申请/专利权人：成都前锋电子仪器有限责任公司

申请日：2018-12-25

公开（公告）日：2024-03-26

公开（公告）号：CN109450444B

主分类号：H03L7/16

分类号：H03L7/16

优先权：

专利状态码：有效-授权

法律状态：2024.03.26#授权;2019.04.02#实质审查的生效;2019.03.08#公开

摘要：一种基于DDS高性能宽频信号源，包括音频产生电路、音频调理电路、数字频率合成电路、混频电路、四倍频电路；所述音频产生电路根据SPI信号产生音频信号，然后经过所述音频调理电路的调理，所述数字频率合成电路根据调理后的音频信号产生一个信号进入所述混频电路进行混频，然后经过所述四倍频电路处理后输出宽频信号；基于DDS技术，降低输出信号的非谐波杂散，提高输出信号的频谱纯度，产生一种非谐波指标保持在‑70dBc的高性能宽频信号源。

主权项：1.一种基于DDS高性能宽频信号源，其特征在于，包括音频产生电路、音频调理电路、数字频率合成电路、混频电路、四倍频电路；所述音频产生电路根据SPI信号产生音频信号，然后经过所述音频调理电路的调理，所述数字频率合成电路根据调理后的音频信号产生一个信号进入所述混频电路进行混频，然后经过所述四倍频电路处理后输出宽频信号；所述音频产生电路包括现场可编程门阵列，DA转换器，运算放大器，滤波电路，开关电路；现场可编程门阵列根据SPI信号产生数字信号，然后数字信号通过所述DA转换器转换成模拟信号，模拟信号依次经过所述运算放大器运算放大、所述滤波电路滤波后进入所述开关电路，所述开关电路通断控制输出音频信号；所述数字频率合成电路包括直接数字频率合成器，模数转换器，现场可编程门阵列和滤波器；音频模拟信号送入到模数转换器，得到的音频数字信号，音频数字信号送入现场可编程门阵列控制直接数字频率合成器产生信号，并滤波。

