改载波DDS模块的输入输出参数。所述调制信号为数字信号，因此，还会送入D/A转换模块103进行数模转换。此外，波形生成模块102还可以包括用于产生扫频信号的扫频模块、用于产生猝发载波的猝发模块。

现有的调制技术，均是基于载波配置参数固定的调制，由此产生的调制信号，很容易被截获破译，调制信号的复杂性较低；载波频率固定的调制信号，很容易受到特定频点的干扰源干扰，因此，调制信号的抗干扰性较低。

另外，现有的分段调制技术，在波形生成模块102中预置了几种事先计算好的分段调制波表，作为任意波进行存储，在需要时按照任意波的方式输出固定的分段调制波形。用户在使用过程中，无法修改分段段数和载波配置参数，分段的调制信号当做任意波的输出，只能作为演示用，而无法真正用于调制解调实验等实际应用场合。并且，受限于任意波存储空间的大小，其生成的调制信号，复杂程度也有限。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种具有分段调制功能的信号发生器，以解决调制信号复杂性和抗干扰性较低，以及调制信号无法满足实际应用需求的问题。

为了解决上述问题，本发明公开了一种具有分段调制功能的信号发生器，包括：

输入模块，用于接收用户输入的载波配置信息和调制波配置信息；所述载波配置信息包括：载波配置队列和对应的时间间隔；

队列模块，用于将载波配置队列转换成载波控制字队列并进行存储，以及按照所述时间间隔调取对应的载波控制字队列中的各个队列元素；

调制模块，用于依据一个使能信号，按照调制波配置信息和载波控制字队列中的各个队列元素产生多组调控参数；

载波DDS模块，用于依据多组调控参数和载波配置信息，产生多段调制信号。

作为一个举例说明，所述调制模块还用于依据一个使能禁用信号，将各个队列元素直接输入至所述载波DDS模块；以及依据另一个使能信号，按照载波配置信息和调制波配置信息产生调控参数；所述载波DDS模块还用于依据调控参数和载波控制字队列中的各个队列元素，依序产生多段调制信号。

作为一个举例说明，所述载波配置队列为：载波频率队列、载波相位队列和载波波形队列中的一种或几种；所述队列模块依据载波配置队列生成的载波控制字队列为：载波频率控制字队列、载波相位控制字队列和载波波表存储地址队列中的一种或几种。

作为一个举例说明，所述队列模块包括：

第一计时器，用于计时，当计时达到所述时间间隔时，计时清零并重新计时，同时触发第一控制模块；

第一控制模块，用于每隔所述时间间隔，依序控制载波频率控制字队列中的每一个载波频率控制字输入至调制模块；

所述调制模块用于依据一个FM使能信号，按照调制波配置信息和每一个新获取的载波频率控制字进行频率调制，依序产生多组调控参数。

作为一个举例说明，所述队列模块还包括：

第一使能开关，用于禁用或者使能所述第一计时器；

当第一计时器禁用时，第一计时器的计时清零，第一控制子模块停止将载波频率控制字队列中的下一个载波频率控制字输入至调制模块。

作为一个举例说明，所述队列模块包括：

第二计时器，用于计时，当计时达到所述时间间隔时，计时清零并重新计时，同时触发第二控制模块；

第二控制模块，用于每间隔所述时间间隔，依序控制载波相位控制字队列中的每一个载波相位控制字输入至调制模块；

所述调制模块用于依据一个PM使能信号，按照载波配置信息和每一个新获取的载波相位控制字进行幅度调制，依序产生多组调控参数。

作为一个举例说明，所述队列模块还包括：

第二使能开关，用于禁用或者使能所述第二计时器；

当第二计时器禁用时，第二计时器的计时清零，第二控制子模块停止将载波相位控制字队列中的下一个载波相位控制字输入至调制模块。

作为一个举例说明，所述第一计时器和所述第二计时器共用同一个计时器；所述第一控制模块和所述第二控制模块共用同一个控制模块。

作为一个举例说明，所述载波DDS模块包括一个波表存储器，所述波表具有多个可寻址的片段，每个片段存储所述载波波形队列中的一种波形；所述队列模块依据波表中存储的载波波形队列转换为载波波表存储地址队列，并存储所述载波波表存储地址队列；所述载波DDS模块还用于依据调控参数和载波波表存储地址队列中的各个队列元素，依序产生多段调制信号。

