CN106849944B - 一种中频信号源模块 - Google Patents

Abstract

本发明属于频率合成技术领域，涉及对现有频率合成技术的完善和改进。一种中频信号源模块，包括锁相环电路[3]、控制器[2]、DAC电路[6]、功分器[1]，其特征是，还包括一个由第一滤波器[7]、第二滤波器[8]等直至第N滤波器[9]组成的N通道滤波器组件；本发明硬件电路简单，省掉了多个锁相环电路，降低了功耗，节省了成本，且其输出的信号灵活，频率分辨率低，可根据雷达功能需要，调整任一输出端输出信号的频率、相位、幅度和调制方式。该发明很适合应用于需要提供较多频标信号和较复杂调制信号的电子设备，如雷达、干扰机等。

Description

一种中频信号源模块

1.所属技术领域

本发明属于频率合成技术领域，涉及对现有频率合成技术的完善和改进。

2.背景技术

随着雷达技术的不断发展，雷达的功能越来越多，雷达内部的中频信号源模块的设计也变得越来越复杂，中频信号源模块输出的中频信号呈多样化趋势，需要提供雷达内部的各种时钟信号及收发电路的中、低频段的本振信号，还需要提供雷达发射中频信号。传统中频信号源模块的结构原理框图见图1，它由功分器1、控制器2、DAC电路6、滤波器7、第一锁相环电路3、第二锁相环电路4等直至第N锁相环电路5组成。外部基准时钟信号输入到功分器1的输入端1a,功分器的输出端分别接到第一锁相环电路3、第二锁相环电路4等直至第N锁相环电路5的信号输入端，第一锁相环电路3的输出端连接到DAC电路6的时钟输入端6a，DAC电路6的同步时钟输出端6d连接到控制器2的时钟输入端，控制器2的输出端连接到DAC电路6的控制信号输入端6c，DAC电路6的输出端6b连接到滤波器7的输入端，滤波器7的输出端为传统中频信号源模块的一个输出端，第二锁相环电路4等直至第N锁相环电路5的输出端为传统中频信号源的其他输出端。传统的这种中频信号源，使用了太多的锁相环电路，电路复杂，功耗较大，成本高，设计、调试周期较长，其多数信号是由锁相环电路直接输出，导致这部分信号很不灵活，无法实现调制功能，相位、幅度也无法调节，其输出信号模式单一，通常只能输出点频信号，且一旦选择好元器件，则只能在一个相对较窄的频率范围内调整信号频率，信号的频率分辨率也很低，一般是MHz量级，难以满足雷达的某些特殊功能的需要。

3.发明创造的目的

提出一种新的中频信号源模块，一方面能够简化设计、降低功耗和成本，另一方面能够显著提高模块输出信号的灵活性，以便能够依据雷达功能需求精确调整各通道输出信号的频率、幅度、相位、调制方式等。

4.技术方案

一种中频信号源模块，包括锁相环电路3、控制器2、DAC电路6、功分器1，还包括一个由第一滤波器7、第二滤波器8等直至第N滤波器9组成的N通道滤波器组件，N值可根据电路需要合理调整。外部基准信号输入到锁相环电路3的输入端，锁相环电路3的输出端连接到DAC电路6的时钟输入端6a，DAC电路6的同步时钟输出端6d连接到控制器2的时钟输入端，控制器2的控制信号输出端连接到DAC电路6的控制信号输入端6c，DAC电路6的输出端6b连接到功分器1的信号输入端1a，功分器1的输出端分别接到第一滤波器7、第二滤波器8等直至第N滤波器9的输入端，这些滤波器的各个输出端即为中频信号源模块的最终输出端。

5.发明创造的优点和用途

本发明硬件电路简单，省掉了多个锁相环电路，降低了功耗，节省了成本，且其输出的信号灵活，频率分辨率低，可根据雷达功能需要，调整任一输出端输出信号的频率、相位、幅度和调制方式。该发明很适合应用于需要提供较多频标信号和较复杂调制信号的电子设备，如雷达、干扰机等。

