CN105871339B - 一种灵活的可分段调制的信号发生器 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种灵活的可分段调制的信号发生器，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；所述调制波配置信息包括：调制波配置队列和对应的时间间隔；队列映射模块，用于将调制波配置队列转换成调制波控制字队列；调制模块，用于存储调制波控制字队列，以及按照所述时间间隔调取调制波控制字队列中的各组队列元素，依据载波配置信息和各组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。本发明可以实现调制信号频率、相位或者幅度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

一种灵活的可分段调制的信号发生器

技术领域

本发明涉及测试测量技术领域，特别是涉及一种灵活的可分段调制的信号发生器。

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。由于调制后的信号具有抗信号干扰能力强、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可分段调制的信号发生器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，均是基于调制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。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调制波配置参数，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灵活的可分段调制的信号发生器，以解决调制信号复杂性较低，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，本发明公开了一种灵活的可分段调制的信号发生器，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；所述调制波配置信息包括：调制波配置队列和对应的时间间隔；

队列映射模块，用于将调制波配置队列转换成调制波控制字队列；

调制模块，用于存储调制波控制字队列，以及按照所述时间间隔调取调制波控制字队列中的各组队列元素，依据载波配置信息和各组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，所述调制波配置队列包括：频率偏移队列或者相位偏差队列；所述队列映射模块将频率偏移队列或者相位偏差队列转换成对应的调制波频率控制字队列或者调制波相位控制字队列。

与现有技术相比，本发明的一个优点是：通过设置频率偏移队列，使得频率偏移分段发生变化，可以实现调制信号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，避免了单一调制波频率容易受到干扰的问题。此外，用户可以修改分段段数和频率偏移队列的队列元素，能够适用于调制解调实验等实际应用场合。

与现有技术相比，本发明的另一个优点是：通过设置相位偏差队列，使得相位偏差分段发生变化，可以实现调制信号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，同时，避免了单一调制波相位容易受到干扰的问题。此外，用户可以修改分段段数和相位偏差队列的队列元素，能够适用于调制解调实验等实际应用场合。

作为一个举例说明，所述调制模块包括：

频率字存储器，用于存储调制波频率控制字队列；

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，同时触发频率字选择模块；

频率字选择模块，用于每隔所述时间间隔，依序控制调制波频率控制字队列中的每一组调制波频率控制字输入至频率调制模块；

频率调制模块，用于按照载波配置信息和每一组新获取的调制波频率控制字进行频率调制，依序产生多组调控参数。

本发明的另一个优点是：由调制模块(通常由FPGA构成)控制调制波频率控制字队列中的各组队列元素的选择切换，相比软件实现切换，并不会产生随机延迟，能够很好的实现时间间隔跳转时的精度以及捷变，使各段调制信号之间的频率切换更加快捷。

作为一个举例说明，所述调制模块包括：

相位字存储器，用于存储调制波相位控制字队列；

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，同时触发相位字选择模块；

相位字选择模块，用于每隔所述时间间隔，依序控制调制波相位控制字队列字中的每一组调制波相位控制字输入至相位调制模块；

相位调制模块，用于按照载波配置信息和每一组新获取的调制波相位控制字进行相位调制，依序产生多组调控参数。

本发明的另一个优点是：由调制模块(通常由FPGA构成)控制调制波相位控制字队列中的各组队列元素的选择切换，相比软件实现切换，并不会产生随机延迟，能够很好的实现时间间隔跳转时的精度以及捷变，使各段调制信号之间的相位切换更加快捷。

