一、概要 在高等学校课程设计是一个重要的教学环节，它与实验、生产实习、业设计构成实践性教学体系。由此规定了课程设计的三个性质：一是教学，学生在教师指导下针对某一门课程学习工程设计； 二是实践性，课程设包括电路设计、印刷板设计、电路的组装和调试等实践内容； 三是群众性、主动性，课程设计以学生为主体，要求人人动手，教师只起引导作用，主任务由学生独立完成，学生的主观能动性对课程设计的完成起决定性作。学生较强的动手能力就是依靠实践性教学体系来培养的。 1.1 何谓课程设计 所谓课程设计就是大型实验，是具有独立制作和调试的设计性实验，其基本属性体现在工程设计上。但课程设计毕竟不同于一般实验。 首先是时间和规模不同，一般实验只有两学时，充其量为四学时；而课程设计一般为一～两周。实验所要达到的目的较小。通常只是为了验证某一种理论、掌握某一种参数的测量方法、学习某一种仪器的使用方法等等；而课程没计则是涉及一门课程甚至几门课程的综合运
用，所以课程设计是大型的。 其次，完成任务的独立性不同，一般实验学生采用教师事先安排好的实验板和仪器，实验指导书上详细地介绍了做什么和如何做，实验时还有教师现场指导，学生主要任务是搭接电路，用仪器观察现象和读取数据，因此实验是比较容易完成的；而课程设计不同，课程设计只给出所要设计的部件或整机的性能参数，由学生自己去设计电路、设计和制作印刷电路板，然后焊接和调试电路，以达到性能要求。 课程设计和毕业设计性质非常接近，毕业设计是系统的工程设计实践，而课程设计则是工程设计实践的初步训练，它为毕业设计打下一定基础。课程设计与毕业设计在规模上和要求上，大小高低不同，但它们都属于工程设计，因此工作步骤是类似的。 1.2 课程设计的目的要求 1 、课程设计的目的是帮助学生综合运用所学的理论知识，把一些单元电路有机地组合起来，组成小的系统，使学生建立系统的概念；并使学生巩固和加强已学理论知识。并掌握一般电子电路分析和设计的基本步骤。 2 、掌握常用元器件的检测、识别方法及常用电子仪器的正确使用方法。 3 、掌握印制板的制作流程以及protel 99 SE的使用等基本技能。 4 、培养一定的独立分析问题、解决问题的能力。对设计中遇到的问题能通过独立思考、查阅有关资料，寻找解决问题的途径；对调试中
论文题目：1GHz射频信号源研制姓名：程欢班级：自动化一班学号：2009 15231 07
1GHz射频信号源研制 摘要：本系统实现1GHz频段射频信号的频率和功率可调。信号发生电路采用电荷泵锁相频率合成技术，以TRF3750实现前置分频、电荷泵和鉴频鉴相等功能，以OPA365实现有源环路滤波，以MSP430F149作为微控制器；放大电路采用2SC3358射频晶体管，配以微带电路设计理念；功率调节电路采用M/A-COM 公司的AT65-0263实现可控衰减；杂散抑制电路采用微带滤波器,其设计基于ADS仿真。本系统以高性价比实现了射频信号源的功能。 1、作品简介（设计目标，详细指标要求） 信号源是指测量用信号发生器。它是为电子测量提供符合一定技术要求的电信号设备, 是电子测量中最基本,最广泛的电子测量仪器之一.。信号源总的趋势是向着宽频率覆盖,高精度,多功能,自动化和智能化方向发展.然而，射频信号源的市场价格比较高，尤其到VHF以上频段，价格非常昂贵。即使条件好的高校，在射频微波电路的教学过程中，也不可能大量配置。开发一种频段较高、指标要求适合教学使用的信号源，供高校在相关课程的教学使用，具有非常重要的现实意义。 本项目基于上述目的，开发一种性价比高的射频信号源，供高校射频微波教学实验使用。目前,移动通信频段在800MH z以上，如最常用的GSM移动通信，其上行频率范围在890～915MH z,上行频率范围在 935～960MH z, 因此，从贴近实际应用考虑，本项目的频率范围覆盖这个频段。 本系统达到如下功能： (1)射频信号输出：由用户设置输出信号功率和频率，通过射频接口供用户使用； (2)用户操作界面：通过键盘实现用户控制，通过数码管实现当前功率和频率的显示； 本系统的技术指标如表1所示。 表1 1GHz射频信号源技术指标
