射頻信號源顧名思義就是產線射頻信號的一個源,或者說是一臺儀表。有些地方可能會稱做矢量射頻信號源,咱們通常將只能產生模擬射頻單頻信號且沒法產生調製信號的這一類儀表稱做信號源,好比Rigol的DG系列微信
它能產生標準的如正弦波、方波、三角波一類的簡單信號,也可稱做爲是任意波形發生器。app
真正意義上的信號源是用於產生矢量信號,即數字通訊中經常使用的調製信號,支持如l/Q調製:ASK、FSK、MSK、PSK、QAM、AM、FM、脈衝信號等。ide
好比說Rigol的DSG系列
測試
經過下面框圖能夠簡單的看一看射頻信號源的原理。
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信號流程從左至右首先看到的是一個DDS以及鏈接到它的10M TCXO(或者也能夠叫OCXO),先來看這個DDS。.net
DDS直接數字合成3d
DDS是直接數字合成技術,簡單講也就是頻率合成技術。經過由混頻器、倍頻器和分頻器等組成,對標準頻率源進行加減乘除等必要的算術操做,再經過放大、濾波後分離選出須要的頻率信號。orm
DDS一般是輸出一個頻率比較小的信號,跟10M參考信號混頻後降頻主要負責儀表的低頻段輸出,而高頻率部分由VCO輸出。blog
10M TCXO接口
這個就是一個標準的10MHz的參考信號,通常在儀表的背部都會有一個10MHz IN和10MHz OUT兩個接口,用於將兩臺儀表時鐘同步。
在這裏10MHz主要是提供一個標準的參考信號,在此功能的板端都會有一個內置的頻率參考源用以輸出10M信號(以下圖),而上圖所示主要是起外部時鐘同步信號做用。
除了上述兩種之外,還有第三種,有些儀表的選配項包括一個TCXO或者OCXO咱們叫高穩晶振,或者叫晶體諧振器,它的諧振頻率很穩定,因此通常用於選件的方式來添加,它通常經過儀表的背部接口處直接插入就好,比較方便,儀表廠商會從新針對頻率項進行復測以確保頻率是穩定且準確的。
VCO
VCO通常指壓控振盪器,經過原理圖標咱們能夠看出這種圖示一一般是源器件的標識。
壓控振盪器指輸出頻率與輸入控制電壓有對應關係的振盪電路,其實也就是產生一個範圍的頻率區間。一部分頻率會經過【P/D】鑑相器與DDS和10M參考信號混頻而來的一路信號進行鑑相,鑑相器的主要功能就是將兩路信號的相位進行鑑別和統一,保持相位的一致性。VCO鑑相的這一條經過是經過下面兩張圖都有的一個器件:Divider來操做的。
鑑相完之後的標準信號有些儀表可能會須要倍頻,這個時候就會用到倍頻器,以下圖紅框,倍頻器的路徑可能不是一條通路,舉個例子:頻率爲9k~15GHz的頻率範圍,在頻率合成單元可能只產生的是一個9k~4GHz的一個低頻信號,而後經過倍頻器,不段的往上倍頻以產生更高頻率的區間。
因此對於工程師而言在排查一些問題的時候,若是頻率範圍不同可能板端走的路徑是不一樣的。倍頻主要是針對一些頻率較高的儀表會使用。
IQ調製
對於支持內外IQ調製功能的儀表會多一塊IQ的板子,主要負責調製信號的產生。在儀表的背部會有I IN、I OUT、Q IN、Q OUT四個BNC接口用以鏈接外部調製信號。
另一種是儀表自帶的內部IQ調製功能,用戶可選擇內部和外部兩種IQ調製方式,內部I+Q調製帶寬達60MHz,EVM<0.7%,EVM<2%(典型值),官網能夠下載免費的Ultra IQ Station用於方便的生成矢量信號波形。
一般標配調幅,調頻,調相等模擬調製方式,可選配脈衝調製及脈衝序列發生器自定義的脈衝序列,以及I/Q調製和IQ基帶發生器,可生成QAM、ASK、PSK、FSK、MSK等各類經常使用的調製信號,全部調製都支持內部和外部調製源。
接下來信號會通過一個叫ALC的環路
ALC(Automatic Level Control)自動電平控制,是針對因爲器件自己變化,環境引發工做點變化等,在電路中加入的穩定電平的電路。在必定範圍內,ALC電路自動糾正偏移的電平回到要求的數值。例如功率ALC電路,就是射頻信號源的幅度輸出值測試過程當中,要求輸出必定功率,因爲器件由冷變熱致使放大倍數變化功率偏離要求,ALC電路自動感知這個變化調整迴路的參數,使得功率維持正常數值。
實現上述這個過程當中一般ALC電路會搭配可調衰減器來調整補償幅度值。
可調衰減器電路一般是由反向串聯的不少二極管組成。
ALC電路其實還包含有如指數放大、比較積分、零點調節、對數放大、檢波、功率分配等電路,整個過程仍是挺複雜的,這裏之後慢慢講。
在信號流圖的最後面輸出以前會看到還有一個ATT的圖示,這個是幹什麼的?
咱們在使用信號源的時候功率輸出幅度的範圍一般是很大的一個區間,以Riogl的DSG系列射頻信號源來講,其幅度值最大在-110dBm~+20dBm,但是經過ALC電路搭配可調衰減器是不足以達到這麼大的取值範圍,因此在終端輸出以前會再加一個單獨的ATT電路,即固定衰減器電路,這裏面是由不一樣大小的衰減器及直通開關組成,經過不一樣路徑的組合達到衰減量變化的目的。
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