作为一个举例说明，所述调制波配置信息还包括：调制频率；

所述调制模块还包括：调制频率控制模块，用于依据调制频率，控制频率调制或相位调制的速度。

作为一个举例说明，所述调制波配置信息还包括：调制频率队列；

所述调制模块还包括：

调制速度计时器，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，同时触发调制频率队列模块；

调制频率队列模块，用于存储调制频率队列，以及每隔所述时间间隔，依序控制调制频率队列中的每一个调制频率输入至调制频率控制模块；

调制频率控制模块，用于按照每一个新获取的调制频率控制频率调制或相位调制的速度。

本发明的另一个优点是：通过设置调制频率队列，使调制时的快慢可以随时间发生变化，可以改变频率调制或者相位调制的速度。

本发明还公开了一种灵活的可分段调制的信号发生器，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；所述调制波配置信息包括：调制深度队列和对应的时间间隔；

载波DDS模块，用于依据载波配置信息产生载波信号；

队列映射模块，用于将调制深度队列换成调制波幅度值队列；

调幅模块，用于存储调制波幅度值队列，以及按照所述时间间隔调取调制波幅度值队列中的各组队列元素，依据各组队列元素对载波信号进行幅度调制，产生多段调制信号。

与现有技术相比，本发明的一个优点是：通过设置调制深度队列，使得调制深度分段发生变化，可以实现调制信号幅度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，避免了单一调制深度容易受到干扰的问题。此外，用户可以修改分段段数和调制深度队列的队列元素，能够适用于调制解调实验等实际应用场合。

作为一个举例说明，所述调幅模块包括：

调幅波表存储器，用于存储调制波幅度值队列；

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，同时触发幅值选择模块；

幅值选择模块，用于每间隔所述时间间隔，依序控制调制波幅度值队列中的每一组调制波幅度值输入至幅度调制模块；

幅度调制模块，用于按照每一组新获取的调制波幅度值对载波信号进行幅度调制，依序产生多段调制信号。

本发明的另一个优点是：由调幅模块(通常由FPGA构成)控制调制波幅度值队列中的各组队列元素的选择切换，相比软件实现切换，并不会产生随机延迟，能够很好的实现时间间隔跳转时的精度以及捷变，使各段调制信号之间的幅度切换更加快捷。

作为一个举例说明，所述调制波配置信息还包括：调制频率；

所述调幅模块还用于按照所述调制频率控制幅度调制的速度。

作为一个举例说明，所述调制波配置信息还包括：调制频率队列；

所述调幅模块还包括：

调制速度计时器，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，同时触发调制频率队列模块；

调制频率队列模块，用于存储调制频率队列，以及每隔所述时间间隔，依序控制调制频率队列中的每一个调制频率输入至幅度调制模块；

调制频率控制模块，用于按照每一个新获取的调制频率控制幅度调制的速度。

本发明的另一个优点是：通过设置调制频率队列，使调制时的快慢可以随时间发生变化，可以改变幅度调制的速度。

综合上述各个举例说明，本发明的另一个优点是：可以使调制波配置参数(频率偏移、相位偏差或者调制深度)、调制频率均随着时间跳变，因此产生的调制信号非常复杂，大大增强了破译难度和提高了抗干扰能力。

附图说明

图1是现有技术提供的一种可分段调制的信号发生器100的结构示意图；

图2是本发明实施例一提供的一种灵活的可分段调制的信号发生器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灵活的可分段调制的信号发生器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。

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灵活的可分段调制的信号发生器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；所述调制波配置信息包括：调制波配置队列和对应的时间间隔；

队列映射模块202，用于将调制波配置队列转换成调制波控制字队列；

调制模块203，用于存储调制波控制字队列，以及按照所述时间间隔调取调制波控制字队列中的各组队列元素，依据载波配置信息和各组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FM、PM调制功能时，即调制模块203不对载波DDS模块204进行FM、PM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输入的载波配置信息可以包括：载波频率、载波相位和载波波形。用户通过输入模块201输入的调制波配置信息可以包括：调制类型、调制波波形、调制波频率、调制波配置队列和对应的时间间隔，当调制类型为FM调制时，调制波配置队列为频率偏移队列；当调制类型为PM调制时，调制波配置队列为相位偏差队列。

