[发明专利]一种具有扫频功能的信号源及其生成方法

说明书

技术领域

本发明涉及信号源扫频领域，尤其是一种具有扫频功能的信号源及其生成方法。

背景技术

直接数字式频率合成器(Direct Digital Synthesizer，DDS)广泛用于任意波发生器、函数发生器、射频信号源等信号发生装置。利用DDS技术可以很容易实现扫频功能，即输出信号周期性反复按照一定的频率变化速率从一个频率变化至另一个频率。

如图1所示为现有技术中DDS原理框图，图中的频率控制字1(相位增量)，直接决定了输出信号的频率，其送往相位累加器2后不断在每个系统时钟进行累加，得到不断更新的当前相位3，由量化截位器4对其截位后得到波表读取地址5，该地址将波形数据存储表6中的波形数据7读出。最后波形数据7由DAC转化为模拟信号。

利用DDS技术可以很容易实现扫频功能，目前完成扫频功能采用的常见方式主要有两种：

1、Agilent PSG E8251A采用的连续扫频方式：设定起始频率、终止频率、扫频周期。仪器的频率控制字累加器9将会在每个系统时钟对频率控制字1累加一个频偏10(可正可负)，直至一个周期结束重新加载起始频率控制字，连续扫频的结果是输出信号频率是在连续的变化，没有频率突变。

本发明的发明人发现现有技术中连续扫频方式的不足之处在于，由于频率控制字字长限制，扫频周期、扫频频偏(频率变化率)二者之间相冲突，即扫频周期较长，频率变化范围较小时，频偏尤其小，导致频偏精度不足，从而限制扫频周期上限。

按照现有技术中连续扫频方式遇到了在背景技术中所提到的问题，即频率控制字字长对扫频周期限上的限制。当然最直接的解决办法是一味的提高频率控制字字长，使得其能够满足更宽扫频时间下的更高的频偏精度。但这样做的缺点是十分耗资源而效果有限，即需要更大的加法器来完成频率控制字累加器的运算。设想一个80位的加法器，其使用的资源数倍于40位的加法器，而且时序收敛、动态功耗都很难得到满足；此外效果方面，虽然频率控制字1字长增加了，但由其得到的更精确的当前相位还需要经过量化截位器截位，从而无法达到应有的精度。

2、R&S SMB100A采用的跳变扫频方式：设定起始频率、终止频率、驻留频点数目、每个频点驻留时间。仪器会依次计算出扫频的一系列频点，从起始频率开始，依次在这些频点驻留相应的时间而后再跳变到下个频点(从扫频表中加载下个频点的频率控制字)，直至终止频率再重新加载起始频率控制字，周而复始，这样总体的结果是输出信号在一个频率上稳定一段时间，再忽然跳变至下一个频率，此外，SMB100A频点驻留时间下限很长为10ms。

本发明的发明人发现现有技术中跳变扫频的缺点为扫频过程不连续，不精细，存在频率跳变，尤其是在较短的扫频周期下，其扫频过程仅有一两个频点，甚至难以完成扫频，以SMB100A为例，其LF扫频功能无法完成扫频周期为20ms以下的扫频。

发明内容

本发明的目的在于解决上述现有技术中连续扫频和跳变扫频的不足，提供一种具有扫频功能的信号源及其生成方法，较好的解决了以上两种现有技术的矛盾，使得扫频的精细度与扫频周期上限二者取得一个较好的折中，从而以尽可能高的扫频精细度完成各种配置下的扫频。

本发明实施例提供了一种具有扫频功能的信号源，包括系统时钟，用于产生时钟信号，还包括，

频偏产生单元，用于产生频偏；

频变间隔计数器，用于对所述时钟信号进行计数，如果计数结果到达预定阀值时，则控制频率控制字累加器在原有频率控制字的基础之上加上所述频偏，产生新的频率控制字作为参考频率控制字，否则控制频率控制字累加器输出原频率控制字作为参考频率控制字；

输出单元，用于根据所述参考频率控制字将波形数据输出。

根据本发明实施例所述的一种具有扫频功能的信号源的一个进一步的方面，所述输出单元包括相位累加器，用于计算并存储所述频率控制字累加器输出的参考频率控制字的相位累加和；

量化截位器，用于对所述相位累加器输出的相位累加和进行截位，得到波表读取地址，到所述波形数据存储模块中将波形数据读出；

DAC转换器，用于将所述波形数据转换为模拟信号输出。

根据本发明实施例所述的一种具有扫频功能的信号源的再一个进一步的方面，所述频变间隔计数器与所述频率控制字累加器的使能端相连接，当计数结果到达预定阀值时所述跳变间隔计数向所述频率控制字累加器输出使能信号。