一种基于芯片的矢量信号发生装置与方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种基于芯片的矢量信号发生装置与方法，所述发生装置包括时钟控制单元、FPGA参考时钟、第一本振单元、第二本振单元、宽带调制单元、混频滤波单元、增益控制单元、滤波控制单元和匹配输出单元。本发明专利技术提供的一种基于芯片的矢量信号发生装置通过使用锁相环芯片，通过控制芯片混频输出的不同频率，采用分频段滤波方案，有效滤除了谐波和杂散，提高了相噪；由于采用了芯片方案在保证测试指标的同时，极大的减小了体积，便于级联和未来5G Masive MIMO测试。

【技术实现步骤摘要】
一种基于芯片的矢量信号发生装置与方法
本专利技术涉及通信信号调制，尤其涉及一种基于芯片的矢量信号发生装置与方法。
技术介绍
5G是第五代移动电话行动通信标准，也称第五代移动通信技术，随着5G移动通信的逐步推进，2020年实现5G商用，MIMO测试仪器在通信行业内部越来越收到重要的关注。目前5GMIMO天线、接收机的大规模研发，模块化宽带矢量信号源发挥了极其重要的作用。为了满足5G终端、基站及天线的研发、生成需求，需要一款可级联，高指标，小型模块化的信号发生仪表。目前在国内外的仪表市场上，还没有一款支持同时支持通用调制信号、通信调制信号以卫星信号调制的宽带矢量信号发射装置，传统矢量信号源是采用独立本振板卡、独立射频通道板卡、独立的时钟参考以及独立数字调制板卡的方案，此种仪表不仅价格昂贵，不便携，不利于级联，由于体积较大，级联128或256MIMO占用非常大空间，并且不能保证测试的稳定性，以上问题都是业界急需解决的问题。因此，现有技术还有待发展。
技术实现思路
鉴于上述现有技术的不足之处，本专利技术的目的在于解决现有技术中不能够同时支持通用调制信号、通信调制信号以卫星信号调制的宽带矢量信号发射，并且不能保证测试稳定性的问题。。为了达到上述目的，本专利技术采取了以下技术方案：一种基于芯片的矢量信号发生装置与方法，所述发生装置包括时钟控制单元、FPGA参考时钟、第一本振单元、第二本振单元、宽带调制单元、混频滤波单元、增益控制单元、滤波控制单元和匹配输出单元，所述时钟控制单元的输出端分别与FPGA参考时钟、第一本振单元、第二本振单元的输入端连接，所述第一本振单元的输出端与宽带调制单元的输入端连接，所述宽带调制单元的输出端与混频滤波单元的输入端相连，所述混频滤波单元的输出端与增益控制单元的输入端相连，所述增益控制单元的输出端与滤波控制单元的输入端相连，所述滤波控制单元的输出端与匹配输出单元的输入端相连。进一步的，所述时钟控制单元包括TCXO和一分三功分器，所述TCXO的输出端输出100MHz的时钟通过一分三功分器为FPGA提供时钟，并为第一本振单元、第二本振单元提供参考。进一步的，所述第一本振单元包括第一锁相环LMX2592芯片、固定衰减模块、LFCN-3800、HFCN-3800、LFCN-5850、HFCN-600和二选一开关，所述第一锁相环LMX2592芯片的输出端与分别与两组固定衰减模块的输入端连接，所述第一固定衰减模块的输出端与LFCN-3800的输入端相连，所述LFCN-3800输出端与HFCN-3800输入端相连；所述第二固定衰减模块的输出端与LFCN-5850输入端相连，所述LFCN-5850输出端与HFCN-600HE输入端相连；所述HFCN-3800、HFCN-600的输出端分别与二选一开关相连；所述时钟控制单元中的一分三功分器的输出端与所述第一本振单元的锁相环LMX2592芯片输入端相连。