本发明还公开了一种具有分段调制功能的信号发生器，包括：

输入模块，用于接收用户输入的载波配置信息和调制波配置信息；所述载波配置信息包括：载波配置队列和对应的时间间隔；

队列模块，用于将载波配置队列转换成载波控制字队列并进行存储，以及按照所述时间间隔调取对应的载波控制字队列中的各个队列元素；

载波DDS模块，用于依据载波配置队列中的各个队列元素，产生多段载波信号；

幅度调制模块，用于依据一个使能信号，按照调制波配置信息对载波信号进行幅度调制，产生调制信号。

作为一个举例说明，所述载波配置队列为：载波频率队列、载波相位队列和载波波形队列中的一种或几种；所述队列模块依据载波配置队列生成的载波控制字队列为：载波频率控制字队列、载波相位控制字队列和载波波表存储地址队列中的一种或几种。

作为一个举例说明，所述载波DDS模块包括一个波表，所述波表具有多个可寻址的片段，每个片段存储所述载波波形队列中的一种波形；所述队列模块依据波表中存储的载波波形队列转换为载波波表存储地址队列，并存储所述载波波表存储地址队列。

作为一个举例说明，所述队列模块包括：

第三计时器，用于计时，当计时达到所述时间间隔时，计时清零并重新计时，同时触发第三控制模块；

第三控制模块，用于每间隔所述时间间隔，依序控制载波波表存储地址队列中的每一个载波波表存储地址输入至载波DDS模块。

作为一个举例说明，所述队列调制模块还包括：

第三使能开关，用于禁用或者使能所述第三计时器；

当第三计时器禁用时，第三计时器的计时清零，第三控制子模块停止将载波波表存储地址队列中的下一个载波波表存储地址输入至载波DDS模块。

与现有技术相比，本发明具有以下优点：

1、本发明利用载波频率队列，使得载波频率发生变化，再配合AM、PM或者FM使能，可以实现载波频率可变的分段调制功能，由此产生的调制信号复杂性较高，不容易被截获破译，同时，避免了单一载波频率容易受到干扰的问题。

2、利用载波相位队列，使得载波相位发生变化，再配合AM、FM或者PM使能，可以实现载波相位可变的分段调制功能，由此产生的调制信号复杂性较高，不容易被截获破译。

3、利用载波波形队列，使得载波波形发生变化，再配合AM、FM或者PM使能，可以实现载波波形可变的分段调制功能，由此产生的调制信号复杂性较高，不容易被截获破译。

4、用户可以设置载波配置队列的具体参数值，还可以通过设置队列的元素个数来修改分段段数，能够适用于调制解调实验等实际应用场合。

5、通过设置第一使能开关，用于禁用或者使能所述第一计时器，则载波频率控制字可以固定不变或者依队列变换，能够方便的禁用或启用载波频率可变的分段调制功能。

6、通过设置第二使能开关，用于禁用或者使能所述第二计时器，载波相位控制字可以固定不变或者依队列变换，能够方便的禁用或启用载波相位可变的分段调制功能

7、通过设置第三使能开关，用于禁用或者使能所述第三计时器，载波波形存储地址可以固定不变或者依队列变换，能够方便的启用或禁用载波波形存储地址可变的分段调制功能。

8、本发明所述的第一计时器和第二计时器可以共用同一个计时器，第一控制模块和第二控制模块可以共用同一个控制模块，使得载波频率和载波相位同步变化，并节省了资源的开销。

附图说明

图1是现有技术提供的一种具有分段调制功能的信号发生器100的结构示意图；

图2是本发明实施例一提供的一种具有分段调制功能的信号发生器200的结构示意图；

图3是信号发生器200的一种举例说明的结构示意图；

图4是FM调制模块2031的一种举例说明的结构示意图；

图5是PM调制模块2032的一种举例说明的结构示意图；

图6是本发明实施例二提供的一种具有分段调制功能的信号发生器600的结构示意图；

图7是AM调制模块603的一种举例说明的结构示意图；

图8是载波频率控制字队列和载波相位控制字队列的一种存储方式的示意图；

图9是载波频率控制字队列和载波相位控制字队列的另一种存储方式的示意图。

具体实施方式

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

参照图2，示出了本发明实施例一提供的一种具有分段调制功能的信号发生器200的结构示意图，该信号发生器200具有频率调制FM和相位调制PM功能，其包括：

输入模块201，用于接收用户输入的载波配置信息和调制波配置信息；所述载波配置信息包括：载波配置队列和对应的时间间隔；

队列模块202，用于将载波配置队列转换成载波控制字队列并进行存储，以及按照所述时间间隔调取对应的载波控制字队列中的各个队列元素；

调制模块203，用于依据一个使能信号，按照调制波配置信息和载波控制字队列中的各个队列元素产生多组调控参数，对载波DDS模块204进行调制，所述调制可以是频率调制FM，也可以是相位调制PM。