射频信号源的使用 一、AT808射频信号源介绍 因为基站发出的手机接收信号是不稳定的，并且一般都在-70dBm--90dBm，有些地方更弱，甚至无信号。为了使广大手机维修人员更方便使用频谱分析仪，测量分析射频电路，特别是中频信号等，为此，一些公司研究了一种能模拟一个蜂窝移动手机接收频段的射频信号源，它主要用于移动接收机故障的维修，是频谱分析仪的最佳“拍档”。下面以安泰信公司研制出AT808手机射频信号源为例进行说明。 AT808射频信号源可输出935-960MHz之间可调的射频信号，通过按钮操作，并可设置3个固定的频率输出。它们分别是50信道的945MHz；75信道的950MHz；100信道的955MHz。用固定点频输出，可以保证输出精确固定的射频接收信号，从而能更稳定，更容易判断测量接收中频及后级电路是否正常。 二、射频信号源的使用 1．指导 射频信号源输出的信号幅度范围在-85--20dBm之间。通过衰减按键的操作，可设置不同幅度的信号输出，在检修无接收故障时，通常设置信号发生器的输出为-20dBm左右(不要按下任何衰减按键，此时信号源输出幅度为—20dBm)，在检修
接收差故障时，通常设置信号输出幅度在-70dBm-左右(同时按下衰减按键20dB、20dB、10dB此时信号源输出幅度即为-70dBm)。 对于摩托罗拉和诺基亚手机，可将故障机设置在测试状态下，设置接收机工作的信道为75信道(即950MHz)。选择射频信号源上的75信道的点频即可。也就是要使被测故障机的工作信道与AT808信号源上的信道对上，这样信号源上的信号才能进入手机。对于其它手机，可将射频信号设置在任何一个信道上，但需配合频谱分析仪使用。在进行射频信号源与手机连接时，只需通过射频电缆连接到故障机的天线触点处即可。 2．操作 (1)摩托罗拉手机 将射频信号源调节到950MHz，-20dBm。用测试指令450075#或450754#，设置故障机工作在GSM的75信道。用频谱分析仪检查手机接收机射频信号、中频信号等。 (2)诺基亚手机 将射频信号源调节到950MHz、-20dBm。启动诺基亚维修软件WINTESLA，将CHANNEL中的60改为75，按回车键，选择CONTINUOUS，用频谱分析仪检查接收机射频信号、中频信号等。 (3)其他手机
信号发生器 本人介绍一下信号发生器的使用和操作步骤. 1、信号发生器参数性能 频率范围：0.2Hz ~2MHz 粗调、微调旋钮 正弦波, 三角波, 方波, TTL 脉波 0.5" 大型 LED 显示器 可调 DC offset 电位 输出过载保护 信号发生器/信号源的技术指标: 波形正弦波, 三角波, 方波, Ramp 与脉波输出 振幅>20Vp-p (open circuit)； >10Vp-p (加 50Ω负载) 阻抗50Ω+10% 衰减器-20dB+1.0dB (at 1kHz) DC 飘移<-10V ~ >+10V, (<-5V ~ >+5V 加 50Ω负载) 周期控制 1 : 1 to 10 : 1 continuously rating 显示幕4位LED显示幕 频率范围0.2Hz to2MHz(共 7 档) 频率控制Separate coarse and fine tuning 失真< 1% 0.2Hz ~ 20kHz , < 2% 20kHz ~ 200kHz 频率响应< 0.2dB 0.2Hz ~100kHz； < 1dB100kHz~2MHz 线性98% 0.2Hz ~100kHz； 95%100kHz~2MHz
对称性<2% 0.2Hz ~100kHz 上升/下降时间<120nS 位准4Vp-p±1Vp-p ~ 14.5Vp-p±0.5Vp-p 可调 上升/下降时间<120nS 位准>3Vpp 上升/下降时间<30nS 输入电压约 0V~10V ±1V input for 10 : 1 frequency ratio 输入阻抗10kΩ (±10%) 交流 100V/120V/220V/230V ±10%, 50/60Hz 电源线× 1, 操作手册× 1, 测试线 GTL-101 × 1 230(宽) × 95(高) × 280(长) mm,约 2.1 公斤 信号发生器是为进行电子测量提供满足一定技术要求电信号的仪器设备。这种仪器是多用途测量仪器,它除了能够输出正弦波、矩形波尖脉冲、TTL电平、单次脉冲等五种波形，还可以作频率计使用，测量外输入信号的频率 1．信号发生器面板： （1）电源开关； （2）信号输出端子； （3）输出信号波形选择；