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，队列映射模块202包括一个调制波频率映射模块2021，用于当进行FM调制时，将频率偏移队列转换成对应的调制波频率控制字队列。具体的，先进行调制波频率表映射，依据频率偏移队列生成多个频率表，生成规则为：

其中，f为依据一个频率偏移生成的一个频率表，频率表由多个频率组成，F_dev为频率偏移队列中的每一个频率偏移，L1为频率表的最大长度，Shape(i)为调制波表中的第i个点，调制波表由用户设置的调制波形生成，i取值为0～L1-1。然后，将生成的各个频率表计算成对应的各个调制波频率控制字表，每一个调制波频率控制字表就是调制波频率控制字队列中的一组调制波频率控制字。由频率计算为频率控制字的计算公式如下：

其中，k_f为调制波频率控制字队列中的每一组调制波频率控制字，f_s为采样率，N1为调制波频率控制字的位宽，决定了频率分辨率，本举例说明的N1可以取值为64。

如图3所示，调制模块203包括一个FM调制模块2031，用于进行频率调制，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：

频率字存储器401，用于存储调制波频率控制字队列，其可以包括多个频率字Rom，如图4所示，包括频率字Rom_1、频率字Rom_2……频率字Rom_n，其中，n为调制波频率控制字队列的队列元素的个数，每一个频率字Rom存储一组调制波频率控制字k_f；

第一计时器402，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，同时触发频率字选择模块403；在本举例说明中，可以利用一个工作时钟f_clk进行计时；

频率字选择模块403，用于每隔所述时间间隔，依序控制调制波频率控制字队列中的每一组调制波频率控制字k_f输入至频率调制模块404；

频率调制模块404，用于按照载波配置信息和每一组新获取的调制波频率控制字k_f进行频率调制，依序产生多组调控参数(即，调制后的载波频率控制字K′_f)。作为一个举例说明，当产生FM使能信号时，路径“A1→C1→D1”连通，频率调制模块404的载波频率转换模块4041将载波频率转换成载波频率控制字K_f，并输入至频率调制模块404的第一加法器4042，载波频率控制字K_f和从频率字存储器401中取出的当前的调制波频率控制字k_f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。需要说明的是，当产生FM使能禁用信号时，载波频率转换模块4041将载波频率转换成载波频率控制字K_f，并通过路径“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。

作为一个举例说明，队列映射模块202可以由FPGA实现。作为另一个举例说明，FM调制模块2031也可以由FPGA实现，由FM调制模块2031控制调制波频率控制字队列中的各组调制波频率控制字k_f的选择切换，相比软件实现切换，并不会产生随机延迟，能够很好的实现时间间隔跳转时的精度以及捷变，使各段调制信号之间的频率切换更加快捷。

作为一个举例说明，所述调制波配置信息还包括：调制频率；所述调制模块203还包括：调制频率控制模块，用于按照所述调制频率控制频率调制的速度，即依据调制频率控制每一组调制波频率控制字k_f中的各个调制波频率控制字的取出速度，将其输入至频率调制模块404。

作为又一个举例说明，所述调制波配置信息还包括：调制频率队列；如图4所示，所述调制模块203还包括：调制速度计时器405，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，同时触发调制频率队列模块406；调制频率队列模块406，用于存储调制频率队列，以及每隔所述时间间隔，依序控制调制频率队列中的每一个调制频率输入至调制频率控制模块407；调制频率控制模块407，用于按照每一个新获取的调制频率控制频率调制的速度，即依据每一个新获取的调制频率控制每一组调制波频率控制字k_f中的各个调制波频率控制字的取出速度，将其输入至频率调制模块404。调制频率控制模块407可以通过一个计数器对工作时钟进行计数来实现。

通过上述举例说明，利用频率偏移队列，使得频率偏移分段发生变化，可以实现调制信号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，避免了单一调制波频率容易受到干扰的问题。此外，用户可以修改分段段数和频率偏移队列的队列元素，能够适用于调制解调实验等实际应用场合。