载波DDS模块204，用于依据多组调控参数和载波配置信息，产生多段调制信号。每一个队列元素对应一组调控参数，相应的产生一段调制信号。需要说明的是，在不开启调制功能时，即调制模块203不对载波DDS模块204进行调制时，载波DDS模块204还用于依据载波配置信息，产生载波信号。所述调制信号就是经过调制，频率、相位、或幅度变化了的载波信号。

所述信号发生器200还可以包括D/A转换模块，用于对调制信号进行数字到模拟的转换；信号调整模块，用于对模数转换器输出的信号进行低通滤波、整形等处理，产生最终的模拟调制信号。

下面，对上述各个模块的具体工作方法进行具体说明。

用户通过输入模块201输入的调制波配置信息包括：调制类型、调制波波形、调制波频率，当调制类型为FM调制时，调制波配置信息还包括频率偏移；当调制类型为PM调制时，调制波配置信息还包括相位偏差。用户通过输入模块201输入的载波配置信息包括：载波配置队列和对应的时间间隔。所述载波配置队列为：载波频率队列、载波相位队列和载波波形队列中的一种或几种。当用户没有设置对应的载波配置队列时，则载波配置信息还包括对应的一个载波配置参数。例如，如果用户没有设置载波频率队列，则还需要单独设置一个载波频率；如果用户没有设置载波相位队列，则还需要单独设置一个载波相位；如果用户没有设置载波波形队列，则还需要单独设置一个载波波形。

作为一个举例说明，如图3所示，载波DDS模块204包括：累加器2041、加法器2042和波表存储器2043。累加器2041在工作时钟的控制下以频率控制字为步进进行累加，加法器2042将累加结果与相位控制字相加，相加结果作为波表存储器2043的读取地址，波表存储器2043具有波表，存储有波形的幅度码值，波表存储器2043按照加法器2042的相加结果进行寻址，取出对应的幅度码值作为调制信号输出。对于FM调制，输入累加器2041的频率控制字为：经过调制模块203调制后的载波频率控制字K′_f，输入加法器2042的相位控制字为：由用户设置的载波相位转换得到的载波相位控制字K_p。对于PM调制，输入累加器2041的频率控制字为：由用户设置的载波频率转换得到的载波频率控制字K_f，输入加法器2042的相位控制字为：经过调制模块203调制后的载波相位控制字K′_p。

作为一个举例说明，所述载波配置队列包括载波频率队列时，如图3所示，队列模块202包括：

频率控制字队列模块2021，用于将载波频率队列转换成对应的载波频率控制字队列，并存储所述载波频率控制字队列。载波频率队列转换成对应的载波频率控制字队列的计算公式如下：

其中，K_f为载波频率控制字队列中的每一个载波频率控制字，f为载波频率队列中的每一个载波频率，f_s为采样率，N为载波频率控制字的位宽。

第一计时器2022，用于计时，当计时达到所述时间间隔时，计时清零并重新计时，同时触发第一控制模块2023；

第一控制模块2023，用于每隔所述时间间隔，依序控制载波频率控制字队列中的每一个载波频率控制字K_f输入至调制模块203；

调制模块203包括一个FM调制模块2031，用于依据一个FM使能信号，按照调制波配置信息和每一个新获取的载波频率控制字K_f进行频率调制，依序产生多组调控参数，对于FM调制，所述调控参数为调制后的载波频率控制字K′_f。

FM调制是在载波频率控制字的基础上加上一个频率偏移，形成调制后的载波频率控制字K′_f，从而使载波DDS模块204输出波形的频率发生变化，达到调频的目的。作为一个举例说明，如图4所示，FM调制模块2031包括：第一加法器401、频率字存储器402、调制频率波表映射模块403和第一计数器404。