目录设计 1 .设计指标 2. 设计目的 二. 总电路及原理 三. 各部分组成及原理 1. 原理框图 2. 方波发生电路 3. 三角波产生电路 4. 正弦波电路 四. 实物图 五?原件清单 六.心得体会
设计指标 1) 可产生方波、三角波、正弦波。并测试、调试、组装。 2) 方波幅值＜=24V且频率可调在10hz-10khz三角波幅值可调为8V, 正弦波幅值可调为2V 3) 使用741芯片完成此电路 4) 电路焊接美观大方，走线布局合理 设计目的 1) .掌握电子系统的一般设计方法 2) .掌握模拟IC器件的应用 3) .培养综合应用所学知识来指导实践的能力 4) .掌握常用元器件的识别和测试 5) .熟悉常用仪表，了解电路调试的基本方法 二.总电路及原理 由RC构成振荡电路，反相滞回比较器产生矩形波，两者构成方波发生电路，方波经积分器产生三角波，三角波由滤波器产生正弦波，两级滤波产生更好的正弦波。
三?各部分组成及原理原理框图方波发生电路三角波正弦波1.方波发生电路
电路简介 方波发生电路主要由两部分构成 1?反相输入滞回比较器 2.RC振荡电路 若开始滞回比较器输出电压为U1,此时运放同相输入端电压为UP 二U1*R3(R3+R4同时U1通过R2对电容充电，当电容电压达到同相端的电压时输出电压变为-U1，同时同相端电压变为-UP, 由于电容电压大于输出端电压所以电容通过R1放电，当电容电压 等于-UP时输出电压又变为U1,同相端电压变为UP,此时输出电压通过R1对电容进行充电，整个过程不断重复形成自激振荡，由于电容充电时间与放电时间相同，故占空比为50%,形成方波。 利用一阶电路的三要素法列方程求得振荡周期为 T=2R1C5i n(1+2F/R4) 运放采用双电源+12V、-12V输出正弦波幅值为14V左右 注意事项 电路中的稳压管可以起到调节电压幅值并稳定电压的作用，经运放输出端接的R2可以起到稳定波形的作用，但不宜过大，此电路中应不超过500?。另外由于运放为741芯片，故波的频率不会很高，此电路应为一个低频电路。 调节R4R3的比值,C5,R1的阻值均可以调节电路的频率，但要调节幅值的同时不改变波的频率就只能通过稳压管调节，此为电路的缺陷之一
实验报告 实验题目：实验三 DDS信号源的设计与实现姓名： 学号： 指导老师： 地点与时间：2012.5.25 科研楼A座304 2012.5.18 科研楼A座304
【摘要】： 本次实验先利用MATLAB 软件制作coe 文件，然后利用ISE 软件以两种思路 编写VHDL 程序实现DDS 信号源的的设计，在生成bit 文件后下载到FPGA 板，用Chipsgope 软件进行硬件仿真验证，最终生成了正确的波形。 一、任务要求 1.1实验目的 利用FPGA 完成DDS 信号源的设计与实现。 1.2实验任务 利用FPGA 平台调用IP core 产生DDS 正弦波，并用chipscope 抓生成的正弦波信号 1.3实验要求 （1）采用IP 设计方法实现DDS 信号源的设计； （2）用chipscope 显示正弦波形，频率在给定范围内可调，用7段数码管显示生成正弦波的频率值，频率控制字通过拨码开关输入 （3）记录数据，撰写实验报告 二、实验方案及原理 2.1设计原理 DDS 全称Direct Digital Frequency Synthesizer （直接数字频率合成），是根据奈奎斯特采样定律，从连续信号的相位出发将一个正弦信号取样、量化、编码，形成一个正弦函数表，存于ROM 中。 合成时，通过改变相位累加器的频率控制字来改变相位增量。相位增量（步长）不同，一个正弦周期内的采样点数不同。在时钟频率即采样频率不变的情况下，通过相位增量的改变来实现输出频率的改变。 对于DDS 信号源，它的正弦信号发生器的输出可以用下式来描述： 其中out S 是指该信号发生器的输出信号波形，out f 指输出信号对应的频率。上式的表述对于时间t 是连续的，为了用数字逻辑实现该表达式，必须进行离散化处理。用采样时钟clk 进行抽样，令正弦信号的相位： 在一个clk 周期clk T 内，相位的增量为： 其中clk f 指clk 的频率，为了相位增量对其进行数字量化，把2π切割成2N 份，由此每个clk 周期的相位增量可用量化值来表述： 且k 为整数，称k 为频率控制字，与前式联合： ). π2sin(sin out out t f A t A S ==ωout out clk clk 2πΔ2πf f T f θ== 2 2πN k θ?≈?out clk 2N f k f =
