CN204334482U - 一种可以同时输出多种类型信号的信号发生器 - Google Patents

Abstract

一种可以同时输出多种类型信号的信号发生器，包括：时钟分配电路、宽带信号产生电路、D/A变换及上变频电路、本振信号产生电路、信号链路调整电路、控制电路及信号合成电路；时钟分配电路与宽带信号产生及本振信号产生电路连接，产生基准时钟；宽带信号产生电路与D/A变换及上变频电路连接，产生各种基带数字信号；D/A变换及上变频电路与信号链路调整电路连接，产生各种射频信号；本振信号产生电路与D/A变换及上变频电路及信号链路调整电路连接，产生变频所用的本振信号及单频信号；控制电路与宽带信号产生及本振信号产生电路连接，设置各种工作参数；信号链路调整电路与信号合成电路连接，产生多路功率基本一致的信号合成为一路输出。

Description

一种可以同时输出多种类型信号的信号发生器

技术领域

本实用新型涉及一种信号发生器,特别是涉及一种可以同时输出多种类型信号的信号发生器。

背景技术

现有信号发生器的种类较多，有单载波、多载波、脉冲等信号发生器,但能够同时输出多路不同类型信号的信号发生器却很少见。在同时需要多路多类型信号的时候，通常是采用多台信号发生器加合路器的方式来实现。请参阅图1所示，是现有技术多台信号发生器合成输出的方框图。在图中，信号发生器1至信号发生器N产生的信号1至信号N通过N路信号合成器合成后射频输出，实现了多路不同类型信号的同时输出。但是现有的这种实现方式存在着以下问题：

一、需要多台不同型号的信号发生器，大大增加了成本；

二、各信号发生器之间基于不同的基准源，难以保证各路输出信号的同步。

由此可见，上述现有的多种类型信号同时输出的实现方式显然仍存在有不便与缺陷，而亟待加以进一步改进。

发明内容

本实用新型的目的在于，克服现有的实现多种类型信号同时输出的方式存在的缺陷，而提供一种新型结构的可以同时输出多种类型信号的信号发生器，所要解决的技术问题是使其可以同时产生多种不同类型、带宽可变的输出信号，并合成为一路输出，以满足同时需要多种信号的应用场合，非常适于实用。

本实用新型的目的及解决其技术问题是采用以下的技术方案来实现的。依据本实用新型提出的一种可以同时输出多种类型信号的信号发生器,其特征在于其包括：时钟分配电路、宽带信号产生电路、D/A变换及上变频电路、本振信号产生电路、信号链路调整电路、控制电路以及信号合成电路；其中，所述时钟分配电路的输出端分别与所述宽带信号产生电路的输入端及所述本振信号产生电路的输入端连接，输出基准时钟信号；所述宽带信号产生电路的输出端与所述D/A变换及上变频电路的输入端连接，输出各种基带数字信号；所述D/A变换及上变频电路的输出端与所述信号链路调整电路的输入端连接，输出各种频率的射频信号；所述本振信号产生电路的输出端与所述D/A变换及上变频电路的输入端连接，输出变频所需要的本振信号，所述本振信号产生电路的输出端还与所述信号链路调整电路的输入端连接，输出单频信号；所述控制电路分别与所述宽带信号产生电路及所述本振信号产生电路连接，输出各种工作参数设置信号至所述宽带信号产生电路及所述本振信号产生电路；所述信号链路调整电路的输出端与所述信号合成电路的输入端连接，输出多路功率基本一致的信号由所述信号合成电路合成为一路输出。

本实用新型的目的以及解决其技术问题还可以采用以下的技术措施来进一步实现。

前述的可以同时输出多种类型信号的信号发生器，其中所述时钟分配电路包括：高稳定度恒温晶振及时钟分配芯片；所述高稳定度恒温晶振的输出端与所述时钟分配芯片的输入端连接，所述时钟分配芯片的输出端分别与所述宽带信号产生电路的输入端及所述本振信号产生电路的输入端连接，输出所述基准时钟信号。

