一种高频段的多通道DDS信号发生器制造技术

本实用新型专利技术公开了一种用于高频波段的多通道ＤＤＳ信号发生器，它由上位机软件控制、ＬＸＩ接口电路、控制模块、多通道ＤＤＳ系统、加法器所组成。这种多通道ＤＤＳ信号发生器输出为多路通道，其中每路通道为独立正弦波信号，其频率、相位和幅度可独立数控，另一通道为多路通道信号的加权叠加，加权值也可实时数控，其输出信号为含多种频率成分的多频信号。本实用新型专利技术频率分辨率高，输出频点多，频率切换速度快，能输出３０ＭＨｚ高频信号，使用全局时钟网络，实现多个通道之间的同步，使用ＬＸＩ接口与上位机相连，实现信号发生器的远程网络控制。本实用新型专利技术可用于多频或频率捷变的高频雷达发射机信号源部分，实现不同频率信号的产生。（*该技术在2018年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及多频或频率捷变的高频雷达信号源
，特别是涉及一种高频段的多通道DDS信号发生器。
技术介绍
频率合成器是现代电子系统的重要组成部分，在通信、雷达、电子对抗、导航、遥 感、仪器仪表等许多领域得到广泛的应用。直接数字式频率合成(DDS)技术是从相位概 念出发，由不同的相位给出不同的电压幅度，即相位一幅度变换，最后滤波，平滑输出 所需的频率，直接合成所需波形的一种频率合成技术。但有时候，我们希望信号源的输 出频率捷变，频段范围尽量宽，并且能够实现多通道信号输出，这对于多通道系统(例 如现代雷达系统)是很重要的，并且对于同步性能要求高的设备，必须满足同步各通道所 需要的设计要求。对于传统的信号发生器，输出频率较低，并且通道单一，没有实现多频 信号的合成，对于高频多通道系统,传统信号发生器显然是不可行的。
技术实现思路
本技术针对上述问题，提供一种高频段的多通道DDS信号发生器。这种多通道 DDS信号发生器中有多个通道，每个通道的频率、相位和幅度都独立地控制，多个独立数 控单频信号加权叠加，得到一路含多种频率成分的新的合成信号，它也可实时数控。同 时，采用数字系统实现，可实现较高频段输出，除了具有多个独立的DDS通道之外，由 于所有通道共享一个公共的系统时钟Fc(全局时钟)，它们具有固有的同步性,从而无需以 前的同步多个器件的设计要求，可以很容易地实现多个通道的同步，这对于同步性能要 求高的设备是很有帮助。本技术提供的技术方案是一种高频段的多通道DDS信号发生器，它包括上位机软件控制、LXI接口电路、控制 模块、多通道DDS系统、加法器所组成。所述上位机软件控制、LXI接口电路、控制模块 依次双向电连接；所述控制模块的输出端连接各通道DDS系统输入端，各通道DDS系统 的输出端即连接加法器的输入端又可以单独输出正弦波信号；所述加法器输出多频信号。上述控制模块由双口 RAM、 12路控制字复用器和使能选择模块组成，其中使能选 择模块输出端连接12路控制字复用器的输入端，12路控制字复用器与双口 RAM双向电 连接。上述的多通道DDS系统由相位累加器、波形存储器、乘法器、D/A转换器、低通滤波器组成，它们依次电连接。本技术工作原理是由上位机软件系统完成多通道DDS信号发生器的控制字处 理，然后将信号通过高速网络总线接入LXI接口电路，LXI接口电路将控制字以及命令字 信号通过控制模块传送给多通道DDS信号发生器，在控制模块中可对各个通道进行使能选 择，选择要输出信号的通道，然后将频率控制字，相位控制字，幅度控制字和命令字传3递给所选择通道进行处理；在各个独立通道系统中，相位累加器完成相位累加输出相位 码，然后传递给波形存储器进行相位和幅度的转换，波形存储器输出值与乘法器相乘， 作用是可以对输出幅度值进行限幅控制，乘法器输出数字信号送入16位D/A芯片中进行数 模转换，输出模拟信号再接入低通滤波器，低通滤波以后输出平滑正弦波信号；另一路 信号为各个通道独立数控单频信号加权叠加所得，截取高16位给D/A芯片进行数模转换， 输出值经过低通滤波得到含多种频率合成的多频信号。上述的相位累加器，是用来实现线性数字信号的逐级累加，信号范围从o加到累加器 的满偏值。相位累加器由N位加法器与N位寄存器级联构成，每来一个时钟脉冲，加法器 将频率控制字K与寄存器输出的累加相位数据相加，再把相加后的结果送至寄存器的数据 输入端。