CN214591385U - 一种低成本高性能信号产生装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种低成本高性能信号产生装置，属于通信技术领域，包括主控制器、信号产生电路和参考源电路，主控制器连接信号产生电路，参考源电路分别连接主控制器和信号产生电路，解决了采用锁相技术输出多路不同频段的射频信号，本实用新型信号产生频率范围大，从10MHz到15GHz，覆盖到毫米波。在15GHz内任意信号都可以产生，外加合适的滤波器即可以作为一个宽带信号源使用，本实用新型性能指标优秀。
Description
技术领域
本实用新型属于通信技术领域，尤其涉及一种低成本高性能信号产生装置。
背景技术
在微波系统和通信系统中，信号产生电路是不可缺少的功能。产生的信号可以做信号源、本振信号和时钟信号。
信号产生的主要方法主要有两种：一是直接法，通过对参考信号的倍频、分频和滤波实现；二是数字直接综合(DDS)。
第一种方法优点是单一信号产生速度快，小于10ns，相噪指标优异，相噪指标取决于参考时钟和频率值，杂散可以做到＜-70dBc；缺点是对宽带信号不好实现，方案复杂元器件量大，成本高。
第二种方法优点是可以产生单一信号，也可以产生窄带信号，速度较快在120ns左右，相噪好；缺点是信号杂散较差，产生信号频率低。
发明内容
本实用新型的目的是提供一种低成本高性能信号产生装置，解决了采用锁相技术输出多路不同频段的射频信号的技术问题。
为实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案：
一种低成本高性能信号产生装置，包括主控制器、信号产生电路和参考源电路，主控制器连接信号产生电路，参考源电路分别连接主控制器和信号产生电路；
主控制器用于接收外部频率值信号，并根据外部频率值信号向信号产生电路发出控制指令；
信号产生电路的输出端包括数个信号输出通道，每一个通道输出一个频段的射频信号；
信号产生电路用于产生基准源频率，基准源频率被输出到信号产生电路作为参考频率，同时，基准源频率被输出到主控制器进行监控。
所述主控制器为FPGA，型号为EPM1270T114。
所述信号产生电路包括多路射频信号产生电路，射频信号产生电路包括锁相环模块，锁相环模块为PLL芯片LMX2594。
所述信号产生电路还包括数个驱动放大器，每一个驱动放大器连接一个所述锁相环模块。
所述参考源电路包括100M频率参考源和时钟分路器，100M频率参考源连接时钟分路器，时钟分路器的输出端输出多路频率信号，每一个所述锁相环模块均连接一路所述频率信号；
时钟分路器另外输出一路监控信号到所述主控制器。
本实用新型所述的一种低成本高性能信号产生装置，解决了采用锁相技术输出多路不同频段的射频信号，本实用新型信号产生频率范围大，从10MHz到15GHz，覆盖到毫米波。在15GHz内任意信号都可以产生，外加合适的滤波器即可以作为一个宽带信号源使用，本实用新型性能指标优秀，外加滤波器输出信号杂散指标可小于-70dBc；相噪指标在15GHz处可达到-94dBc/Hz@1KHz(fosc100MHz，fpd200MHz)，在8GHz处可达到-100dBc/Hz@1KHz，3.5GHz处可达到-106dBc/Hz@1KHz，频率越低相噪越好。相噪指标与DDS相近，杂散指标超过DDS，可以满足大多数微波和通信系统应用，对于宽带信号产生，本实用新型的电路相对简单，占用体积小，成本低，具有比较突出的优势。而直接式和DDS需要复杂的开关滤波组件和变频放大电路，电路复杂成本高。
附图说明
图1是本实用新型的系统构架图；
图2是本实用新型的一个应用场景电路图；
图3是本实用新型的参考源电路的电路图；
图4是本实用新型的一路射频信号产生电路的电路图。
具体实施方式
由图1-图4所示的一种低成本高性能信号产生装置，包括主控制器、信号产生电路和参考源电路，主控制器连接信号产生电路，参考源电路分别连接主控制器和信号产生电路；
主控制器用于接收外部频率值信号，并根据外部频率值信号向信号产生电路发出控制指令；
信号产生电路的输出端包括数个信号输出通道，每一个通道输出一个频段的射频信号；
信号产生电路用于产生基准源频率，基准源频率被输出到信号产生电路作为参考频率，同时，基准源频率被输出到主控制器进行监控。
所述主控制器为FPGA，型号为EPM1270T114。
所述信号产生电路包括多路射频信号产生电路，射频信号产生电路包括锁相环模块，锁相环模块为PLL芯片LMX2594。
所述信号产生电路还包括数个驱动放大器，每一个驱动放大器连接一个所述锁相环模块。
所述参考源电路包括100M频率参考源和时钟分路器，100M频率参考源连接时钟分路器，时钟分路器的输出端输出多路频率信号，每一个所述锁相环模块均连接一路所述频率信号；
时钟分路器另外输出一路监控信号到所述主控制器。