前述的可以同时输出多种类型信号的信号发生器，其中所述时钟分配芯片包括：一个第一级时钟分配芯片及三个第二级时钟分配芯片；所述高稳定度恒温晶振的输出端与所述第一级时钟分配芯片的输入端连接，所述第一级时钟分配芯片的输出端分别与三个所述第二级时钟分配芯片输入端连接，三个所述第二级时钟分配芯片具有十二个输出端，输出十二路所述基准时钟信号；其中一个输出端与所述宽带信号产生电路的输入端连接，另外十一个输出端与所述本振信号产生电路的输入端连接。

前述的可以同时输出多种类型信号的信号发生器，其中所述宽带信号产生电路包括：现场可编程门阵列；所述现场可编程门阵列的输入端与所述时钟分配电路的输出端连接，所述现场可编程门阵列的输出端与所述D/A变换及上变频电路的输入端连接，所述现场可编程门阵列还与所述控制电路连接，根据各种工作参数设置信号输出所述各种基带数字信号。

前述的可以同时输出多种类型信号的信号发生器，其中所述本振信号产生电路包括：压控振荡器电路；所述压控振荡器电路的输入端与所述时钟分配电路的输出端连接，所述压控振荡器电路的输出端分别与所述D/A变换及上变频电路的输入端及所述信号链路调整电路的输入端连接，所述压控振荡器电路还与所述控制电路连接，根据各种工作参数设置信号输出所述变频所需要的本振信号及所述单频信号。

前述的可以同时输出多种类型信号的信号发生器，其中所述D/A变换及上变频电路包括：D/A变换电路、滤波电路及上变频处理电路；所述D/A变换电路的输入端与所述宽带信号产生电路的输出端连接，所述D/A变换电路的输出端与所述滤波电路的输入端连接，输出所述各种基带数字信号D/A变换后的模拟基带信号；所述滤波电路的输出端与所述上变频处理电路的输入端连接，所述变频处理电路的输入端还与所述本振信号产生电路的输出端连接，所述变频处理电路的输出端与所述信号链路调整电路的输入端连接，输出所述模拟基带信号滤波后根据变频所需要的本振信号上变频处理变换到各种射频频率上的所述各种频率的射频信号。

前述的可以同时输出多种类型信号的信号发生器，其中所述控制电路设有信号发生器与外部通信的电路。

前述的可以同时输出多种类型信号的信号发生器，其中所述信号链路调整电路包括：可调的衰减器；所述可调的衰减器的输入端分别与所述D/A变换及上变频电路的输出端及所述本振信号产生电路的输出端连接，根据所述各种频率的射频信号及所述单频信号的实际输出进行补偿输出所述多路功率基本一致的信号。

前述的可以同时输出多种类型信号的信号发生器，其中所述信号合成电路包括：三个第一级信号合成电路、一个第二级信号合成电路及一个第三级信号合成电路；所述信号链路调整电路具有十一个输出端；三个所述第一级信号合成电路的输入端与所述信号链路调整电路的九个输出端连接，三个所述第一级信号合成电路的输出端分别与所述第二级信号合成电路的输入端连接，所述第二级信号合成电路的输出端与所述第三级信号合成电路的输入端连接，所述第三级信号合成电路的输入端还与所述信号链路调整电路的另外两个输出端连接，根据所述多路功率基本一致的信号合成为一路由所述第三级信号合成电路的输出端输出。

前述的可以同时输出多种类型信号的信号发生器，同时产生的十一路不同类型的信号合成为一路输出的输出信号的频率范围为950MHz到1450MHz。

本实用新型与现有技术相比具有明显的优点和有益效果。借由上述技术方案，本实用新型一种可以同时输出多种类型信号的信号发生器至少具有下列优点及有益效果：本实用新型可以同时产生多种不同类型、带宽可变的输出信号，并合成为一路输出，可以满足同时需要多种信号输出的应用，保证各路信号间的同步，降低成本。

上述说明仅是本实用新型技术方案的概述，为了能够更清楚了解本实用新型的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本实用新型的上述和其他目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举较佳实施例,并配合附图,详细说明如下。

附图说明

图1是现有技术多台信号发生器合成输出的方框图。

图2是本实用新型可以同时输出多种类型信号的信号发生器的组成方框图。

图3是本实用新型可以同时输出多种类型信号的信号发生器的时钟分配示意图。

图4是本实用新型可以同时输出多种类型信号的信号发生器的信号合成输出方框图。

201：时钟分配电路          202：宽带信号产生电路

203：D/A变换及上变频电路   204：本振信号产生电路

205：信号链路调整电路      206：控制电路

207：信号合成电路          301：高稳定度恒温晶振

302：时钟分配芯片          S1～S20：信号

具体实施方式

为更进一步阐述本实用新型为达成预定发明目的所采取的技术手段及功效,以下结合附图及较佳实施例，对依据本实用新型提出的一种可以同时输出多种类型信号的信号发生器其具体实施方式、结构、特征及其功效,详细说明如后。

