一种信号发生器和信号产生方法技术

本申请公开了一种信号发生器，包括：参数设置单元、处理器、信号产生单元、数模转换器和模拟通道，信号产生单元又包括数字信号产生模块、白噪声产生模块、第一衰减模块、第二衰减模块和叠加处理模块，根据信噪比数字信号产生模块、白噪声产生模块分别产生数字信号和噪声，再对数字信号和噪声进行衰减、叠加和增益控制，使得信号发生器输出的波形信息具有一定的信噪比，可模拟信道带来的干扰，使得最终测试的结果更接近实际，也可设置不同的信噪比来模拟信号受到的不同干扰，真实反映不同条件下待测电路或系统的性能，使得信号发生器的功能更完备、性能更稳定。相应地，本申请还公开了一种信号发生器的信号产生办法。

【技术实现步骤摘要】

本申请涉及电子仪器领域，尤其是一种信号发生器和信号产生方法。
技术介绍
信号发生器常用于在工程调试中，替代通信系统中的真实信号源，输出用户需要的信号用于测试待测电路或系统的性能。通信系统一般由信息源、信道、信宿组成，实际应用中，信道一般包含大量干扰与噪声，该噪声会对信宿的接收造成影响。电子设备或者电子系统中信号与噪声的比例称为信噪比(SIGNAL-NOISERATIO，SNR)，信噪比的计量单位是dB，传统的信号发生器不能设置任意信号的信噪比，不能模拟信道带来的干扰，会导致最终测试的性能和指标与实际情况略有偏差，不能真实反映待测电路或系统的性能。
技术实现思路
本申请提供一种信号发生器和信号产生方法，产生用户需要的、信噪比可设置的波形信号。根据本申请的第一方面，本申请提供一种信号发生器，用于根据用户设置的参数输出用户需要的波形信号，包括：参数设置单元、处理器、信号产生单元和数模转换器，所述信号产生单元包括数字信号产生模块；所述数字信号产生模块用于根据所述初始相位和频率产生数字信号；所述参数设置单元用于用户设置参数，所述参数包括初始相位、频率和信噪比；所述参数包括：初始相位、频率、峰峰值和信噪比等，根据用户设置的参数，确定数字信号的相位、频率、峰峰值，并根据有效值计算公式计算数字信号的峰峰值有效值；所述处理器还用于根据数字信号的峰峰值有效值和信噪比计算公式，计算噪声的峰峰值有效值，再进一步计算噪声的峰峰值；所述信号产生单元还包括白噪声产生模块和叠加处理模块；所述数字信号产生模块根据所述数字信号的相位、频率和峰峰值，生成数字信号；所述白噪声产生模块根据所述噪声的峰峰值，生成噪声；所述叠加处理模块将所述数字信号与噪声进行叠加，输出叠加信号；所述数模转换器将所述叠加信号进行数模转换，输出模拟信号，即用户需要的波形信号。在有些实施例中，所述处理器还用于根据所述数字信号的峰峰值和噪声的峰峰值，得到第一衰减系数和第二衰减系数。在有些实施例中，所述信号产生单元还包括第一衰减模块和第二衰减模块，所述第一衰减模块两端分别与所述数字信号产生模块和所述叠加处理模块相连接，根据所述第一衰减系数，对所述数字信号的数字量进行衰减；所述第二衰减模块两端分别与所述白噪声产生模块和所述叠加处理模块相连接，根据所述第二衰减系数，对所述噪声的数字量进行衰减。在有些实施例中，所述信号发生器还包括模拟通道，所述模拟通道根据所述数字信号的峰峰值和噪声的峰峰值之和的总峰峰值，对所述模拟信号进行增益控制。在有些实施例中，所述参数设置单元还包括信噪比设置模块，用于用户设置和改变信噪比。根据本申请的第二方面，本申请提供一种信号发生器的信号产生方法，其特征在于，包括步骤：数字信号生成步骤：根据用户设置的初始相位、频率，确定数字信号的相位、频率、峰峰值，产生数字信号，并根据有效值计算公式计算数字信号的峰峰值有效值；噪声生成步骤：根据信噪比计算公式和所述数字信号的峰峰值有效值，计算噪声的峰峰值有效值，再进一步计算噪声的峰峰值，产生噪声；数字信号处理步骤：将所述数字信号和噪声进行叠加，输出叠加信号；模拟信号处理步骤：对所述叠加信号进行数模转换，得到模拟信号，即用户需要的波形信号。在有些实施例中，所述数字信号处理步骤包括:根据所述数字信号的峰峰值和噪声的峰峰值，得到第一衰减系数和第二衰减系数；先根据第一衰减系数对所述数字信号进行衰减和根据第二衰减系数对所述噪声进行衰减，再将衰减后的数字信号与衰减后噪声进行叠加，得到叠加信号。在有些实施例中，所述模拟信号处理步骤还包括根据所述数字信号的峰峰值和噪声的峰峰值之和的总峰峰值，对所述模拟信号进行增益控制。在有些实施例中，在所述模拟信号处理步骤之后，所述方法还包括改变信噪比，重复所述噪声生成步骤、数字信号处理步骤和模拟信号处理步骤，获得不同信噪比的波形信号。