作为又一个举例说明，如图3所示，队列映射模块202包括一个调制波相位映射模块2022，用于当进行PM调制时，将相位偏差队列转换成对应的调制波相位控制字队列。具体的，先进行调制波相位表映射，依据相位偏差队列生成多个相位表，生成规则为：

其中，p为依据一个相位偏差生成的一个相位表，相位表由多个相位组成，P_dev为相位偏差队列中的每一个相位偏差，L2为相位表的最大长度，Shape(i)为调制波表中的第i个点，调制波表由用户设置的调制波形生成，i取值为0～L2-1。然后，将生成的各个相位表计算成对应的各个调制波相位控制字表，每一个调制波相位控制字表就是调制波相位控制字队列中的一组调制波相位控制字。由相位计算为相位控制字的计算公式如下:

其中，k_p为调制波相位控制字队列中的每一个调制波相位控制字，N2为调制波相位控制字的位宽，决定了相位分辨率，本举例说明的N2可以取值为14。

如图3所示，调制模块203包括一个PM调制模块2032，用于进行幅度调制，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：

相位字存储器501，用于存储调制波相位控制字队列，其可以包括多个相位字Rom，如图4所示，包括相位字Rom_1、相位字Rom_2……相位字Rom_m，其中，m为调制波相位控制字队列的队列元素的个数，每一个相位字Rom存储一组调制波相位控制字k_p；

第二计时器502，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，同时触发相位字选择模块503；在本举例说明中，可以利用一个工作时钟f_clk进行计时；

相位字选择模块503，用于每隔所述时间间隔，依序控制调制波相位控制字队列字中的每一组调制波相位控制字k_p输入至相位调制模块504；

相位调制模块504，用于按照载波配置信息和每一组新获取的调制波相位控制字k_p进行相位调制，依序产生多组调控参数(即，调制后的载波相位控制字K′_p)。作为一个举例说明，当产生PM使能信号时，路径“A2→C2→D2”连通，相位调制模块504的载波相位转换模块5041将载波相位转换成载波相位控制字K_p，并输入至相位调制模块504的第二加法器5042，载波相位控制字K_p和从相位字存储器502中取出的当前的调制波相位控制字K_p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。需要说明的是，当产生PM使能禁用信号时，载波相位转换模块5041将载波相位转换成载波相位控制字K_p，并通过路径“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。

作为一个举例说明，PM调制模块2032可以由FPGA实现，由PM调制模块2032控制调制波相位控制字队列字中的各组调制波相位控制字k_p的选择切换，相比软件实现切换，并不会产生随机延迟，能够很好的实现时间间隔跳转时的精度以及捷变，使各段调制信号之间的相位切换更加快捷。

作为一个举例说明，所述调制波配置信息还包括：调制频率；所述调制模块203还包括：调制频率控制模块，用于按照所述调制频率控制频率调制的速度，即依据调制频率控制每一组调制波相位控制字k_p中的各个调制波频率控制字的取出速度，将其输入至相位调制模块504。

作为又一个举例说明，所述调制波配置信息还包括：调制频率队列；如图4所示，所述调制模块203还包括：调制速度计时器505，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，同时触发调制频率队列模块506；调制频率队列模块506，用于存储调制频率队列，以及每隔所述时间间隔，依序控制调制频率队列中的每一个调制频率输入至调制频率控制模块507；调制频率控制模块507，用于按照每一个新获取的调制频率控制相位调制的速度，即依据每一个新获取的调制频率控制每一组调制波相位控制字k_p中的各个调制波相位控制字的取出速度，将其输入至相位调制模块504。调制频率控制模块507可以通过一个计数器对工作时钟进行计数来实现。

