一種可以產生多個頻標的掃頻信號發生器的制造方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種掃頻信號產生裝置，特別涉及一種可以產生多個頻率標記的掃頻信號發生器。
【背景技術】
[0002]信號發生器是一種為電子測量和計量工作提供符合技術要求的電信號的測量設備，它能產生頻率、幅度、波形等參數可調節的信號。信號發生器的應用非常廣泛，種類也相當繁多，按輸出信號可分為正弦信號發生器、脈沖信號發生器、函數發生器、任意波形發生器、噪聲發生器、掃頻信號發生器等。
[0003]掃頻信號發生器輸出的是頻率隨時間按一定規律、在一定范圍內重復連續變化的掃頻信號。掃頻信號發生器主要用作測試電路網絡幅頻特性時的信號源等。
[0004]典型的掃頻信號發生器不僅輸出掃頻信號，還產生頻率標記。頻率標記是掃頻測量中的頻率定度，即當掃頻信號的頻率變化到用戶設置的“標記頻率”處時輸出一個標記信號。頻率標記簡稱頻標。現有技術中產生頻標的基本方法是差頻法。
[0005]如圖1是現有技術中采用差頻法實現的掃頻信號發生器I的原理示意圖，掃頻信號發生器I包括掃頻信號產生單元101和頻標發生器102，頻標發生器102包括諧波發生器111、混頻器112和帶通濾波器113，掃頻信號發生單元101用于產生頻率范圍為fmin?fmax的掃頻信號121，掃頻信號121除了用于輸出外，還送給混頻器112，諧波發生器111用于產生頻率為n*fs (n=l、2、3……)的諧波信號123，其中fs為基準頻率，混頻器112用于將掃頻信號121與諧波信號123進行混頻，產生頻率為(fmin?fmax)_n*fs的差頻信號124，送給帶通濾波器113，帶通濾波器113用于對差頻信號124進行濾波，產生頻標122。差頻法的工作原理為:諧波發生器111產生的諧波信號123，與掃頻信號發生單元101輸出的掃頻信號121進行混頻；在掃頻信號121的頻率變化過程中，當其頻率變化到諧波信號123的頻率處，零差頻被帶通濾波器113取出，形成頻標122 ;改變諧波信號123的基準頻率的成分，就可產生一個或多個頻標。
[0006]差頻法的缺點是(I)電路復雜、成本高，(2)由于諧波發生器111、混頻器112和帶通濾波器113都采用模擬器件，而模擬器件的非線性失真造成頻標的穩定度和準確度都較差，(3)電路延時會造成頻率定度誤差，(4)頻標所對應的標記頻率只能是基準頻率的整數倍，不夠靈活。
[0007]隨著微電子技術的發展，現場可編程門陣列(Field Programmable Gate Array,FPGA)技術和直接數字頻率合成(Direct Digital Synthesis，DDS)技術越來越多的被應用于信號發生器。FPGA技術的優勢在于FPGA芯片的可編程性，可以創新的實現差異化的產品，并縮短產品開發周期。DDS技術是從相位概念出發直接合成所需波形的一種頻率合成技術。基于DDS技術的信號發生器具有相對帶寬寬、頻率轉換時間短、頻率分辨率高、輸出相位連續、可產生多種調制信號、控制靈活方便等諸多優點。
[0008]結合參考附圖2，專利申請號為201110431637.2，專利名稱為“一種掃頻信號發生器”的發明公開說明書中描述了一種基于FPGA技術和DDS技術的掃頻信號發生器2。該專利申請采用可編程邏輯器件作為核心部件產生掃頻信號，并提出一種不同于差頻法的頻標產生方法。掃頻信號發生器2包括時鐘模塊201，為其它模塊提供工作時鐘221 ；
[0009]掃頻狀態機202、掃頻時間累加器203、掃頻曲線存儲器204、偏移乘法器205、頻率字加法器206、相位累加器207和載波存儲器208，構成了基于DDS技術的掃頻信號發生單元，用于產生掃頻信號233;
[0010]掃頻狀態機202控制掃頻的4個狀態:起始保持、掃描、終止保持、回掃，并根據這4個狀態的跳轉情況，選擇各狀態對應的時間控制字223送給掃頻時間累加器203 ;控制系統配置給掃頻狀態機202的內容211包括4個掃頻狀態的使能，以及每個狀態持續時間所對應的時間控制字；