本申请的有益效果是：本申请的信号发生器通过白噪声产生模块根据设置的信噪比产生噪声，再利用叠加处理模块将噪声与数字信号进行叠加，使得最终输出的波形信号具有一定信噪比，模拟信道带来的干扰，使得最终测试的结果更接近实际；通过设置不同的信噪比可模拟信号受到的不同干扰，更能真实反映不同条件下待测电路或系统的性能；还可以进一步测试信号源、信道在极端恶劣情况下待测电路或系统的极限指标，使得信号发生器的功能更完备、性能更稳定。附图说明图1为本申请提供一种信号发生器的结构框图；图2为本申请提供的信号发生器的信号产生方法流程图。具体实施方式下面通过具体实施方式结合附图对本申请作进一步详细说明。参考图1，为本申请提供一种信号发生器的结构框图，该信号发生器包括：参数设置单元5、处理器1、信号产生单元2、数模转换器3和模拟通道4，信号产生单元2又包括数字信号产生模块21、白噪声产生模块22、第一衰减模块23、第二衰减模块24和叠加处理模块25。参数设置单元5用于用户设置参数，包括设置初始相位、频率和信噪比等。本实施中，参数设置单元5还具有信噪比设置模块51，用于用户设置和改变信噪比。处理器1用于接收初始相位θ0、频率f和信噪比SNR，根据初始相位θ和频率f，确定数字信号的相位θ、频率ω和峰峰值Vsp-p，并在根据有效值计算公式(1-1)计算数字信号的峰峰值有效值Vs。上述公式(1-1)为其中，m＝(某点码字对应的幅度)^2，表示所述数字信号各点的瞬时功率；n表示点数。在一些具体实施例中，对于一些典型的波形信号，数字信号的峰峰值有效值Vs的计算将较为简便。如，对于脉冲波或方波，Vs＝Vsp-p/2；对于直流，Vs等于直流的幅度；对于三角波，对于正弦波，若带谐波，则Vs等于各个基波和谐波的功率之和的平方根，若不带谐波，在一些具体实施例中，对于以上述典型波形为载波的调制波形，有效值VSS的计算将也较为简便，可根据载波的有效值Vs。如，对于PWM，VSS＝Vsp-p/2；对于ASK，对于PSK、FSK、FM、PM，VSS＝Vs；对于DSBAM，当shape为正弦函数，对于AM，当shape为正弦函数，其中，x为调制深度。处理器1还用于根据信噪比计算公式(1-2)计算噪声的峰峰值有效值Vn，再进一步，根据固定的硬件电路参数K，计算噪声的峰峰值Vnp-p＝Vn×K。上述公式(1-2)为SNR＝20Lg(Vs/Vn)，即其中，Vs表示数字信号的峰峰值有效值，SNR表示信噪比。处理器1还用于根据数字信号的峰峰值Vsp-p和噪声的峰峰值Vnp-p，得到总峰峰值V＝Vsp-p+Vnp-p、第一衰减系数和第二衰减系数数字信号产生模块21根据相位θ、频率ω和峰峰值Vsp-p，生成数字信号，并将其输出至第一衰减模块23；第一衰减模块根据第一衰减系数G1，对该数字信号的数字量进行衰减。白噪声产生模块22根据噪声的峰峰值Vsp-p，生成噪声，并将其输出至第二衰减模块24；第二衰减模块24根据第二衰减系数G2，对该噪声的数字量进行衰减。叠加处理模块用于将衰减后的数字信号与衰减后噪声进行叠加处理，输出叠加信号。数模转换器3用于对叠加信号进行数模转换，输出模拟信号。模拟通道4根据总峰峰值V，对模拟信号进行增益控制，输出用户需要的波形信号。由此可见，通过利用本申请提供的信号发生器对数字信号和白噪声进行先衰减再叠加，再本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种信号发生器，用于根据用户设置的参数输出用户需要的波形信号，包括：参数设置单元、处理器、信号产生单元和数模转换器，所述信号产生单元包括数字信号产生模块；所述数字信号产生模块用于根据所述初始相位和频率产生数字信号；其特征在于，所述处理器用于接收用户设置的参数，所述参数包括：初始相位、频率、峰峰值和信噪比等，根据用户设置的参数，确定数字信号的相位、频率、峰峰值，并根据有效值计算公式计算数字信号的峰峰值有效值；所述处理器还用于根据数字信号的峰峰值有效值和信噪比计算公式，计算噪声的峰峰值有效值，再进一步计算噪声的峰峰值；所述信号产生单元还包括白噪声产生模块和叠加处理模块；所述数字信号产生模块根据所述数字信号的相位、频率和峰峰值，生成数字信号；所述白噪声产生模块根据所述噪声的峰峰值，生成噪声；所述叠加处理模块将所述数字信号与噪声进行叠加，输出叠加信号；所述数模转换器将所述叠加信号进行数模转换，输出模拟信号，即用户需要的波形信号。