通过上述举例说明，利用相位偏差队列，使得相位偏差分段发生变化，可以实现调制信号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，同时，避免了单一调制波相位容易受到干扰的问题。此外，用户可以修改分段段数和相位偏差队列的队列元素，能够适用于调制解调实验等实际应用场合。

参照图6，示出了本发明实施例二提供的一种灵活的可分段调制的信号发生器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；所述调制波配置信息包括：调制深度队列和对应的时间间隔；

载波DDS模块604，用于依据载波配置信息产生载波信号；

队列映射模块602，用于将调制深度队列换成调制波幅度值队列；

调幅模块603，用于存储调制波幅度值队列，以及按照所述时间间隔调取调制波幅度值队列中的各组队列元素，依据各组队列元素对载波信号进行幅度调制，产生多段调制信号。

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、调制波配置队列和对应的时间间隔，本实施例中，调制类型为AM调制。用户通过输入模块601输入的载波配置信息包括：载波频率、载波相位和载波波形。

如图3所示，载波DDS模块604包括：累加器6041、加法器6042和波表存储器6043。累加器6041在工作时钟的控制下以频率控制字为步进进行累加，载波频率控制字由载波频率转换得到；加法器6042将累加结果与相位控制字相加，载波相位控制字由载波相位转换得到；相加结果作为波表存储器6043的读取地址，波表存储器6043具有波表，存储有波形的幅度码值，波表存储器6043按照加法器6042的相加结果进行寻址，取出对应的幅度码值(即，载波DAC码值)作为载波信号输出。

当进行AM调制时，队列映射模块602将调制深度队列换成调制波幅度值队列。具体的，通过调制波幅度表映射，将调制深度队列生成多个调幅波表，生成规则如下：

其中，A(module)为依据一个调制深度生成的一个调幅波表，一个调幅波表就是一组调制波幅度值(即，调制波DAC码值)，depth为调制深度队列中的每一个调制深度，Shape(i)为调制波表中的第i个点，调制波表由用户设置的调制波形生成，i取值为0～L3-1，L3为调制波表的最大长度。

载波DDS模块604产生的载波信号输入至调幅模块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DAC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，调幅模块603包括：

调幅波表存储器701，用于存储调制波幅度值队列，其可以包括多个调幅波Rom，如图4所示，包括调幅波Rom_1、调幅波Rom_2……调幅波Rom_s，其中，s为调制波幅度值队列的队列元素的个数，每一个调幅波Rom存储一组调制波幅度值A(module)；

第三计时器702，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，同时触发幅值选择模块703；在本举例说明中，可以利用一个工作时钟f_clk进行计时；

幅值选择模块703，用于每间隔所述时间间隔，依序控制调制波幅度值队列中的每一组调制波幅度值A(module)输入至幅度调制模块704；

幅度调制模块704，用于按照每一组新获取的调制波幅度值A(module)对载波信号进行幅度调制，依序产生多段调制信号。作为一个举例说明，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(carrier)(即，载波信号)输入至乘法器7041，与调幅波存储器701中取出的当前的调制波幅度值A(module)相乘，相乘结果W作为调制信号输出。需要说明的是，当产生AM使能禁用信号时，幅度调制模块404将从波表存储器6043中取出的幅度码值A(carrier)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。

作为一个举例说明，队列映射模块602可以由FPGA实现。作为另一个举例说明，调幅模块603也可以由FPGA实现，由调幅模块603控制调制波幅度值队列中的各组调制波幅度值A(module)的选择切换，相比软件实现切换，并不会产生随机延迟，能够很好的实现时间间隔跳转时的精度以及捷变，使各段调制信号之间的幅度切换更加快捷。

作为一个举例说明，所述调制波配置信息还包括：调制频率；所述调幅模块603还包括：调制频率控制模块，用于按照所述调制频率控制幅度调制的速度，即依据调制频率控制每一组调制波幅度值A(module)中的各个调制波幅度值的取出速度，将其输入至幅度调制模块704。