进一步的，所以第二本振单元包括第二锁相环LMX2592芯片、T型衰减模块、LFCN-6700、HFCN-4400、X型衰减模块和第一放大器，所述锁相环LMX2592芯片输出端与T型衰减模块输入端连接，所述T型衰减模块输出端与LFCN-6700输入端连接，所述LFCN-6700输出端与HFCN-4400输入端连接，所述HFCN-4400输出端与X型衰减模块输入端相连，所述X型衰减模块输出端与第一放大器输入端相连，所述时钟控制单元中的一分三功分器的输出端与所述第二本振单元的第二锁相环LMX2592芯片输入端相连。进一步的，所述宽带调制单元包括第三固定衰减模块、基带信号产生模块和宽带调制器，所述第三固定衰减模块输出端与宽带调制器输入端相连，所述基带信号产生模块输出端与宽带调制器输入端连接，所述第一本振单元的二选一开关的输出端与宽带调制单元的第一固定衰减模块输入端相连。进一步的，所述混频滤波单元包括混频器、HFCN-10和LFCN-5950，所述混频器输出端与HFCN-10输入端相连所述HFCN-10输出端与LFCN-5950输入端相连；所述宽带调制单元的宽带调制器输出端与所述混频滤波单元的混频器输入端相连，所述第二本振单元的第一放大器输出端与所述混频滤波单元的混频器输入端相连。进一步的，所述增益控制单元包括第二放大器、模拟衰减器、第一数控衰减器、第二数控衰减器、第三数控衰减器，所述第二放大器输出端与模拟衰减器输入端连接，所述模拟衰减器输出端与第一数控衰减器输入端连接，所述第一数控衰减器输出端与第二数控衰减器输入端连接，所述第二数控衰减器输出端与第三数控衰减器输入端连接；所述混频滤波单元的LFCN-5950输出端与增益控制单元的第二放大器输入端连接。进一步的，所述滤波控制单元包括第一四选一开关、10-700MHz滤波器、700-1700MHz滤波器、1700-3300MHz滤波器、3300-6000MHz滤波器和第二四选一开关，所述第一四选一开关输出端分别与10-700MHz滤波器、700-1700MHz滤波器、1700-3300MHz滤波器、3300-6000MHz滤波器的输入端连接，所述10-700MHz滤波器、700-1700MHz滤波器、1700-3300MHz滤波器、3300-6000MHz滤波器的输出端分别与第二四选一开关输入端连接；所述增益控制单元中的第三数控衰减器的输出端与所述滤波控制单元中的第一四选一开关输入端连接。进一步的，所述匹配输出单元包括第三固定衰减模块和输出模块，所述第三固定衰减模块的输出端与输出模块的输入端连接；所述滤波控制单元的第二四选一开关输出端，与匹配输出单元的第三固定衰减模块输入端连接。为实现上述目的，还提供了一种基于芯片的矢量信号发生装置的方法：所述第一本振单元产生1-6GHz的载波信号提供给宽带调制器，载波信号经过宽带调制后生成宽带调制信号，通过第二本振产生本振信号与宽带调制信号进行混频产生小于1GHz的射频输出信号，所述射频输出信号经过通道增益控制单元控制信号增益，可变增益的射频信号经过四选一开关控制的滤波器组实现对信号谐波和杂散滤除，得到的信号通过匹配输出单元中的固定衰减装置对驻波进行有效控制。本专利技术与现有技术相比的有益效果：本专利技术提供的一种基于芯片的矢量信号发生装置通过使用锁相环芯片，通过控制芯片混频输出的不同频率，采用分频段滤波方案，有效滤除了谐波和杂散，提高了相噪；由于采用了芯片方案在保证测试指标的同时，极大的减小了体积，便于级联和未来5GMasiveMIMO测试。附图说明图1为本专利技术实施例提供的基于芯片的矢量信号发生装置的原理图；图2为本专利技术实施例提供的基于芯片的矢量信号发生装置的时钟控制；图3为本专利技术实施例提供的基于芯片的矢量信号发生装置的第一本振单元的原理图；图4为本专利技术实施例提供的基于芯片的矢量信号发生装置的第二本振单元的原理框图；图5为本专利技术实施例提供的基于芯片的矢量信号发生装置的宽带调制单元的原理框图；图6为本专利技术实施例提供的基于芯片的矢量信号发生装置的混频滤波单元的原理框图；图7为本专利技术实施例提供的基于芯片的矢量信