阅读说明：本技术 一种扫频电场发生器 (Sweep frequency electric field generator ) 是由 苏剑锋 李旭生 于 2020-06-18 设计创作，主要内容包括：本发明涉及电子测量技术领域,具体涉及一种扫频电场发生器,包括控制单元、产生扫频信号的扫频信号产生单元和产生频标信号的频标产生单元,发明控制单元的信号输出端接扫频信号产生单元,发明扫频信号产生单元的信号输出端接频标产生单元,发明扫频信号产生单元包括扫频控制单元、时间累加器和存储器,发明频标产生单元包括频点存储器、频标成形单元和状态产生单元,发明扫频信号产生单元的输出端依次接加法器、载波波表RAM、模数转换器和低通滤波器,同时加法器还接有载波地址累加器,本发明提升了产生的扫频信号的精度和频率分辨率,并实现产生多个频标,占用系统资源较少。(The invention relates to the technical field of electronic measurement, in particular to a sweep frequency electric field generator, which comprises a control unit, a sweep frequency signal generating unit for generating sweep frequency signals and a frequency standard generating unit for generating frequency standard signals, wherein the signal output end of the control unit is connected with the sweep frequency signal generating unit, the signal output end of the sweep frequency signal generating unit is connected with the frequency standard generating unit, the sweep frequency signal generating unit comprises a sweep frequency control unit, a time accumulator and a memory, the frequency standard generating unit comprises a frequency point memory, a frequency standard forming unit and a state generating unit, the output end of the sweep frequency signal generating unit is sequentially connected with an adder, a carrier wave table RAM, an analog-to-digital converter and a low-pass filter, and the adder is also connected with a carrier address accumulator, the precision and the frequency resolution of the generated sweep frequency signals are improved, and a plurality of frequency standards, and less system resources are occupied.)

一种扫频电场发生器

技术领域

本发明涉及电子测量技术领域，具体涉及一种扫频电场发生器。

背景技术

信号发生器是一种为电子测量和计量工作提供符合技术要求的电信号的测量设备，它能产生频率、幅度、波形等参数可调节的信号，信号发生器的应用非常广泛，种类也相当繁多，按输出信号可分为正弦信号发生器、脉冲信号发生器、函数发生器、任意波形发生器、噪声发生器、扫频信号发生器等，其中，扫频信号发生器输出的是频率随时间按一定规律、在一定范围内重复连续变化的扫频信号，扫频信号发生器主要用作测试电路网络幅频特性时的信号源等。

随着微电子技术的发展，现场可编程门阵列(FPGA)技术和直接数字频率合成(DDS)技术越来越多的被应用于信号发生器，通过FPGA可以实现DDS频率合成器和DDS控制器，然而，这种实现扫频的扫频信号源和扫频方法，每次都得等到DDS控制器计算完一个频率控制字K后才能产生新的频率，因此扫频的速度比较低，并且扫频精度以及频率分辨率也会降低。

此外，扫频信号发生器不仅输出扫频信号，还产生频率标记，频率标记是扫频测量中的频率定度，即当扫频信号的频率变化到用户设置的“标记频率”处时输出一个标记信号，频率标记简称频标，现有技术中产生频标的基本方法是差频法，但是差频法的缺点是电路复杂、成本高；由于谐波发生器、混频器和带通滤波器等模拟器件的非线性失真造成频标的稳定性和准确度都较差；电路延时会造成频率定度误差。

发明内容

解决的技术问题

针对现有技术所存在的上述缺点，本发明提供了一种扫频电场发生器，解决了采用现场可编程门阵列和直接数字频率合成技术产生扫频信号，每次都得等到DDS控制器计算完一个频率控制字K后才能产生新的频率，扫频效率低，从而导致扫频精度和频率分辨率降低；同时现有技术产生频标的差频法的电路复杂，成本高；谐波发生器、混频器和带通滤波器等模拟器件的非线性失真造成频标的稳定性和准确度都较差；电路延时会造成频率定度误差。

扫频信号发生器的问题。

技术方案

为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：

一种扫频电场发生器，包括控制单元、产生扫频信号的扫频信号产生单元和产生频标信号的频标产生单元，所述控制单元的信号输出端接扫频信号产生单元，所述扫频信号产生单元的信号输出端接频标产生单元，所述扫频信号产生单元包括扫频控制单元、时间累加器和存储器，所述频标产生单元包括频点存储器、频标成形单元和状态产生单元，所述扫频信号产生单元的输出端依次接加法器、载波波表RAM、模数转换器和低通滤波器，同时加法器还接有载波地址累加器。