作为又一个举例说明，所述调制波配置信息还包括：调制频率队列；如图7所示，所述调幅模块603还包括：调制速度计时器705，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，同时触发调制频率队列模块706；调制频率队列模块706，用于存储调制频率队列，以及每隔所述时间间隔，依序控制调制频率队列中的每一个调制频率输入至调制频率控制模块407；调制频率控制模块407，用于按照每一个新获取的调制频率控制幅度调制的速度，即依据每一个新获取的调制频率控制每一组调制波幅度值A(module)中的各个调制波幅度值的取出速度，将其输入至幅度调制模块704。调制频率控制模块707可以通过一个计数器对工作时钟进行计数来实现。

通过上述举例说明，利用调制深度队列，使得调制深度分段发生变化，可以实现调制信号幅度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，避免了单一调制深度容易受到干扰的问题。此外，用户可以修改分段段数和调制深度队列的队列元素，能够适用于调制解调实验等实际应用场合。

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FM、PM和AM三种调制功能。为了实现在不同时间段使用不同的调制方式的分段调制功能，作为一个举例说明，所述调制波配置信息包括：调制类型队列和对应的时间间隔；所述信号发生器还包括：使能控制模块，用于存储调制类型队列，以及按照所述时间间隔调取调制类型队列中的各个调制类型，依据各个调制类型控制调制模块依次进行对应调制类型的分段调制。所述调制类型队列中的各个调制类型包括：频率调制、相位调制和幅度调制中的至少两种。

在本举例说明中，使能控制模块可以包括：

第四计时器，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，同时触发使能模块；

队列存储模块，用于存储调制类型队列，以及每隔所述时间间隔调取调制类型队列中的各个调制类型，

使能选择模块，用于依据队列存储模块调取的各个调制类型，依序产生对应的使能信号；所述各个使能信号包括：FM使能信号、PM使能信号和AM使能信号中的至少两种。

使能选择模块依据调制类型队列中的频率调制，产生FM使能信号时，FM调制模块依据FM使能信号对DDS模块进行频率调制；使能选择模块依据调制类型队列中的相位调制，产生PM使能信号时，PM调制模块依据PM使能信号对DDS模块进行相位调制；使能选择模块依据调制类型队列中的幅度调制，产生AM使能信号时，AM调制模块依据AM使能信号对DDS模块进行幅度调制。

通过设置调制类型队列并配合使能控制模块，可以实现在不同时间段使用不同的调制方式的分段调制功能。

综合上述各个举例说明，可以使调制波配置参数(频率偏移、相位偏差或者调制深度)、调制频率、调制类型均随着时间跳变，因此产生的调制信号非常复杂，大大增强了破译难度和提高了抗干扰能力。

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。

作为一个举例说明，实施例一中的信号发生器可以仅具有FM或PM中的其中一种调制功能。

作为一个举例说明，实施例一和实施例二所述的第一计时器402、第二计时器502和第三计时器702共用同一个计时器，节省了资源的开销。

作为一个举例说明，第一计时器402、第二计时器502和第三计时器702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、604以及D/A转换模块使用的工作时钟同步。

作为一个举例说明，第一计时器402、第二计时器502和第三计时器702也可以用一个累加器和一个比较器实现，累加器通过对工作时钟进行累加，将累加结果送入比较器和时间间隔做比较，当达到或者大于时间间隔时，则产生溢出信号，频率字选择模块403、相位字选择模块503和幅值选择模块703依据该溢出信号切换各队列中的下一组队列元素。

作为一个举例说明，可以通过配置频率偏移队列、相位偏差队列和调制深度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，当频率偏移队列中全部为同一个频率偏移时，频率字选择模块403取出来的每一组调制波频率控制字均相同，就实现了调制频率固定的调制。也可以以同样的方式禁用和启用调制相位、调制幅度固定的调制。