寄存器将加法器在上一个时钟作用后所产生的相位数据反馈到加法器的输入端， 以使加法器在下一个时钟作用下继续与频率控制字进行相加。这样，相位累加器在时钟 的作用下，进行相位累加，当相位累加器累加到满量时，就会产生一次溢出，完成一个 周期性的动作。上述的波形存储器，主要完成信号的相位序列到幅度序列的转化。从理论上讲，波 形存储器可以存储具有周期性的任意波形，在实际应用中，以正弦波最具有代表性，也 应用最广。用相位累加器输出的数据作为波形存储器的取样地址，进行波形的相位一幅 值转换，即可在给定的时间上确定输出的波形的抽样幅值。N位的波形存储器ROM相当于 把0": 36(T的正弦信号离散成具有2"个样值的序列，若波形存储器ROM有D位数据位，则 2"个样值的幅值以D位二进制数值固化在R0M中，按照地址的不同可以输出相应相位的正 弦信号的幅值。上述的D/A转换器采用MAX5875专用芯片，MAX5875是先进的16位、200Msps、双路数 模转换器(DAC)，该DAC能够满足无线基站及其它通信领域信号合成应用的要求，具有极 高的动态性能。上述的低通滤波器，对D/A输出的阶梯波进行频谱分析，除主频,外，还存在分布在 义，2,…，两边土,处的非谐波分量，幅值包络为辛格函数，因此为了取出主频,，必 须在D/A转换器的输出端接入截止频率为《/2的低通滤波器。上述的多通道DDS信号发生器，信号发生器输出为多路通道，其中每路通道为独立正 弦波信号，其频率、相位和幅度可独立数控，另一通道为多路通道信号的加权叠加，加 权值也可实时数控，其输出信号为含多种频率成分的多频信号。本技术的特点是1. 本技术采用DDS技术，频率分辨率高，输出频点多，频率切换速度快，切换时 相位连续，全数字化实现，输出30MHz高频信号，输出频段范围宽。2. 本技术使用多个通道，可以得到单频正弦波信号也可得到含多种频率成分的 多频信号，非常适用于多通道系统，使用全局时钟网络易实现多个通道之间的同 步。3. 本技术使用LXI接口与上位机相连，LXI模件提供一种高速网络接入方式，并 配有10/100 Base-T型以太网卡接口，所以可以实现信号发生器的远程网络控制。 另外，多个该技术可以级联，基于网络的控制方式，可以使每个DDS系统的工 作状态同步刷新。以下结合附图和实施例对本技术进一步说明。 图l是本技术的组成框图。 图2是独立DDS通道组成框图。 图3是相位累加器和波形存储器组成框图。 图4是LXI接口电路组成框图。 图5是控制模块组成框图。 图6是双口RAM结构示意图。具体实施方式以下结合附图及实施例，对本技术作进一步详细的描述。参见图l， 一种高频段的多通道DDS信号发生器，包括上位机软件控制、LXI接口电 路、控制模块，、四个通道DDS系统、 一个加法器所组成，其中上位机软件控制、LXI接 口电路、控制模块依次双向电连接，控制模块的输出端连接四个独立通道DDS系统输入 端，四个独立通道DDS系统的输出端即连接加法器的输入端又可以单独输出正弦波信号， 而通过加法器可以输出含四种频率成分的多频信号。上位机软件系统对信号发生器进行 软件编程，将频率控制字，相位控制字，幅度控制字和命令字通过高速LXI接口电路传 递给信号发生器的控制模块；由于有四路独立数控DDS通道和一路合成多频信号通道， 系统控制模块具有使能选择和控制字处理功能，控制模块将上位机提供的频率控制字， 相位控制字，幅度控制字和命令字赋给所使能选择的通道，从而可得到4个不同频率的 单频正弦信号以及含多种频率成分的多频信号。参见图2，本技术中的独立DDS通道，包括相位累加器，波形存储器，乘法器， D/A转换器，低通滤波器。系本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种高频段的多通道ＤＤＳ信号发生器，其特征在于：它包括上位机软件控制、ＬＸＩ接口电路、控制模块、多通道ＤＤＳ系统、加法器所组成，所述上位机软件控制、ＬＸＩ接口电路、控制模块依次双向电连接；所述控制模块的输出端连接各通道ＤＤＳ系统输入端，各通道ＤＤＳ系统的输出端即连接加法器的输入端又可以单独输出正弦波信号；所述加法器输出多频信号。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：徐鹏，陈泽宗，阮航，
申请(专利权)人：武汉大学，
类型：实用新型
国别省市：83[]