本实用新型可以同时输出多种类型信号的信号发生器是基于同一时钟参考源在同一台设备中实现同时产生多路不同类型的信号，并合成输出,其信号带宽可变，各路信号的频率、功率、输出带宽都可以独立设置，分别进行调节，各路信号可以根据设置的时间间隔在指定的频率范围内进行扫频。

请参阅图2所示，是本实用新型可以同时输出多种类型信号的信号发生器的组成方框图。本实用新型可以同时输出多种类型信号的信号发生器主要由时钟分配电路201、宽带信号产生电路202、D/A变换及上变频电路203、本振信号产生电路204、信号链路调整电路205、控制电路206和信号合成电路207组成。其中，时钟分配电路201的输出端分别与宽带信号产生电路202的输入端及本振信号产生电路204的输入端连接，输出基准时钟信号(包括：参考时钟和数据时钟)S1～S12。宽带信号产生电路202的输出端与D/A变换及上变频电路203的输入端连接，输出各种基带数字信号S13。D/A变换及上变频电路203的输出端与信号链路调整电路205的输入端连接，输出各种频率的射频信号S14。本振信号产生电路204的输出端与D/A变换及上变频电路203的输入端连接，输出变频所需要的本振信号S15，本振信号产生电路204的输出端还与信号链路调整电路205的输入端连接，输出单频信号S16。控制电路206分别与宽带信号产生电路202及本振信号产生电路204连接，输出各种工作参数设置信号S17、S18至宽带信号产生电路202及本振信号产生电路204。信号链路调整电路206的输出端与信号合成电路207的输入端连接，输出多路功率基本一致的信号S19由信号合成电路207合成为一路S20输出。

在本实用新型的一较佳实施例中,本实用新型的信号发生器可以同时产生的十一路不同类型的信号，并合成为一路输出，其输出信号的频率范围为950MHz到1450MHz。

请参阅图3所示，是本实用新型可以同时输出多种类型信号的信号发生器的时钟分配示意图。本实用新型的时钟分配电路201包括：高稳定度恒温晶振301和时钟分配芯片302。高稳定度恒温晶振301的输出端与时钟分配芯片302的输入端连接，时钟分配芯片302的输出端分别与宽带信号产生电路202的输入端及本振信号产生电路204的输入端连接，输出基准时钟信号S1～S12。本实用新型信号发生器的各路宽带信号及本振信号的产生均是基于此基准时钟信号S1～S12的基准频率，因此本实用新型可以保证各路输出信号的同步。

在本实用新型的一较佳实施例中，基准时钟分配电路201采用两级分配的方式，例如：时钟分配芯片302可包括：一个第一级时钟分配芯片和三个第二级时钟分配芯片，以获得十二路基准时钟信号。其中，高稳定度恒温晶振301的输出端与第一级时钟分配芯片的输入端连接，第一级时钟分配芯片的输出端分别与三个第二级时钟分配芯片输入端连接，三个第二级时钟分配芯片具有十二个输出端，输出十二路基准时钟信号，其中一个输出端与宽带信号产生电路202的输入端连接，输出数据产生时钟,另外十一个输出端与本振信号产生电路204的输入端连接,输出十一路参考时钟。

在本实用新型的一较佳实施例中，宽带信号产生电路202包括：现场可编程门阵列(Field-Programmable Gate Array，FPGA)，FPGA的输入端与时钟分配电路201的输出端连接，FPGA的输出端与D/A变换及上变频电路203的输入端连接，同时FPGA还与控制电路206连接。FGPA可根据各种工作参数设置信号S17并根据所要求信号种类的不同和带宽的不同进行不同的数字处理，获得所需的各种基带数字信号S13输出。