结合图3和图4，当产生FM使能信号时，路径“A1→C1→D1”连通。每一个新获取的载波频率控制字K_f进入第一加法器401，和频率字存储器402中取出的当前的调制频率控制字K_f0相加，相加结果作为调制后的载波频率控制字K′_f送入载波DDS模块204中的累加器2041进行频率控制字累加。调制频率波表映射模块403根据用户输入的频率偏移和调制波波形，生成调制频率表，然后将调制频率表计算成对应的调制频率控制字表配置给频率字存储器402，调制频率控制字表中具有多个调制频率控制字K_f0。第一计数器404依据调制频率和一个工作时钟f_clk控制频率字存储器402中取出的调制频率控制字K_f0输入至第一加法器401中。频率字存储器402、调制频率波表映射模块403和第一计数器404的具体工作原理属于现有技术的内容，本发明在此不再赘述。

作为另一个举例说明，FM调制模块2031还用于依据一个FM使能禁用信号，将每一个新获取的载波频率控制字K_f通过路径“A1→B1”直接送入载波DDS模块204中的累加器2041进行频率控制字累加，调制模块203依据一个PM使能信号或AM使能信号对载波DDS模块204进行PM或者AM调制。作为一个示例，调制模块203依据一个PM使能信号，按照载波配置信息和调制波配置信息进行PM调制，产生一组调制后的载波相位控制字K′_p，并输入至载波DDS模块204的加法器2042中，载波频率控制字队列中的各个载波频率控制字K_f直接输入至累加器2041，载波DDS模块204依序产生多段调制信号，每一个载波频率控制字K_f对应一段调制信号。

通过上述举例说明，利用载波频率队列，使得载波频率发生变化，再配合AM、PM或者FM使能，可以实现载波频率可变的分段调制功能，由此产生的调制信号复杂性较高，不容易被截获破译，同时，避免了单一载波频率容易受到干扰的问题。

作为一个示例，队列模块202还可以包括：

第一使能开关，用于禁用或者使能所述第一计时器2022；

当第一计时器2022禁用时，第一计时器2022的计时清零，第一控制子模块2023停止将载波频率控制字队列中的下一个载波频率控制字K_f输入至调制模块203的FM调制模块2031，则载波频率控制字K_f始终固定，实现了单段调制功能。通过第一使能开关，能够方便的启用或禁用载波频率可变的分段调制功能。

作为另一个举例说明，所述载波配置队列包括载波相位队列时，如图3所示，队列模块202包括：

相位控制字队列模块2024，用于将载波相位队列转换成对应的载波相位控制字队列，并存储所述载波相位控制字队列。载波相位队列转换成对应的载波相位控制字队列的计算公式如下：

其中，K_p为载波相位控制字队列中的每一个载波相位控制字，p为载波相位队列中的每一个载波相位，M为载波相位控制字的位宽。

第二计时器2025，用于计时，当计时达到所述时间间隔时，计时清零并重新计时，同时触发第二控制模块2026；

第二控制模块2026，用于每间隔所述时间间隔，依序控制载波相位控制字队列中的每一个载波相位控制字输入至调制模块203；

调制模块203包括一个PM调制模块2032，用于依据一个PM使能信号，按照调制波配置信息和每一个新获取的载波相位控制字K_p进行幅度调制，依序产生多组调控参数，对于PM调制，所述调控参数为调制后的载波相位控制字K′_p。

PM调制是在载波相位控制字的基础上加上一个相位偏移，形成调制后的载波相位控制字K′_p，从而使载波DDS模块204输出波形的起始相位发生变化，达到调相的目的。作为一个举例说明，如图5所示，PM调制模块2032包括：第二加法器501、相位字存储器502、调制相位波表映射模块503和第二计数器504。

结合图3和图5，当产生PM使能信号时，路径“A2→C2→D2”连通。每一个新获取的载波相位控制字K_p进入第二加法器501，和相位字存储器502中取出的当前的调制相位控制字K_p0相加，相加结果作为调制后的载波频率控制字K′_p送入载波DDS模块204中的加法器2042进行相位控制字相加。调制相位波表映射模块503根据用户输入的相位偏移和调制波波形，生成调制相位表，然后将调制相位表计算成对应的调制相位控制字表配置给相位字存储器502，调制相位控制字表中具有多个调制相位控制字K_f0。第二计数器504依据调制频率和一个工作时钟f_clk控制频率字存储器502中取出的调制相位控制字K_p0输入至第二加法器501中。相位字存储器502、调制相位波表映射模块503和第二计数器504的具体工作原理属于现有技术的内容，本发明在此不再赘述。