https://www.doczj.com/doc/523889574.html,/242/2425183.html 2.1 正弦波的产生 2.1.1压控振荡器的原理 压控振荡器主要射频三极管BRF96、变容二极管BB135以及LC谐振回路构成。需要射频三极管BRF96构成放大电路，由电感和两个变容二极管BB13组成的谐振回路充当放大电路的正反馈，从而使电路满足震荡条件。为达到最佳工作性能，在工作频率时要求谐振回路的Q L≥100。电源采用+12V的电压，一对变容二极管与该谐振回路相连，通过调整加在变容二极管上的电压大小改变变容二极管的电容值，从而改变谐振回路的谢振频率。图 2.1.1为压控振荡器电路图。 图2.1.1 压控振荡器原理图 2.1.2 射频三极管BRF96的介绍 BRF96是用于射频或微波频段小信号放大的低压三极管，主要是为高增益、低噪音、小信号功率放大器而设计的。也可用于需要快速切换的时候。它具有高电流增益带宽积、低噪声系数和高功率增益等优点，例如当IC = 30 mA 时，带宽fT = 5 GHz ；当 f = 0.5 GHz时，噪声系数NF = 1.9 dB (typ)；f=1GHz时，噪声系数NF =2.5 dB (typ)；当f = 0.5 GHz时，最大功率增益Gmax = 16 dB；当f=1GHz时，最大功率增益Gmax =10.9dB (typ)。详细参量如以下各表。 表2.1.2（a）室温下管子的最大静态参数值表
表 2.1.2（b）绝对最大额定值表 表2.1.2（b）三极管S参数表 2.1.3 变容二极管BB135的介绍 BB135是一种线性度好、低串联电阻值、采用SMD封装的变容二极管,采用平面技术制造、SOD323非常小的塑料贴片封装包装。常用于UHF电视调谐器、无线电上变频器和压控振荡器VCO中。最大连续反向耐压值为30V，最大正向连续耐流值为20mA，工作温度范围为-150℃-125℃。其电学参数如表2.1.3所示，反向电压与电容的关系如图2.1.3所示。由图2.1.3可知BB135的线性度比较好，反向电压的范围也比较大。 表2.1.3电学参数表
一、课题名称：函数信号发生器 二、主要技术指标（或基本要求）： 1）能精密地产生三角波、锯齿波、矩形波（含方波）、正弦波信号。 2）频率范围从0.1Hz～20MHz，最高可达40MHz，各种波形的输出幅度均为2V（P－P）。 3）占空比调节范围宽，占空比和频率均可单独调节，二者互不影响，占空比最大调节范围是 15％～85％。 4）波形失真小，正弦波失真度小于0.75％，占空比调节时非线性度低于2％。 5）采用±5V双电源供电，允许有5％变化范围，电源电流为80mA，典型功耗400mW，工作温 度范围为0～70℃。 6）内设2.5V电压基准，可利用该电压设定FADJ、DADJ的电压值，实现频率微调和占空比调 节。 7)低阻抗定压输出，输出电阻典型值0.1欧姆，具有输出过载/短路保护。 三、主要工作内容：方案设想，MAX038,OP07,电路原理等资料查询准备。电路原理图设 计绘制，面包板验证设计可行性。之后进行PCB板设计调整，电路板定制，元件采购；裸板 测试，焊接，整机测试。实验设计进行报告反馈 四、主要参考文献： [1]赵涛，辛灿华，姚西霞，陈晓娟，基于MAX038的多功能信号发生器的设计。《机电产品 与创新》 2008.07 [2]蒋金弟，朱永辉，毛培法。MAX038高频精密函数信号发生器原理及应用。《山西电子技 术》 2001 [3]黄庆彩,祖静,裴东兴.基于MAX038的函数信号发生器的设计[J].仪器仪表学报,2004,S1. [4]陈一新.单片高频函数发生器MAX038及其应用[J].中国仪器仪表,2002,04. [5]赵立民.电子技术实验教程[M].北京:机械工业出版社,2004
目录一．设计 1．设计指标 2．设计目的 二．总电路及原理三．各部分组成及原理1．原理框图 2．方波发生电路 3．三角波产生电路 4. 正弦波电路 四．实物图 五．原件清单 六．心得体会
