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扫频信号源

发布时间:2012-10-23

扫频信号源


什么是扫频信号源

所谓扫频信号源就是其输出的正弦波信号的频率随时间在一定范围内反复扫描,在电子技术中利用压控振荡器可以实现。

扫频技术的原理

将正弦信号加入线性时不变系统,其稳态响应是与输入信号相同频率的正弦量,但它的幅值和相位则决定于具体系统的动态特性。为此,就需要分析在正弦信号作用下,一定频率范围内系统的输出量和输入量的幅值比和相位的变化规律,即系统的频率特性。一个系统输出量与输入量之比称为频率响应函数。即:

扫频技术的原理

其中,频率响应的模A(ω)=∣H(ω)∣是表征输出与输入的幅度之比,称为系统的幅频特性。频率响应的相位φ(ω)= ∠H(ω)是表征输出与输入的相位之差,称为系统的相频特性。

基于DDS信号源的扫频测试技术

最初,对于DUT的幅频特性的测试是在固定频率点上逐点进行。这种测试方法繁琐、费时,且不直观,有时还会得出片面的结果。  DDS(DirectDigitalSynthesis)技术是1971年3月由美国学者J.TIerncy,C.M.Rader和B.Gold提出,这是一种从相位概念出发直接合成所需要波形的全数字频率合成技术,原理框图如下:

基于DDS信号源的扫频测试技术

DDS技术的出现使得我们对于幅频特性的测试变得异常简单。我们只需要按照某种规律不断的配置“频率码K”,就能够得到一个频率随时间按照此规律在一定频率范围内扫动的信号,如此即可对DUT进行快速、定性或定量的动态测试。因此,对DUT的调整、校准及故障排除提供了极大的便利。

扫频信号源的制作

最简单的扫频信号源就是用一个选定的周期性的信号控制压空振荡器,使其频率按照控制信号的周期发射相应的变化。控制信号有可能是正弦波,也可能是锯齿波,还有可能是三角波,波形根据需要而定。压控振荡器也没有什么特别的地方,就是将振荡器的选频电路中的器件换成电压控制性即可,目前常用的做法是将LC选频电路中的C换成变容二极管,改变二极管的结电压,二极管的电容发生变化,于是振荡频率也就会发生相应的变化,成为压控振荡器。下图便是一个很实用的电路。

扫频信号源的制作

图中的电路参数适合工作于200-500MHz,若是500MHz以上频率可将6.8P电容换成3.3P,800MHz以上则应换成2P。至于变容管上串联的电容可根据调制信号的属性在较大范围内内选择。假如调制信号为视频,上图便成了一个很实用的调频电视调制器。假如调制信号为锯齿波,则成为扫频信号发生器。

但是,这样的扫频信号发生器的用途很有限,因为扫频的宽度太小。要想获得较宽的扫源,用这样一个简单的振荡器是很难实现的。
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