在本实用新型的一较佳实施例中，本振信号产生电路204同时也是单频信号产生电路，其包括：压控振荡器电路(VCO)。VCO电路的输入端与时钟分配电路201的输出端连接，VCO电路的输出端分别与D/A变换及上变频电路203的输入端及信号链路调整电路205的输入端连接，同时VCO电路还与控制电路206连接。VCO电路可根据各种工作参数设置信号S18采用锁相的方式，获得变频所需要的本振信号S15及单频信号S16输出。

在本实用新型的一较佳实施例中，D/A变换及上变频电路203包括：D/A变换电路、滤波电路及上变频处理电路。其中，D/A变换电路的输入端与宽带信号产生电路202的输出端连接，D/A变换电路的输出端与滤波电路的输入端连接，将各种基带数字信号S13通过D/A变换后得到模拟基带信号。滤波电路的输出端与上变频处理电路的输入端连接，变频处理电路的输入端还与本振信号产生电路204的输出端连接，变频处理电路的输出端与信号链路调整电路205的输入端连接，将模拟基带信号滤波后根据变频所需要的本振信号S15上变频处理变换到各种射频频率上，获得各种频率的射频信号S14输出。

在本实用新型的一较佳实施例中，控制电路206还设有能够使信号发生器与外部通信的电路。因此通过控制电路206不但可设置信号发生器的各种工作参数，还可以通过此电路实现信号发生器与外部设备的通信。

为保证本实用新型的信号发生器多路信号的输出功率的一致性，需要对各路射频信号进行调整。在本实用新型的一较佳实施例中，信号链路调整电路205包括：可调的衰减器，可调的衰减器的输入端分别与D/A变换及上变频电路203的输出端及本振信号产生电路204的输出端连接。可调的衰减器可根据各种频率的射频信号S14及单频信号S16每一路的实际输出进行补偿，保证每路输出信号的功率基本一致。

请参阅图4所示，是本实用新型可以同时输出多种类型信号的信号发生器的信号合成输出方框图。在本实用新型的一较佳实施例中，信号合成电路207可以实现了十一路信号的合成。其信号的合成采用的是分级合成的方法，其中九路信号分为三组分两次进行合成，合成后的信号再与另外两路信号进行合成，从而实现十一路信号的合成。因此，本实用新型的信号合成电路207可包括：三个第一级信号合成电路、一个第二级信号合成电路和一个第三级信号合成电路。其中信号链路调整电路205具有十一个输出端，三个第一级信号合成电路的输入端与信号链路调整电路205的九个输出端连接，三个第一级信号合成电路的输出端分别与第二级信号合成电路的输入端连接，第二级信号合成电路的输出端与第三级信号合成电路的输入端连接，第三级信号合成电路的输入端同时还与信号链路调整电路的另外两个输出端连接，将多路功率基本一致的信号S19合成为一路S20由第三级信号合成电路的输出端输出。

以上所述，仅是本实用新型的较佳实施例而已，并非对本实用新型作任何形式上的限制，虽然本实用新型已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本实用新型，任何熟悉本专业的技术人员在不脱离本实用新型技术方案范围内，当可利用上述揭示的技术内容作出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本实用新型技术方案的内容，依据本实用新型的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰,均仍属于本实用新型技术方案的范围内。

Claims (10)

1.一种可以同时输出多种类型信号的信号发生器,其特征在于其包括：时钟分配电路、宽带信号产生电路、D/A变换及上变频电路、本振信号产生电路、信号链路调整电路、控制电路以及信号合成电路；其中，

所述时钟分配电路的输出端分别与所述宽带信号产生电路的输入端及所述本振信号产生电路的输入端连接，输出基准时钟信号；

所述宽带信号产生电路的输出端与所述D/A变换及上变频电路的输入端连接，输出各种基带数字信号；

所述D/A变换及上变频电路的输出端与所述信号链路调整电路的输入端连接，输出各种频率的射频信号；

所述本振信号产生电路的输出端与所述D/A变换及上变频电路的输入端连接，输出变频所需要的本振信号，所述本振信号产生电路的输出端还与所述信号链路调整电路的输入端连接，输出单频信号；