全文数据：一种基于DDS高性能宽频信号源技术领域本发明涉及一种仪表着陆系统，特别涉及一种基于DDS高性能宽频信号源背景技术仪表着陆系统InstrumentLandingSystem，ILS又译为仪器降落系统，盲降系统，是应用最为广泛的飞机精密进近和着陆引导系统，包括航向信标LOC系统、下滑信标GS系统、指点信标MB系统三部分。它的作用是由地面发射的两束无线电信号实现航向道和下滑道指引，建立一条由跑道指向空中的虚拟下滑线，飞机通过机载接收设备，确定自身与该路径的相对位置，使飞机沿正确方向飞向跑道并且平稳下降，最终实现安全着陆。现有技术中，地面发射输出的信号非谐波杂散高，频谱纯度低，性能有待提高。发明内容本发明的目的在于克服现有技术中所存在的上述不足，提供一种基于DDS高性能宽频信号源。为了实现上述发明目的，本发明提供了以下技术方案：一种基于DDS高性能宽频信号源，包括音频产生电路、音频调理电路、数字频率合成电路、混频电路、四倍频电路；所述音频产生电路根据SPI信号产生音频信号，然后经过所述音频调理电路的调理，所述数字频率合成电路根据调理后的音频信号产生一个信号进入所述混频电路进行混频，然后经过所述四倍频电路处理后输出宽频信号。所述音频产生电路包括现场可编程门阵列，DA转换器，运算放大器，滤波电路，开关电路；现场可编程门阵列根据SPI信号产生数字信号，然后数字信号通过所述DA转换器转换成模拟信号，模拟信号依次经过所述运算放大器运算放大、所述滤波电路滤波后进入所述开关电路，所述开关电路通断控制输出音频信号。所述音频调理电路包括运算放大器，DA转换器，模拟开关，模数转换器；音频信号通过运算放大器后送入DA转换器，之后再经过模拟开关开关控制输出音频模拟信号后。所述数字频率合成电路包括直接数字频率合成器，模数转换器，现场可编程门阵列和滤波器；音频模拟信号送入到模数转换器，得到的音频数字信号，音频数字信号送入现场可编程门阵列控制直接数字频率合成器产生信号，并滤波。所述混频电路包括第一带通滤波器，第二带通滤波器，一本振电路，二本振电路，第一混频器，第二混频器，低通滤波器；所述数字频率合成电路产生的信号经过所述第一带通滤波器后，与所述一本振电路产生的信号在所述第一混频器中混频，再与所述二本振电路产生的信号在所述第二混频器中混频，得到的信号进入所述第二带通滤波器，再经过所述低通滤波器得到基波段信号。所述四倍频电路包括第一次二倍频电路，第二次二倍频电路；基波段信号通过所述第一次二倍频电路后再经过所述第二次二倍频电路后输出。与现有技术相比，本发明的有益效果：音频产生电路根据SPI信号产生音频信号，然后经过调理，所述数字频率合成电路根据调理后的音频信号产生一个信号进入混频电路进行混频，然后经过四倍频电路处理后输出宽频信号，基于DDS技术，降低输出信号的非谐波杂散，提高输出信号的频谱纯度，产生一种非谐波指标保持在-70dBc的高性能宽频信号源。附图说明：图1为本发明的结构框图。图2为现场可编程门阵列的电路连接示意图。图3为DA变换器，第一运放，第二运放，第一滤波电路，第二滤波电路的电路连接示意图。图4为开关电路的电路连接示意图。图5位音频调理电路的电路连接示意图。图6为数字频率合成器的电路连接示意图。图7为一本振电路的电路连接示意图。图8为二本振电路的电路连接示意图。图9为第一混频器的电路连接示意图。图10为第二混频器的电路连接示意图。图11为第一次二倍频电路的电路连接示意图。图12为第二次二倍频电路的电路连接示意图。具体实施方式下面结合试验例及具体实施方式对本发明作进一步的详细描述。但不应将此理解为本发明上述主题的范围仅限于以下的实施例，凡基于本发明内容所实现的技术均属于本发明的范围。一种基于DDS高性能宽频信号源，如图1，包括现场可编程门阵列，DA转换器，第一运放，第二运放，第一滤波电路，第二滤波电路，开关电路；如图2，所述现场可编程门阵列D8根据SPI信号产生两路数字信号，然后，如图3，两路数字信号通过所述DA转换器N703转换成两路模拟信号，所述第一路模拟信号依次经过所述第一运放N704运算放大、所述第一滤波电路滤波后进入所述开关电路，所述第二模拟信号依次经过所述第二运放N706运算放大、所述第二滤波电路滤波后进入所述开关电路，所述第一滤波电路为20kHz的二阶贝塞尔复共轭极点对低通滤波电路，包括运放N705和外围电路，所述第二滤波电路为300kHz的二阶贝塞尔复共轭极点对低通滤波电路，包括运放N707和外围电路；如图4，所述开关电路包括三个开关N906、N907、N908，所述开关电路通断控制将信号送至所述音频调理电路，所述音频调理电路输出调制信号，调制信号经过所述音频调理电路，如图5，经过运算放大器N30后送入DAD13，之后再经过模拟开关ADG1421D14后，送入到模数转换器N3。N3为一个14bit的模数转换器，通过对音频信号进行采样，得到的数字信号送入FPGAD15，在FPGA内调制的数字信号与频率控制字进行相加，输出的数据送入数据端口。还包括数字频率合成电路，带通滤波器，一本振电路，二本振电路，第一混频器，第二混频器，低通滤波器，第一次二倍频电路，第二次二倍频电路；所述数字频率合成电路产生的427MHz信号经过所述带通滤波器后，与所述一本振电路产生的信号在所述第一混频器N16中混频后经过开关切换为三路信号，如图9，第一路中频为所述一本振电路产生的940MHz本振信号与427MHz信号混频得到1367MHz信号，第二路中频为所述一本振电路产生的1210MHz本振信号与427MHz信号混频得到1637MHz信号，第三路中频为所述一本振电路产生的1460MHz本振信号与427MHz信号混频得到1887MHz信号；三路信号通过开关切换后与所述二本振电路产生的信号在第二混频器N20中混频，如图10，第一路中频为所述二本振电路产生的2117～2637MHz本振信号与1367MHz信号混频得到750～1000MHz信号，第二路中频为所述一本振电路产生的2637～2887MHz本振信号与1637MHz信号混频得到1000～1250MHz信号，第三路中频为所述一本振电路产生的3137～3387MHz本振信号与1887MHz信号混频得到1250～1500MHz信号；然后通过开关切换为三路信号，分别通过所述带通滤波器750～1000MHz，1000～1250MHz以及1250～1500MHz的带通滤波器，得到750～1500MHz信号，再经过所述低通滤波器后得到750～1500MHz的基波段信号；750～1500MHz的基波段信号通过所述第一次二倍频电路得到1500～3000MHz信号并输出，或者通过所述第一次二倍频电路后再经过所述第二次二倍频电路得到3000～6000MHz信号并输出，或者经过所述二分频电路和所述四分频电路得到200～750MHz信号并输出。如图6，所述数字频率合成电路包括直接数字频率合成器D1，采用芯片AD9914，模数转换器N3，现场可编程门阵列D15和环路滤波器包括C51、C52、R17。如图7，所述一本振电路包括频率合成芯片HMC830D4，环路滤波器包括R47、R48、R4，电源电路HMC1060N7，分频器HMC905U1、放大器ERA-3SMN5、输出开关HMC536D2、D3以及低通滤波器包括Z1、Z2、Z3、Z4；HMC830是一个集成了VCO的频率合成芯片，输出的锁相频率最高达到3GHz。频率合成芯片D4分别输出1880MHz、2420MHz、2920MHz信号，再经过分频器U1进行2分频后，得到频率为940MHz、1210MHz以及1460MHz的一本振信号；放大器N5完成对一本振信号的放大，可以提供20dB左右的增益；输出开关D2、D3为一本振输出通路选择，一本振信号通过开关选择不同的滤波器通路，以滤除谐波及杂波。如图8，所述二本振电路包括频率合成芯片HMC704U2和环路滤波器包括N10、R65、C156、C142、R10、C154、R62、L10、R63、C153、R61、VCON11、电源电路HMC1060N12、放大器ERA-3SMN9、N13、输出开关HMC536N8、N14以及低通滤波器包括Z6、Z7、Z8、Z9；频率合成芯片U2，具有较低的本底相位噪声以及较小的杂散信号。内置小数分频器，配合外置VCO可以得到纯度较高的频率合成信号；放大器N9、N13完成对二本振信号的放大，可以提供20dB左右的增益；输出开关N8、N14为二本振输出通路选择，二本振信号通过开关选择不同的滤波器通路，以滤除谐波及杂波。如图11，所述第一次二倍频电路包括传输线变压器T1，二极管V18；倍频电路采用二极管平衡电路，避免了有源电路的干扰，同时平衡电路可以较好的抵消高次谐波，T1负责将单端信号转化为差分信号送给二极管V18。如图12，所述第二次二倍频电路包括传输线变压器T2，二极管V38；倍频电路采用二极管平衡电路，避免了有源电路的干扰，同时平衡电路可以较好的抵消高次谐波，T2负责将单端信号转化为差分信号送给二极管V38。以上所述，仅为本发明具体实施方式的详细说明，而非对本发明的限制。相关技术领域的技术人员在不脱离本发明的原则和范围的情况下，做出的各种替换、变型以及改进均应包含在本发明的保护范围之内。

