单一时钟源驱动的大动态数控高频信号捕捉装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术属于单一时钟源驱动的大动态数控高频信号捕捉装置的制造。它主要由中频频率预生成的高频信号捕捉主通道、ＤＤＳ间接接入ＰＬＬ高频信号扫频源、两级（或多级）点频源、单一高稳定时钟源、辅助控制通道和装置机壳构成。在充分利用ＤＤＳ数控性能优势的同时，使中频频率预生成技术与ＤＤＳ间接接入ＰＬＬ技术相结合，现实了单一时钟源驱动；从本质上解决了多时钟源窄带捕捉时高频被捕捉信号产生的“扭动”现象，有效抑制了ＤＤＳ本身噪声对扫频源的不良影响，大大提高了国产高频信号捕捉装置的信号捕捉动态范围等性能指标。（*该技术在2011年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术是属于数控高频信号捕捉装置的制造。
技术介绍
目前国内单一时钟源驱动的大动态数控高频信号捕捉装置的制造尚属空白(如10KHz-3GHz频段，被捕捉高频信号动态范围大于等于130dB)，大动态数控高频信号捕捉装置完全依赖进口。国内生产多年的模拟高频信号捕捉装置一般均采用多时钟源驱动，被捕捉高频信号动态范围小于等于80dB。目前虽有极少数采用DDS(数字直接合成器)IC对以上装置加以改进，使其可以数控，但被捕捉高频信号动态范围仍小于等于90dB，与国外同类产品动态范围(一般均大于等于130dB)比较相去甚远，无法满足当今国内用户市场之需求。其产品内部组成与连接如附图说明图1，图1中A是装置机壳、1是高频信号输入装置、2是高频混频器、3是高频带通滤波器、4是高频放大器、5是第一中频混频器、6是第一中频带通滤波器、7是第一中频放大器、8是第二中频混频器、9是第二中频带通滤波器、10是第二中频放大器、11是捕捉结果处理输出装置、12是CPU、13是DDS、14/21/22是(频率分别不同的)高稳定时钟源、15是鉴相器、16是环路积分器、17是VCO、18是分频器、19/20是(合成频率分别不同的)PLL。1-11依次相连，构成高频信号捕捉主通道；15、16、17、18依次环形连接，14连接13，13连接15，13-18共同构成经典的DDS高频锁相扫频源，并由17连接2接入高频信号捕捉主通道；21连接19组成第一点频源，并由19连接5接入高频信号捕捉主通道；22连接20组成第二点频源，并由20连接8接入高频信号捕捉主通道；12分别连接11、13，并完成对13的数控和对11捕捉结果的处理与输出控制。因此类装置工作原理在电子测量仪器有关频谱仪章节中多有论述，且高频信号扫频源中的13为DDS技术手册推荐标准应用，故在这里均不再议，下面仅就现有装置的缺陷加以简要分析因现有元器件水平所限，低相位噪声点频源的合成目前采用整数锁相环较为可行，再加上末级中频多以3.58、10.7MHz为标准输出频率且分频器多为2的整数倍、3、5、9、33、65、129倍等的有限离散值，当依循现有产品设计扫频源生成高于被测频率的整数区间高频信号(如下一现有产品实例中的1.30001GHz-2.3GHz)，而由各点频源生成对应各中频滤波器的频率的差值(如下一现有产品实例中的1.270GHz、33.58MHz)，特别是最后一级点频源，要与前级中频滤波器输出的整数中频进行混频，输出末级中频的3.58或10.7MHz标准输出频率，当各点频源采用整数锁相环时，各点频源的时钟源难有公因子(如1.270GHz/n1≠33.58MHz/n2，其中n1、n2为2的整数倍、3、5、9、33、65、129倍等的有限离散整数值)，而不得不采用多时钟源对高频点频源分别驱动，这样一来虽然解决了产品设计中对点频值的设计要求问题，但因多时钟源之间互不相干，使在窄带捕捉时，高频被捕捉信号被高频信号扫频源、各点频源分别非相干调相，各源调相误差的累加使高频被捕捉信号在其真实频点左右产生“扭动”现象，使被捕捉信号精度、分辨率、动态范围大大降低。再者因DDS直接接入高频信号扫频源，使DDS本身噪声对高频信号扫频源PLL频谱输出产生直接贡献，严重影响高频信号扫频源频谱输出纯度，特别使高频信号扫频源相位噪声指标变劣，进一步降低整机捕捉动态范围。