【技术特征摘要】
1.一种信号发生器，用于根据用户设置的参数输出用户需要的波形信号，包括：参数设置单元、处理器、信号产生单元和数模转换器，所述信号产生单元包括数字信号产生模块；所述数字信号产生模块用于根据所述初始相位和频率产生数字信号；其特征在于，所述处理器用于接收用户设置的参数，所述参数包括：初始相位、频率、峰峰值和信噪比等，根据用户设置的参数，确定数字信号的相位、频率、峰峰值，并根据有效值计算公式计算数字信号的峰峰值有效值；所述处理器还用于根据数字信号的峰峰值有效值和信噪比计算公式，计算噪声的峰峰值有效值，再进一步计算噪声的峰峰值；所述信号产生单元还包括白噪声产生模块和叠加处理模块；所述数字信号产生模块根据所述数字信号的相位、频率和峰峰值，生成数字信号；所述白噪声产生模块根据所述噪声的峰峰值，生成噪声；所述叠加处理模块将所述数字信号与噪声进行叠加，输出叠加信号；所述数模转换器将所述叠加信号进行数模转换，输出模拟信号，即用户需要的波形信号。2.如权利要求1所述的信号发生器，其特征在于，所述处理器还用于根据所述数字信号的峰峰值和噪声的峰峰值，得到第一衰减系数和第二衰减系数。3.如权利要求2所述的信号发生器，其特征在于，所述信号产生单元还包括第一衰减模块和第二衰减模块，所述第一衰减模块两端分别与所述数字信号产生模块和所述叠加处理模块相连接，根据所述第一衰减系数，对所述数字信号的数字量进行衰减；所述第二衰减模块两端分别与所述白噪声产生模块和所述叠加处理模块相连接，根据所述第二衰减系数，对所述噪声的数字量进行衰减。4.如权利要求1所述的信号发...

【专利技术属性】
技术研发人员：陆顺杰，宋民，王永添，
申请(专利权)人：深圳市鼎阳科技有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44