6.附图和附图说明

图1是传统方法的结构原理框图。

图2是本发明的结构原理框图。

7.具体实施方式

下面对本发明做进一步详细说明。一种基于高速DAC的中频信号源模块，包括锁相环电路3、控制器、DAC电路6、功分器1，还包括一个由第一滤波器7、第二滤波器8等直至第N滤波器9组成的N通道滤波器组件，N值可更据电路需要合理调整。外部基准信号输入到锁相环电路3的输入端，锁相环电路3的输出端连接到DAC电路6的时钟输入端6a，DAC电路6的同步时钟输出输端6d连接到控制器2的时钟输入端，控制器2的控制信号输出端连接到DAC电路6的控制信号输入端6c，DAC电路6的输出端6b连接到功分器1的信号输入端1a，功分器1的输出端分别接到第一滤波器7、第二滤波器8等直至第N滤波器9的输入端，这些滤波器的输出端即为中频信号源模块的最终输出端。

本发明的工作原理：外部基准信号输入到锁相环电路3，锁相环电路3输出一个时钟信号作为DAC电路6工作时钟，DAC电路6输出一个同步时钟信号给控制电路2，作为控制电路2的工作时钟，控制电路2完成中频信号源模块需要输出的多个信号的参数计算与合成，假设最后需要输出信号的时域表达式分别为y₁(t)、y₂(t)、y₃(t)……y_n(t),则在控制电路2中将表达式为y＝y₁(t)+y₂(t)+y₃(t)+……y_n(t)的复合信号以DAC电路6的实际转换速率量化成DAC电路6所要求的数据格式，然后将这些数据输入DAC电路6完成数模转换，此时的转换结果包含了多个信号的信息，经过功分器1功分出多路信号，然后分别经过匹配滤波器各取所需，滤出各端口对应的信号输出。

本发明的一个实施例中，锁相环电路3的核心器件是一片型号为HMC440的鉴相器、一片型号为AD797的运算放大器和一片型号为HMC385的压控振荡器，DAC电路6的核心器件是一片AD9739，控制电路2的核心器件是一片为一片型号为XC5VSX95T的FPGA，功分器1是一片型号为HE022-4的四功分器，第一滤波器7、第二滤波器8直至第N滤波器9选用的全部是LTCC带通滤波器，该实施例同时输出4路中频信号，每路信号的频率分辨率都优于0.0001Hz，DAC电路输出的频率范围为DC～3.6GHz，实际应用中可根据雷达内部电路设计的需要，合理选择功分器和滤波器的工作频段，以便获取所需频段的信号。

Claims (1)

1.一种中频信号源模块，包括锁相环电路(3)、控制器(2)、DAC电路(6)、功分器(1)，其特征是，还包括一个由第一滤波器(7)、第二滤波器(8)直至第N滤波器(9)组成的N通道滤波器组件；外部基准信号输入到锁相环电路(3)的输入端，锁相环电路(3)的输出端连接到DAC电路(6)的时钟输入端(6a)，DAC电路(6)的同步时钟输出端(6d)连接到控制器(2)的时钟输入端，控制器(2)的控制信号输出端连接到DAC电路(6)的控制信号输入端(6c)，DAC电路(6)的输出端(6b)连接到功分器(1)的信号输入端(1a)，功分器(1)的输出端分别接到第一滤波器(7)、第二滤波器(8)直至第N滤波器(9)的输入端，这些滤波器的各个输出端即为中频信号源模块的最终输出端；所述中频信号源模块采用1个DAC电路、1个锁相环电路(3)；

控制器(2)完成中频信号源模块需要输出的多个信号的参数计算与合成，并将数据输入DAC电路(6)完成数模转换，转换结果包含多个信号的信息，经功分器(1)功分出多路信号。

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