更进一步地，所述扫频控制单元根据用户在控制单元设定的扫频参数和扫频命令生成包括扫频频率字、载波频率字、扫频控制累加字以及幅度调整参数在内的扫频控制参数，

所述时间累加器根据扫频频率字在每个时钟周期内进行相位累加，生成扫频信号的频率增量，

所述存储器用于存储生成的频率增量。

更进一步地，所述控制单元用于接收用户设定的扫频参数和扫频命令。

更进一步地，所述状态产生单元用于根据状态使能信息和扫频状态产生状态标志信号。

更进一步地，所述频点存储器根据扫频控制参数产生频点标志信号，所述频标成形单元根据频点标志信号的有效状态产生频标信号。

更进一步地，所述载波地址累加器将扫频控制单元生成的载波频率字进行不断累加，生成扫频信号的频率基量。

更进一步地，所述加法器将频率增量与频率基量相加，生成读取载波波表的地址，并从载波波表RAM中读取扫频信号的扫频幅度值。

更进一步地，所述模数转换器用于将所述扫频幅度值进行数模转换生成模拟扫频信号。

更进一步地，所述低通滤波器用于将所述模拟扫频信号进行低通滤波生成扫频信号。

有益效果

采用本发明提供的技术方案，与已知的公有技术相比，具有如下有益效果：

1、本发明采用扫频信号的频率基量与频率增量相加的方法来产生扫频信号，大大提升了产生的扫频信号的精度和频率分辨率。

2、本发明通过存储器存储与扫频点对应的频点标记信号，实现产生多个频标，占用系统资源较少。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明的结构示意图；

图2为本发明的扫频信号产生流程图；

图3为本发明的扫频信号发生器实现双通道任意波形发生器结构示意图；

图4为本发明的子卡结构示意图；

图5为本发明的扫频信号产生单元结构示意图；

图6为本发明的频标产生单元结构示意图。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

下面结合实施例对本发明作进一步的描述。

实施例

本实施例的一种扫频电场发生器，参照图1-6：包括控制单元、产生扫频信号的扫频信号产生单元和产生频标信号的频标产生单元，所述控制单元的信号输出端接扫频信号产生单元，所述扫频信号产生单元的信号输出端接频标产生单元，所述扫频信号产生单元包括扫频控制单元、时间累加器和存储器，所述频标产生单元包括频点存储器、频标成形单元和状态产生单元，所述扫频信号产生单元的输出端依次接加法器、载波波表RAM、模数转换器和低通滤波器，同时加法器还接有载波地址累加器。

其中，所述扫频控制单元根据用户在控制单元设定的扫频参数和扫频命令生成包括扫频频率字、载波频率字、扫频控制累加字以及幅度调整参数在内的扫频控制参数，所述时间累加器根据扫频频率字在每个时钟周期内进行相位累加，生成扫频信号的频率增量，所述存储器用于存储生成的频率增量，所述控制单元用于接收用户设定的扫频参数和扫频命令，所述状态产生单元用于根据状态使能信息和扫频状态产生状态标志信号，所述频点存储器根据扫频控制参数产生频点标志信号，所述频标成形单元根据频点标志信号的有效状态产生频标信号，所述载波地址累加器将扫频控制单元生成的载波频率字进行不断累加，生成扫频信号的频率基量，所述加法器将频率增量与频率基量相加，生成读取载波波表的地址，并从载波波表RAM中读取扫频信号的扫频幅度值，所述模数转换器用于将所述扫频幅度值进行数模转换生成模拟扫频信号，所述低通滤波器用于将所述模拟扫频信号进行低通滤波生成扫频信号。

工作原理：根据用户设定的扫频参数和扫频命令生成包括扫频频率字、载波频率字、扫频控制累加字以及幅度调整参数在内的扫频控制参数；将生成的扫频频率字进行存储，根据用户设定的扫频参数和扫频命令生成包括扫频频率字、载波频率字、扫频控制累加字以及幅度调整参数在内的扫频控制参数，扫频频率字进行存储，根据扫频命令对扫频频率字进行调整；通过调整扫频频率字可以方便的改变扫频信号的扫频范围，同时也减少了保存扫频频率字波表的面积，节约了资源，读取扫频频率字RAM中的扫频频率字，并根据的扫频频率字在每个时钟周期内进行相位累加，生成扫频信号的频率增量，将载波频率字不断累加，生成扫频信号的频率基量；将扫频信号的频率增量与频率基量相加，生成读取预存的载波波表RAM的地址，并从载波波表中读取扫频信号的扫频幅度值，其中，的载波波表中存储载波幅值，将扫频幅度值进行数模转换，生成模拟扫频信号，将模拟扫频信号进行低通滤波，生成最终扫频信号。

以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不会使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。