作为另一个举例说明，PM调制模块2032还用于依据一个PM使能禁用信号，将每一个新获取的载波相位控制字K_p通过路径“A2→B2”直接送入载波DDS模块204中的加法器2042进行相位控制字相加，调制模块203依据一个FM使能信号或AM使能信号对载波DDS模块204进行FM或者AM调制。作为一个示例，调制模块203依据一个FM使能信号，按照载波配置信息和调制波配置信息进行FM调制，产生一组调制后的载波频率控制字K′_f，，并输入至载波DDS模块204的累加器2041中，载波相位控制字队列中的各个载波相位控制字K_p直接输入至加法器2042，载波DDS模块204依序产生多段调制信号，每一个载波相位控制字K_p对应一段调制信号。

通过上述举例说明，利用载波相位队列，使得载波相位发生变化，再配合AM、FM或者PM使能，可以实现载波相位可变的分段调制功能，由此产生的调制信号复杂性较高，不容易被截获破译。

作为一个示例，队列模块202还可以包括：

第二使能开关，用于禁用或者使能所述第二计时器2025；

当第二计时器2025禁用时，第二计时器的计时清零，第二控制子模块2026停止将载波相位控制字队列中的下一个载波相位控制字K_p输入至调制模块203的PM调制模块2032，则载波相位控制字K_p始终固定，实现了单段调制功能。通过第二使能开关，能够方便的启用或禁用载波相位可变的分段调制功能。

作为又一个举例说明，所述载波配置队列包括载波波形队列时，如图3所示，队列模块202包括：

波形存储地址队列模块2027，用于将载波波形队列转换成对应的载波波表存储地址队列，并存储所述载波波表存储地址队列；载波DDS模块204的波表存储器2043具有一个波表，所述波表具有多个可寻址的片段，每个片段存储所述载波波形队列中的一种波形。波形存储地址队列模块2027依据波表存储器2043中存储的载波波形队列转换为载波波表存储地址队列，并存储所述载波波表存储地址队列。在不同时间调取不同的载波波表存储地址W，这样就可以实现载波形状也在随时间变化的分段调制。

第三计时器2028，用于计时，当计时达到所述时间间隔时，计时清零并重新计时，同时触发第三控制模块2029；

第三控制模块2029，用于每间隔所述时间间隔，依序控制载波波表存储地址队列中的每一个载波波表存储地址W输入至载波DDS模块204；

所述调制模块203依据一个FM或PM使能信号，按照载波配置信息和调制波配置信息产生一组调控参数，或者，按照载波频率/相位控制字队列和调制波配置信息产生多组调控参数(即调制后的载波频率控制字K′_f或者调制后的载波相位控制字K′_p)，对载波DDS模块204进行FM或PM调制；所述载波DDS模块204还用于按照载波波表存储地址队列中的各个载波波表存储地址W，从波表存储器2043中获取与每一种载波波形对应的幅度码值，并依据调制模块203产生的调控参数读取幅度码值，依序产生多段调制信号。每一个载波波表存储地址对应一段调制信号。

通过上述举例说明，利用载波波形队列，使得载波波形发生变化，再配合AM、FM或者PM使能，可以实现载波波形可变的分段调制功能，由此产生的调制信号复杂性较高，不容易被截获破译。

作为一个示例，队列模块202还可以包括：

第三使能开关，用于禁用或者使能所述第三计时器2028；

当第三计时器2028禁用时，第三计时器2028的计时清零，第三控制子模块2029停止将载波波形存储地址队列中的下一个载波波形存储地址W输入至载波DDS模块204，则载波波形存储地址W始终固定，实现了单段调制功能。通过第三使能开关，能够方便的启用或禁用分段调制功能。

需要说明的是，前述第一计时器2022、第二计时器2025和第三计时器2029可以利用计数器对工作时钟进行计数来实现，该工作时钟和载波DDS模块204以及D/A转换模块使用的工作时钟同步。

参照图6，示出了本发明实施例二提供的一种具有分段调制功能的信号发生器600，该信号发生器600具有幅度调制AM功能，其包括：

输入模块601，用于接收用户输入的载波配置信息和调制波配置信息；所述载波配置信息包括：载波波形配置队列和对应的时间间隔；

队列模块602，用于将载波配置队列转换成载波控制字队列并进行存储，以及按照所述时间间隔调取对应的载波控制字队列中的各个队列元素；

载波DDS模块604，用于依据载波控制字队列中的各个队列元素，产生多段载波信号；

AM调制模块603，用于依据一个使能信号，按照调制波配置信息对载波信号进行幅度调制，产生调制信号。

所述信号发生器600还可以包括D/A转换模块，用于对调制信号进行数字到模拟的转换；信号调整模块，用于对模数转换器输出的信号进行低通滤波、整形等处理，产生最终的模拟调制信号。