下面仅举一现有产品实例加以说明当被捕捉信号范围为10KHz-1GHz时(即1至2输入的被捕捉信号频率范围为10KHz-1GHz)，3的中心频率为1.3GHz，6的中心频率为30MHz，9的中心频率为3.58MHz，高频信号扫频源17输出1.30001GHz-2.3GHz的扫频信号，第一点频源的19输出1.270GHz、21为15.875MHz的TCXO(PLL分频次数为80)，第二点频源20输出为33.58MHz、22为16.790MHz的TCXO(PLL分频次数为2)，14为10.000MHz的TCXO。虽然采用了三只价格昂贵的TCXO(且非标的20、21需定制)、现代最新DDS成果，但高频信号捕捉动态范围仅有90dB。那么国产数控高频信号捕捉装置能否达到较高捕捉动态范围呢？答案当然是肯定的。技术的目的本技术的目的是提供一种新型由单一时钟源驱动的大动态数控高频信号捕捉装置技术解决方案，它不仅使产品成本有所降低，而且极大地提高了数控高频信号捕捉动态范围。技术方案本技术主要由中频频率预生成的高频信号捕捉主通道、DDS间接接入PLL高频信号扫频源、两级(或多级)点频源、单一高稳定时钟源、辅助控制通道和装置机壳构成，如图2。图2中B为装置机壳、23为中频频率预生成的高频信号捕捉主通道、24为DDS间接接入PLL高频信号扫频源、25为第一点频源、26为第二点频源、27为辅助控制通道、28为单一高稳定时钟源。23分别连接24/25/26/27并共同完成被捕捉高频信号的捕捉功能；28分别连接24/25/26完成单一时钟源对扫频源和各点频源的统一驱动；27分别连接23/24并完成对其数控、数据输出处理。本技术充分利用DDS这一新型器件性能优势，采用新型中频频率预生成技术，使单一时钟源驱动成为现实；同时采用新型DDS间接接入PLL技术，使DDS在充分发挥高频率分辨率、高频率精确度、高速动态频率生成的同时，大大抑制了DDS本身由于D/A非线性引起输出频谱杂散和相位累加截断噪声对扫频源的不良影响。有益效果由于采用上述方案，从本质上改进了现有装置的不足，达到了提高国产高频信号捕捉装置动态范围的目的。从而使国产高频信号捕捉装置动态指标在本质上得以飞跃。图面说明本技术实用内部结构与相互连结图如图3，图3中C为装置机壳、31为高频信号输入装置、32是高频混频器、33是高频带通滤波器、34是高频放大器、35是第一中频混频器、36是第一中频带通滤波器、37是第一中频放大器、38是第二中频混频器、39是第二中频带通滤波器、40是第二中频放大器、41是捕捉结果处理输出装置、42是CPU、43是DDS、44是TCXO或VCXO、45是鉴相器、46是环路积分器、47是VCO、48是分频器、49/50是(合成频率分别不同的)PLL(其中49构成第一点频源、50构成第二点频源)、51是混频器、52是低通滤波器、53是时基分频器。31-41依次相连，构成中频频率预生成的高频信号捕捉主通道，以下简称主通道；45连接46、46连接47、47连接48、48连接51、51连接52、52连接45、53连接45、43连接51，即43、45、46、47、48、51、52、53共同组成DDS间接接入PLL高频信号扫频源，以下简称扫频源，并由47连接32接入主通道；44构成单一高稳定时钟源并分别连接49/50/43/53，为其提供统一时钟基准，49构成第一点频源并由49连接35接入主通道，50构成第二点频源并由50连接38接入主通道；42构成辅助控制通道并分别连接41/43，完成对43的数控和对41捕捉结果的处理与输出控制。本技术虽在整机总体高频信号捕捉机理上相同于现有装置，但在主通道、扫频源和各点频源驱动时钟基准之内部结构与连接上与现有装置存在本质区别首先本实本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种单一时钟源驱动的大动态数控高频信号捕捉装置，其特征是：它主要由中频频率预生成的高频信号捕捉主通道、ＤＤＳ间接接入ＰＬＬ高频信号扫频源、两级或多级点频源、单一高稳定时钟源、辅助控制通道和装置机壳构成；中频频率预生成的高频信号捕捉主通道分别连接ＤＤＳ间接接入ＰＬＬ高频信号扫频源、两级或多级点频源、辅助控制通道；单一高稳定时钟源分别连接ＤＤＳ间接接入ＰＬＬ高频信号扫频源、两级或多级点频源；辅助控制通道分别连接中频频率预生成的高频信号捕捉主通道、ＤＤＳ间接接入ＰＬＬ高频信号扫频源。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：符雪涛，
申请(专利权)人：符雪涛，
类型：实用新型
国别省市：12[中国|天津]