所述控制电路分别与所述宽带信号产生电路及所述本振信号产生电路连接，输出各种工作参数设置信号至所述宽带信号产生电路及所述本振信号产生电路；

所述信号链路调整电路的输出端与所述信号合成电路的输入端连接，输出多路功率基本一致的信号由所述信号合成电路合成为一路输出。

2.根据权利要求1所述的可以同时输出多种类型信号的信号发生器,其特征在于其中所述时钟分配电路包括：高稳定度恒温晶振及时钟分配芯片；所述高稳定度恒温晶振的输出端与所述时钟分配芯片的输入端连接，所述时钟分配芯片的输出端分别与所述宽带信号产生电路的输入端及所述本振信号产生电路的输入端连接，输出所述基准时钟信号。

3.根据权利要求2所述的可以同时输出多种类型信号的信号发生器,其特征在于其中所述时钟分配芯片包括：一个第一级时钟分配芯片及三个第二级时钟分配芯片；所述高稳定度恒温晶振的输出端与所述第一级时钟分配芯片的输入端连接，所述第一级时钟分配芯片的输出端分别与三个所述第二级时钟分配芯片输入端连接，三个所述第二级时钟分配芯片具有十二个输出端，输出十二路所述基准时钟信号；其中一个输出端与所述宽带信号产生电路的输入端连接，另外十一个输出端与所述本振信号产生电路的输入端连接。

4.根据权利要求1所述的可以同时输出多种类型信号的信号发生器,其特征在于其中所述宽带信号产生电路包括：现场可编程门阵列；所述现场可编程门阵列的输入端与所述时钟分配电路的输出端连接，所述现场可编程门阵列的输出端与所述D/A变换及上变频电路的输入端连接，所述现场可编程门阵列还与所述控制电路连接，根据各种工作参数设置信号输出所述各种基带数字信号。

5.根据权利要求1所述的可以同时输出多种类型信号的信号发生器,其特征在于其中所述本振信号产生电路包括：压控振荡器电路；所述压控振荡器电路的输入端与所述时钟分配电路的输出端连接，所述压控振荡器电路的输出端分别与所述D/A变换及上变频电路的输入端及所述信号链路调整电路的输入端连接，所述压控振荡器电路还与所述控制电路连接，根据各种工作参数设置信号输出所述变频所需要的本振信号及所述单频信号。

6.根据权利要求1所述的可以同时输出多种类型信号的信号发生器,其特征在于其中所述D/A变换及上变频电路包括：D/A变换电路、滤波电路及上变频处理电路；所述D/A变换电路的输入端与所述宽带信号产生电路的输出端连接，所述D/A变换电路的输出端与所述滤波电路的输入端连接，输出所述各种基带数字信号D/A变换后的模拟基带信号；所述滤波电路的输出端与所述上变频处理电路的输入端连接，所述变频处理电路的输入端还与所述本振信号产生电路的输出端连接，所述变频处理电路的输出端与所述信号链路调整电路的输入端连接，输出所述模拟基带信号滤波后根据变频所需要的本振信号上变频处理变换到各种射频频率上的所述各种频率的射频信号。

7.根据权利要求1所述的可以同时输出多种类型信号的信号发生器,其特征在于其中所述控制电路设有信号发生器与外部通信的电路。

8.根据权利要求1所述的可以同时输出多种类型信号的信号发生器,其特征在于其中所述信号链路调整电路包括：可调的衰减器；所述可调的衰减器的输入端分别与所述D/A变换及上变频电路的输出端及所述本振信号产生电路的输出端连接，根据所述各种频率的射频信号及所述单频信号的实际输出进行补偿输出所述多路功率基本一致的信号。

9.根据权利要求1所述的可以同时输出多种类型信号的信号发生器,其特征在于其中所述信号合成电路包括：三个第一级信号合成电路、一个第二级信号合成电路及一个第三级信号合成电路；所述信号链路调整电路具有十一个输出端；三个所述第一级信号合成电路的输入端与所述信号链路调整电路的九个输出端连接，三个所述第一级信号合成电路的输出端分别与所述第二级信号合成电路的输入端连接，所述第二级信号合成电路的输出端与所述第三级信号合成电路的输入端连接，所述第三级信号合成电路的输入端还与所述信号链路调整电路的另外两个输出端连接，根据所述多路功率基本一致的信号合成为一路由所述第三级信号合成电路的输出端输出。

10.根据权利要求1至9中任一权利要求所述的可以同时输出多种类型信号的信号发生器,其特征在于其同时产生的十一路不同类型的信号合成为一路输出的输出信号的频率范围为950MHz到1450MHz。