下面，对上述各个模块的具体工作方法进行具体说明。

用户通过输入模块601输入的调制波配置信息包括：调制类型、调制波波形、调制波频率，当调制类型为AM调制时，调制波配置信息还包括调制深度。用户通过输入模块601输入的载波配置信息包括：载波配置队列和对应的时间间隔。所述载波配置队列为：载波频率队列、载波相位队列和载波波形队列中的一种或几种。当用户没有设置对应的载波配置队列时，则载波配置信息还包括对应的一个载波配置参数。例如，如果用户没有设置载波频率队列，则还需要单独设置一个载波频率；如果用户没有设置载波相位队列，则还需要单独设置一个载波相位；如果用户没有设置载波波形队列，则还需要单独设置一个载波波形。

载波DDS模块604包括：累加器6041、加法器6042和波表存储器6043。所述载波DDS模块的波表存储器6043具有一个波表，所述波表具有多个可寻址的片段，每个片段存储所述载波波形队列中的一种波形；所述队列模块602依据波表中存储的载波波形队列转换为载波波表存储地址队列，并存储所述载波波表存储地址队列。

作为一个举例说明，当用户设置载波频率队列时，队列模块602包括：频率控制字队列模块6021、第一计时器6022、第一控制模块6023，队列模块602依序将各个载波频率控制字K_f输入至载波DDS模块604的累加器6041。

作为另一个举例说明，当用户设置载波相位队列时，队列模块602可以包括：相位控制字队列模块6021、第二计时器6022、第二控制模块6023，队列模块602依序将各个载波相位控制字K_p输入至载波DDS模块604的加法器6042。

作为又一个举例说明，当用户设置载波波形队列时，队列模块602可以包括：波形存储地址队列模块2027、第三计时器6028、第三控制模块6029，队列模块602依序将各个载波波表存储地址W输入至载波DDS模块604的波表存储器6043。

载波DDS模块604和队列模块602的各个组成部件的具体实现形式与实施例一相同，可相互参见，此处不再赘述。与实施例一不同的是，队列模块602产生的各个队列元素直接输入至载波DDS模块604，载波DDS模块604的波表存储器6043中取出的幅度码值作为载波信号输出，然后输入至AM调制模块603中进行AM调制。AM调制是在载波信号的基础上乘上调制波幅度码值，达到改变载波幅度的目的。

作为一个举例说明，如图7所示，AM调制模块603包括：乘法法器701、调幅波存储器702、调制波形波表映射模块703和第三计数器704。

结合图6和图7，当产生AM使能信号时，路径“A3→C3→D3”连通。波表存储器6043中取出的幅度码值A(即，载波信号)输入至乘法器701，与调幅波存储器702中取出的当前的幅度码值A₀相乘，相乘结果A’作为调制信号输出。调制波形波表映射模块703根据用户输入的调制深度和调制波波形，生成调幅波表，然后将调幅波表配置给调幅波存储器702，调幅波表中具有多个调制波幅度码值。第三计数器704依据调制频率和工作时钟f_clk控制调幅波存储器702中取出的调制波幅度码值输入至第三加法器701中。,调幅波存储器702、调制波形波表映射模块703和第三计数器704的具体工作原理属于现有技术的内容，本发明在此不再赘述。

作为另一个举例说明，AM调制模块603还用于依据一个AM使能禁用信号，将从波表存储器6043中取出的幅度码值通过路径“A3→B3”直接输出，然后输入至D/A转换模块进行数模转换。信号发生器600还可以包括一个FM调制模块或者PM调制模块，用于对载波DDS模块604进行频率调制或者相位调制。

通过本发明实施例二，用户可以修改分段段数和载波配置参数，能够适用于调制解调实验等实际应用场合。通过配置载波频率队列、载波相位队列和载波波形队列中的一种或者几种组合，提高了调制信号的复杂程度。此外，载波频率可变的调制，避免了单一载波频率容易受到干扰的问题。