如图3所示为本实施例的参考源电路的电路图，其中，U1000为100M频率参考源，U1001为时钟分路器，U1000的3脚输出时钟信号，U1000的3脚通过串联连接的电阻R1110H、电容C1047和C1067与U1001的13脚连接，电阻R1113的一端通过电容C1067连接U1001、另一端连接地线。
U1000的型号为100M频率参考源CVHD-950-100.000；
U1001的型号为时钟分路器LMK00101。
U1001的1脚、2脚、5脚、7脚、20脚、22脚和24脚分别通过电阻R1154、电阻R1155、电阻R1158、电阻R1159、电阻R1160、电阻R1157和电阻R1156输出多路频率信号：REFCLK5、REFCLK1、REFCLK3、REFCLK2、REFCLK4、REFCLK6和REFCLK7。
电阻R1032和电阻R1033串联连接后，一端连接正电源、另一端与U1000的供电端连接；电容C1005、电容C1045和电容C1170并联连接后一端连接U1000的供电端、另一端连接地线，电容C1046和电容C1171并联连接后，一端连接电阻R1032和电阻R1033的连接节点、另一端连接地线，电容C1048和电容C1006并联连接后，一端连接电阻R1033连接正电源的一端、另一端连接地线。
电阻R1034和电阻R1035串联连接后，一端连接正电源、另一端与U1001的供电端连接；电容C1007、电容C1049和电容C1172并联连接后一端连接U1001的供电端、另一端连接地线，电容C1050和电容C1173并联连接后，一端连接电阻R1034和电阻R1035的连接节点、另一端连接地线，电容C1051和电容C1008并联连接后，一端连接电阻R1035连接正电源的一端、另一端连接地线。
如图4所示为本实施例中的一路射频信号产生电路的电路图，包括锁相环模块U1002及其外围电路，锁相环模块U1002的8脚通过电容C1075与路频率信号REFCLK1连接，锁相环模块U1002的23脚通过电容C1009输出射频信号PLL1 OUT。
本实用新型所述的一种低成本高性能信号产生装置，解决了采用锁相技术时相噪差、输出频率范围小的技术问题，本实用新型信号产生频率范围大，从10MHz到15GHz，覆盖到毫米波。在15GHz内任意信号都可以产生，外加合适的滤波器即可以作为一个宽带信号源使用，本实用新型性能指标优秀，外加滤波器输出信号杂散指标可小于-70dBc；相噪指标在15GHz处可达到-94dBc/Hz@1KHz(fosc100MHz，fpd200MHz)，在8GHz处可达到-100dBc/Hz@1KHz，3.5GHz处可达到-106dBc/Hz@1KHz，频率越低相噪越好。相噪指标与DDS相近，杂散指标超过DDS，可以满足大多数微波和通信系统应用，对于宽带信号产生，本实用新型的电路相对简单，占用体积小，成本低，具有比较突出的优势。而直接式和DDS需要复杂的开关滤波组件和变频放大电路，电路复杂成本高。
Claims (5)
1.一种低成本高性能信号产生装置，其特征在于：包括主控制器、信号产生电路和参考源电路，主控制器连接信号产生电路，参考源电路分别连接主控制器和信号产生电路；
主控制器用于接收外部频率值信号，并根据外部频率值信号向信号产生电路发出控制指令；
信号产生电路的输出端包括数个信号输出通道，每一个通道输出一个频段的射频信号；
信号产生电路用于产生基准源频率，基准源频率被输出到信号产生电路作为参考频率，同时，基准源频率被输出到主控制器进行监控。
2.如权利要求1所述的一种低成本高性能信号产生装置，其特征在于：所述主控制器为FPGA，型号为EPM1270T114。
3.如权利要求1所述的一种低成本高性能信号产生装置，其特征在于：所述信号产生电路包括多路射频信号产生电路，射频信号产生电路包括锁相环模块，锁相环模块为PLL芯片LMX2594。
4.如权利要求3所述的一种低成本高性能信号产生装置，其特征在于：所述信号产生电路还包括数个驱动放大器，每一个驱动放大器连接一个所述锁相环模块。
5.如权利要求3所述的一种低成本高性能信号产生装置，其特征在于：所述参考源电路包括100M频率参考源和时钟分路器，100M频率参考源连接时钟分路器，时钟分路器的输出端输出多路频率信号，每一个所述锁相环模块均连接一路所述频率信号；
时钟分路器另外输出一路监控信号到所述主控制器。
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| CN202120796730.2U CN214591385U (zh) | 2021-04-19 | 2021-04-19 | 一种低成本高性能信号产生装置 |
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2021
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