[0011]掃頻時間累加器203對時間控制字223進行累加，并產生讀地址224送給掃頻曲線存儲器204 ；
[0012]掃頻曲線存儲器204，決定了掃頻方式。掃頻信號開始輸出前，控制系統將掃頻方式的對應的掃頻曲線212寫入到掃頻曲線存儲器204中；掃頻開始后，按照掃頻時間累加器203提供的讀地址224取出掃頻曲線樣點225 ；
[0013]偏移乘法器205，將掃頻曲線樣點225乘上一個掃頻偏移系數213，乘積就是掃頻頻率字的增量部分226 了 ；
[0014]頻率字加法器206，將頻率字的增量226與頻率字的基本量214相加，二者之和作為載波的頻率字227 ；
[0015]相位累加器207，對載波頻率字227累加，累加結果作為載波存儲器208的讀地址228 ；
[0016]載波存儲器208，在掃頻信號開始輸出前由系統寫入載波的形狀一個周期的樣點214，例如正弦波、方波、鋸齒波等。載波存儲器208輸出的結果就是頻率按照掃頻方式變化的掃頻信號233。
[0017]頻率標記比較器209，為頻標產生電路，用于產生頻標234。
[0018]該專利申請產生掃頻信號的工作原理為:
[0019]掃頻信號233的頻率=工作時鐘221的頻率X頻率字228/2K
[0020]頻率字228 =基本量214 +掃頻曲線樣點225 X掃頻偏移系數213
[0021]掃頻曲線樣點225的值是按照掃頻曲線的規律在變化的，因此頻率字228也在變化，由頻率字228所決定的掃頻信號233的頻率也就按照掃描曲線的規律而變化。
[0022]該專利申請產生頻標的工作原理為:
[0023]掃頻信號發生器2的系統將用戶設置的標記頻率(在哪些頻率產生頻標)所對應的地址閾值216配置給頻率標記比較器209，頻率標記比較器209比較掃頻時間累加器203輸出的讀地址224和地址閾值216，二者相等時，則產生一個正脈沖信號作為頻標234。
[0024]與差頻法相比，該專利申請的頻標產生電路只需要一個比較器，非常簡單；并且由于采用全數字方法，不僅頻率穩定度和準確度高，而且沒有電路延時，也就不會有頻率定度誤差。
[0025]但是，其缺點在于只能產生一個頻標，而在測試電路網絡的幅頻特性時，通常希望產生一系列頻標來組成頻標尺度；另外，該專利申請實現的掃頻信號有4個掃頻狀態，而頻率標記比較器并沒有區分掃頻時間累加器203當前輸出的讀地址224處于哪個掃頻狀態，而是一直比較讀地址224與地址閾值216，這樣就無法區分頻標所處的掃頻狀態。
【發明內容】
[0026]為了解決現有技術中存在的問題，本發明提出了一種可以產生多個頻標的掃頻信號發生器。
[0027]本發明提供了一種可以產生多個頻標的掃頻信號發生器，包括控制單元、用于產生掃頻信號的掃頻信號產生單元和用于產生頻標信號的頻標產生單元，所述的掃頻信號產生單元包括掃頻狀態控制單元、掃頻時間累加器和掃頻曲線存儲器，所述的控制單元用于接收掃頻狀態和掃頻曲線，所述的掃頻狀態控制單元根據所述的掃頻狀態，產生時間控制字，所述的掃頻時間累加器根據所述的時間控制字，產生讀地址，所述的掃頻曲線存儲器用于根據所述的掃頻曲線和所述的讀地址，產生掃頻點，所述的控制單元還用于產生頻點使能信息，所述的頻標產生單元包括頻點存儲器和頻標成形單元，所述的頻點存儲器用于根據頻點使能信息和所述的讀地址，產生與所述的掃頻點對應的頻點標志信號，所述的頻標成形單元根據所述的頻點標志信號的有效狀態，產生頻標信號。
[0028]在本發明所述的掃頻信號發生器中，所述的控制單元還可以用于產生狀態使能信息，所述的頻標產生單元還可以具有狀態產生單元，所述的狀態產生單元用于根據所述的狀態使能信息和所述的掃頻狀態產生狀態標志信號，所述的頻標成形單元根據所述的頻點標志信號的有效狀態和所述的狀態標志信號的有效狀態，產生頻標信號。
[0029]在本發明所述的掃頻信號發生器中，所述的頻標成形單元還可以用于根據所述的頻點標志信號的無效狀態，暫停產生頻標信號。
[0030]在本發明所述的掃頻信號發