本说明书中的每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可。

在上述实施例中，需要说明的是，队列模块能存储的最大值由存储器空间确定，本发明实施例中频率控制字队列和相位控制字队列最大可存储2048个点。由于载波波表通常很长，至少需要1024个点，才能够达到一个基本能用的相位分辨率指标。因此在将单个波表进行分段时，无法做到和载波相位控制字队列和载波频率控制字队列一样长的存储深度，本发明实施例将存储载波波形队列的波表分成了16段。

作为一个举例说明，载波频率控制字队列的时间间隔和载波相位控制字队列的时间间隔可以不同，则载波频率和载波相位独立变化，进一步增加了最终调制信号的复杂性。

作为另一个举例说明，载波频率控制字队列的时间间隔和载波相位控制字队列的时间间隔可以相同，则载波频率和载波相位同步变化。实施例一和实施例二所述的第一计时器和第二计时器共用同一个计时器；所述第一控制模块和所述第二控制模块共用同一个控制模块，节省了资源的开销。由于采用同一个计时器和控制器对队列元素的调取进行控制，因此队列模块中存储的载波频率控制字队列和载波相位控制字队列的队列元素始终一一对应，如图8所示，K_f1对应K_p1，K_f2对应K_p2，K_f3对应K_p3，以此类推等。

作为一个举例说明，如果想实现载波频率控制字和载波相位控制字独立控制功能，可以通过配置载波频率队列和载波相位队列的各个队列元素，使得队列模块中存储的载波频率控制字队列和载波相位控制字队列的队列元素出现一对多或者多对一的关系，如图9所示，K_f1对应K_p1，K_f2对应K_p1，K_f3对应K_p1，K_f4对应K_p2，等等。这样，在不增加额外资源的情况下，通过修改队列元素的对应关系，也可以实现载波频率和载波相位独立切换的功能。

作为一个举例说明，可以划分三个独立的存储空间，分别存储载波频率控制字队列、载波相位控制字队列和载波波表存储地址队列；也可以三者共用一个存储空间，交替存储频率控制字、相位控制字和载波波表存储地址。

作为一个举例说明，可以通过配置载波频率队列和载波相位队列的各个队列元素，来实现禁用或启用分段调制功能。例如，当载波频率控制字队列中全部存放同一个载波频率控制字时，即使第一计时器和第一控制模块继续工作，取出来的各个载波频率控制字依然相同，就实现了载波频率固定的调制。也可以以同样的方式禁用和启用载波相位固定的调制。

作为一个举例说明，实施例一和实施例二可以结合，则信号发生器集成有有FM、PM和AM三种调制功能。

作为一个举例说明，用户可以只输入一个载波配置队列，只使用载波频率队列或者载波相位队列或者载波波表存储地址队列，以实现载波频率可变或者载波相位可变或者载波形状可变的分段AM、FM、PM调制。

作为一个举例说明，可以采用三种载波配置队列的其中两种任意组合、或者三者组合，实现相应载波参数可变的分段调制。

作为一个举例说明，本发明实施例提到的载波DDS模块可以在FPGA内部编码实现，还可以采用在CPU内部用软件模块实现，或者使用外购的DDS专用芯片实现。

作为一个举例说明，本发明实施例的载波控制字队列存储在队列模块中，队列模块的存储空间可以是外部DDRII，也可以是SDRAM或者FPGA内部RAM中，当然还可以是其他一些存储介质。

作为一个举例说明，如果队列模块的存储空间容量足够，载波波表存储地址队列的长度也可以和载波频率控制字队列、载波相位控制字队列一致，这样三个队列均可以由同一个控制模块和计时器控制。

以上对本发明所提供的一种具有分段调制功能的信号发生器，进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (12)