作为一个举例说明，本发明实施例提到的载波DDS模块204、604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，本发明实施例的频率字存储器401、相位字存储器501和调幅波存储器701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。

以上对本发明所提供的一种灵活的可分段调制的信号发生器，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 (9)

1.一种灵活的可分段调制的信号发生器，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，

所述调制波配置信息包括：调制波配置队列和对应的时间间隔；所述调制波配置队列包括：频率偏移队列或者相位偏差队列；

所述信号发生器还包括：

队列映射模块，用于将频率偏移队列或者相位偏差队列转换成对应的调制波频率控制字队列或者调制波相位控制字队列；

调制模块，用于存储调制波控制字队列，以及按照所述时间间隔调取调制波控制字队列中的各组队列元素，依据载波配置信息和各组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，所述调制模块包括：

频率字存储器，用于存储调制波频率控制字队列；

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，同时触发频率字选择模块；

频率字选择模块，用于每隔所述时间间隔，依序控制调制波频率控制字队列中的每一组调制波频率控制字输入至频率调制模块；

频率调制模块，用于按照载波配置信息和每一组新获取的调制波频率控制字进行频率调制，依序产生多组调控参数。

3.如权利要求1所述的信号发生器，其特征在于，所述调制模块包括：

相位字存储器，用于存储调制波相位控制字队列；

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，同时触发相位字选择模块；

相位字选择模块，用于每隔所述时间间隔，依序控制调制波相位控制字队列字中的每一组调制波相位控制字输入至相位调制模块；

相位调制模块，用于按照载波配置信息和每一组新获取的调制波相位控制字进行相位调制，依序产生多组调控参数。

4.如权利要求2或3所述的信号发生器，其特征在于，

所述调制波配置信息还包括：调制频率；

所述调制模块还包括：调制频率控制模块，用于依据调制频率，控制频率调制或相位调制的速度。

5.如权利要求2或3所述的信号发生器，其特征在于，

所述调制波配置信息还包括：调制频率队列；

所述调制模块还包括：

调制速度计时器，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，同时触发调制频率队列模块；

调制频率队列模块，用于存储调制频率队列，以及每隔所述时间间隔，依序控制调制频率队列中的每一个调制频率输入至调制频率控制模块；

调制频率控制模块，用于按照每一个新获取的调制频率控制频率调制或相位调制的速度。

6.一种灵活的可分段调制的信号发生器，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DDS模块，用于依据载波配置信息产生载波信号；

其特征在于，

所述调制波配置信息包括：调制深度队列和对应的时间间隔；

所述信号发生器还包括：

队列映射模块，用于将调制深度队列换成调制波幅度值队列；

调幅模块，用于存储调制波幅度值队列，以及按照所述时间间隔调取调制波幅度值队列中的各组队列元素，依据各组队列元素对载波信号进行幅度调制，产生多段调制信号。

7.如权利要求6所述的信号发生器，其特征在于，

所述调幅模块包括：

调幅波表存储器，用于存储调制波幅度值队列；

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，同时触发幅值选择模块；

幅值选择模块，用于每间隔所述时间间隔，依序控制调制波幅度值队列中的每一组调制波幅度值输入至幅度调制模块；

幅度调制模块，用于按照每一组新获取的调制波幅度值对载波信号进行幅度调制，依序产生多段调制信号。

8.如权利要求7所述的信号发生器，其特征在于，

所述调制波配置信息还包括：调制频率；

所述调幅模块还用于按照所述调制频率控制幅度调制的速度。

9.如权利要求7所述的信号发生器，其特征在于，

所述调制波配置信息还包括：调制频率队列；

所述调幅模块还包括：

调制速度计时器，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，同时触发调制频率队列模块；

调制频率队列模块，用于存储调制频率队列，以及每隔所述时间间隔，依序控制调制频率队列中的每一个调制频率输入至幅度调制模块；

调制频率控制模块，用于按照每一个新获取的调制频率控制幅度调制的速度。

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