权利要求：1.一种基于DDS高性能宽频信号源，其特征在于，包括音频产生电路、音频调理电路、数字频率合成电路、混频电路、四倍频电路；所述音频产生电路根据SPI信号产生音频信号，然后经过所述音频调理电路的调理，所述数字频率合成电路根据调理后的音频信号产生一个信号进入所述混频电路进行混频，然后经过所述四倍频电路处理后输出宽频信号。2.根据权利要求1所述的基于DDS高性能宽频信号源，其特征在于，所述音频产生电路包括现场可编程门阵列，DA转换器，运算放大器，滤波电路，开关电路；现场可编程门阵列根据SPI信号产生数字信号，然后数字信号通过所述DA转换器转换成模拟信号，模拟信号依次经过所述运算放大器运算放大、所述滤波电路滤波后进入所述开关电路，所述开关电路通断控制输出音频信号。3.根据权利要求1所述的基于DDS高性能宽频信号源，其特征在于，所述音频调理电路包括运算放大器，DA转换器，模拟开关，模数转换器；音频信号通过运算放大器后送入DA转换器，之后再经过模拟开关开关控制输出音频模拟信号后。4.根据权利要求1所述的基于DDS高性能宽频信号源，其特征在于，所述数字频率合成电路包括直接数字频率合成器，模数转换器，现场可编程门阵列和滤波器；音频模拟信号送入到模数转换器，得到的音频数字信号，音频数字信号送入现场可编程门阵列控制直接数字频率合成器产生信号，并滤波。5.根据权利要求1所述的基于DDS高性能宽频信号源，其特征在于，所述混频电路包括第一带通滤波器，第二带通滤波器，一本振电路，二本振电路，第一混频器，第二混频器，低通滤波器；所述数字频率合成电路产生的信号经过所述第一带通滤波器后，与所述一本振电路产生的信号在所述第一混频器中混频，再与所述二本振电路产生的信号在所述第二混频器中混频，得到的信号进入所述第二带通滤波器，再经过所述低通滤波器得到基波段信号。6.根据权利要求1所述的基于DDS高性能宽频信号源，其特征在于，所述四倍频电路包括第一次二倍频电路，第二次二倍频电路；基波段信号通过所述第一次二倍频电路后再经过所述第二次二倍频电路后输出。

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