1.一种具有分段调制功能的信号发生器，包括：

输入模块，用于接收用户输入的载波配置信息和调制波配置信息；

其特征在于，

所述载波配置信息包括：载波配置队列和对应的时间间隔；所述载波配置队列为：载波频率队列、载波相位队列和载波波形队列中的一种或几种；

所述信号发生器还包括：

队列模块，用于将载波配置队列转换成载波控制字队列并进行存储，以及按照所述时间间隔调取对应的载波控制字队列中的各个队列元素；其中，

所述载波控制字队列为：载波频率控制字队列、载波相位控制字队列和载波波表存储地址队列中的一种或几种；

调制模块，用于依据一个使能信号，按照调制波配置信息和载波控制字队列中的各个队列元素产生多组调控参数；

载波DDS模块，用于依据多组调控参数和载波配置信息，产生多段调制信号。

2.如权利要求1所述的信号发生器，其特征在于，

所述调制模块还用于依据一个使能禁用信号，将各个队列元素直接输入至所述载波DDS模块；以及依据另一个使能信号，按照载波配置信息和调制波配置信息产生调控参数；

所述载波DDS模块还用于依据调控参数和载波控制字队列中的各个队列元素，依序产生多段调制信号。

3.如权利要求1所述的信号发生器，其特征在于，

所述队列模块包括：

第一计时器，用于计时，当计时达到所述时间间隔时，计时清零并重新计时，同时触发第一控制模块；

第一控制模块，用于每隔所述时间间隔，依序控制载波频率控制字队列中的每一个载波频率控制字输入至调制模块；

所述调制模块用于依据一个FM使能信号，按照调制波配置信息和每一个新获取的载波频率控制字进行频率调制，依序产生多组调控参数。

4.如权利要求3所述的信号发生器，其特征在于，所述队列模块还包括：

第一使能开关，用于禁用或者使能所述第一计时器；

当第一计时器禁用时，第一计时器的计时清零，第一控制子模块停止将载波频率控制字队列中的下一个载波频率控制字输入至调制模块。

5.如权利要求3或4所述的信号发生器，其特征在于，

所述队列模块包括：

第二计时器，用于计时，当计时达到所述时间间隔时，计时清零并重新计时，同时触发第二控制模块；

第二控制模块，用于每间隔所述时间间隔，依序控制载波相位控制字队列中的每一个载波相位控制字输入至调制模块；

所述调制模块用于依据一个PM使能信号，按照载波配置信息和每一个新获取的载波相位控制字进行幅度调制，依序产生多组调控参数。

6.如权利要求5所述的信号发生器，其特征在于，所述队列模块还包括：

第二使能开关，用于禁用或者使能所述第二计时器；

当第二计时器禁用时，第二计时器的计时清零，第二控制子模块停止将载波相位控制字队列中的下一个载波相位控制字输入至调制模块。

7.如权利要求5所述的信号发生器，其特征在于，

所述第一计时器和所述第二计时器共用同一个计时器；

所述第一控制模块和所述第二控制模块共用同一个控制模块。

8.如权利要求1所述的信号发生器，其特征在于，

所述载波DDS模块包括一个波表存储器，所述波表具有多个可寻址的片段，每个片段存储所述载波波形队列中的一种波形；

所述队列模块依据波表中存储的载波波形队列转换为载波波表存储地址队列，并存储所述载波波表存储地址队列；

所述载波DDS模块还用于依据调控参数和载波波表存储地址队列中的各个队列元素，依序产生多段调制信号。

9.一种具有分段调制功能的信号发生器，包括：

输入模块，用于接收用户输入的载波配置信息和调制波配置信息；

其特征在于，

所述载波配置信息包括：载波配置队列和对应的时间间隔；所述载波配置队列为：载波频率队列、载波相位队列和载波波形队列中的一种或几种；

所述信号发生器还包括：

队列模块，用于将载波配置队列转换成载波控制字队列并进行存储，以及按照所述时间间隔调取对应的载波控制字队列中的各个队列元素；

所述载波控制字队列为：载波频率控制字队列、载波相位控制字队列和载波波表存储地址队列中的一种或几种；

载波DDS模块，用于依据载波配置队列中的各个队列元素，产生多段载波信号；

幅度调制模块，用于依据一个使能信号，按照调制波配置信息对载波信号进行幅度调制，产生调制信号。

10.如权利要求9所述的信号发生器，其特征在于，

所述载波DDS模块包括一个波表，所述波表具有多个可寻址的片段，每个片段存储所述载波波形队列中的一种波形；

所述队列模块依据波表中存储的载波波形队列转换为载波波表存储地址队列，并存储所述载波波表存储地址队列。

11.如权利要求9或10所述的信号发生器，其特征在于，所述队列模块包括：

第三计时器，用于计时，当计时达到所述时间间隔时，计时清零并重新计时，同时触发第三控制模块；

第三控制模块，用于每间隔所述时间间隔，依序控制载波波表存储地址队列中的每一个载波波表存储地址输入至载波DDS模块。

12.如权利要求11所述的信号发生器，其特征在于，所述队列调制模块还包括：

第三使能开关，用于禁用或者使能所述第三计时器；

当第三计时器禁用时，第三计时器的计时清零，第三控制子模块停止将载波波表存储地址队列中的下一个载波波表存储地址输入至载波DDS模块。

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