号发生装置的增益控制单元的原理框图；图8为本专利技术实施例提供的基于芯片的矢量信号发生装置的滤波控制单元的原理框图；图9为本专利技术实施例提供的基于本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于芯片的矢量信号发生装置，其特征在于：所述发生装置包括时钟控制单元、FPGA参考时钟、第一本振单元、第二本振单元、宽带调制单元、混频滤波单元、增益控制单元、滤波控制单元和匹配输出单元，所述时钟控制单元的输出端分别与FPGA参考时钟、第一本振单元、第二本振单元的输入端连接，所述第一本振单元的输出端与宽带调制单元的输入端连接，所述宽带调制单元的输出端与混频滤波单元的输入端相连，所述混频滤波单元的输出端与增益控制单元的输入端相连，所述增益控制单元的输出端与滤波控制单元的输入端相连，所述滤波控制单元的输出端与匹配输出单元的输入端相连。

【技术特征摘要】
1.一种基于芯片的矢量信号发生装置，其特征在于：所述发生装置包括时钟控制单元、FPGA参考时钟、第一本振单元、第二本振单元、宽带调制单元、混频滤波单元、增益控制单元、滤波控制单元和匹配输出单元，所述时钟控制单元的输出端分别与FPGA参考时钟、第一本振单元、第二本振单元的输入端连接，所述第一本振单元的输出端与宽带调制单元的输入端连接，所述宽带调制单元的输出端与混频滤波单元的输入端相连，所述混频滤波单元的输出端与增益控制单元的输入端相连，所述增益控制单元的输出端与滤波控制单元的输入端相连，所述滤波控制单元的输出端与匹配输出单元的输入端相连。2.根据权利要求1所述的基于芯片的矢量信号发生装置，其特征在于：所述时钟控制单元包括TCXO和一分三功分器，所述TCXO的输出端输出100MHz的时钟通过一分三功分器为FPGA提供时钟，并为第一本振单元、第二本振单元提供参考。3.根据权利要求1所述的基于芯片的矢量信号发生装置，其特征在于：所述第一本振单元包括第一锁相环LMX2592芯片、固定衰减模块、LFCN-3800、HFCN-3800、LFCN-5850、HFCN-600和二选一开关，所述第一锁相环LMX2592芯片的输出端与分别与两组固定衰减模块的输入端连接，所述第一固定衰减模块的输出端与LFCN-3800的输入端相连，所述LFCN-3800输出端与HFCN-3800输入端相连；所述第二固定衰减模块的输出端与LFCN-5850输入端相连，所述LFCN-5850输出端与HFCN-600HE输入端相连；所述HFCN-3800、HFCN-600的输出端分别与二选一开关相连；所述时钟控制单元中的一分三功分器的输出端与所述第一本振单元的锁相环LMX2592芯片输入端相连。4.根据权利要求1所述的基于芯片的矢量信号发生装置，其特征在于：所以第二本振单元包括第二锁相环LMX2592芯片、T型衰减模块、LFCN-6700、HFCN-4400、X型衰减模块和第一放大器，所述锁相环LMX2592芯片输出端与T型衰减模块输入端连接，所述T型衰减模块输出端与LFCN-6700输入端连接，所述LFCN-6700输出端与HFCN-4400输入端连接，所述HFCN-4400输出端与X型衰减模块输入端相连，所述X型衰减模块输出端与第一放大器输入端相连，所述时钟控制单元中的一分三功分器的输出端与所述第二本振单元的第二锁相环LMX2592芯片输入端相连。5.根据权利要求1所述的基于芯片的矢量信号发生装置，其特征在于：所述宽带调制单元包括第三固定衰减模块、基带信号产生模块和宽带调制器，所述第三固定衰减模块输出端与宽带调制器输入端相连，所述基带信号产生模块输...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈向民，
申请(专利权)人：上海创远仪器技术股份有限公司，
类型：发明
国别省市：上海,31