一．设计 设计指标 1）可产生方波、三角波、正弦波。并测试、调试、组装。 2）方波幅值<=24V且频率可调在10hz-10khz,三角波幅值可调为8V,正弦波幅值可调为2V 3)使用741芯片完成此电路 4）电路焊接美观大方，走线布局合理 设计目的 1)．掌握电子系统的一般设计方法 2)．掌握模拟IC器件的应用 3)．培养综合应用所学知识来指导实践的能力 4)．掌握常用元器件的识别和测试 5)．熟悉常用仪表，了解电路调试的基本方法 二．总电路及原理 由RC构成振荡电路，反相滞回比较器产生矩形波，两者构成方波发生电路，方波经积分器产生三角波，三角波由滤波器产生正弦波，两级滤波产生更好的正弦波。
三．各部分组成及原理原理框图 1.方波发生电路 方波发生电路三角波正弦波
电路简介 方波发生电路主要由两部分构成 1.反相输入滞回比较器 2.RC振荡电路 若开始滞回比较器输出电压为U1，此时运放同相输入端电压为UP=U1*R3/(R3+R4)同时U1通过R2对电容充电，当电容电压达到同相端的电压时输出电压变为-U1，同时同相端电压变为-UP，由于电容电压大于输出端电压所以电容通过R1放电，当电容电压等于-UP时输出电压又变为U1，同相端电压变为UP，此时输出电压通过R1对电容进行充电，整个过程不断重复形成自激振荡，由于电容充电时间与放电时间相同，故占空比为50%，形成方波。 利用一阶电路的三要素法列方程求得振荡周期为 T=2R1C5in(1+2R3/R4) 运放采用双电源+12V、-12V,输出正弦波幅值为14V左右 注意事项 电路中的稳压管可以起到调节电压幅值并稳定电压的作用，经运放输出端接的R2可以起到稳定波形的作用，但不宜过大，此电路中应不超过500?。另外由于运放为741芯片，故波的频率不会很高，此电路应为一个低频电路。 调节R4/R3的比值,C5,R1的阻值均可以调节电路的频率，但要调节幅值的同时不改变波的频率就只能通过稳压管调节，此为电路的缺陷之一
9640A 射频标准信号源 主要特点 ?优异的功率准确度和宽频率范围 ?精密有源信号将失配误差最小化 ?操作简便，适合校准 ?无线电校准实验室的基本设备 频率范围10 Hz ~ 4 GHz 频率分辨力< 100 MHz：0.001 Hz；> 100 MHz：11 位数字频率准确度0.04 ppm 扫频10 Hz ~ 4 GHz，线性或对数，分辨力：0.1Hz 外部参考输 入 1 MHz ~ 20 MHz；1 MHz步进，± 30 ppm 频率参考输 出 1 MHz 或 10 MHz，用户可选 幅度范围至50Ω阻抗：-130 dBm ~ +24 dBm (0.2 μV ~ 10 V pk-pk) > 125 MHz：+20 dBm > 1.4 GHz：+14 dBm 至75Ω阻抗：-136 dBm ~ +18 dBm (0.13 μV ~ 6.3Vpk-pk) > 125 MHz：+14 dBm > 1.4 GHz：+8 dBm 幅值分辨力0.001dB 绝对电平准确度100 kHz ~ 125MHz：4GHz： +24 ~ -48 dBm，± 0.05 dB +20 ~ +14 dBm，± 0.25 dB (至1.4GHz) -48 ~ -74 dBm，± 0.2 dB +14 ~ -74 dBm，± 0.5 dB -74 ~ -94 dBm，± 0.5 dB -74 ~ -84 dBm，± 1.0 dB -94 ~ -130 dBm，± 1.5 dB -84 ~ -94 dBm，± 1.0 dB (至3GHz) -94 ~ -130 dBm，±1.5 dB (至3GHz) SSB相位噪 声 使用内部频率参考，（dBc/Hz） 频率 频率偏移 10Hz常规 值(典型值) 100Hz常规 值(典型值) 1kHz常规 值(典型值) 10kHz常规 值(典型值) 100kHz常 规值(典型 值) 1MHz常规 值(典型值) 10MHz常规 值(典型值) 9640A 1GHz ——-97(-102) -118(-112) -118(-112) -124(-130) -142(-144) 9640A-LPN 10MHz -104(-108) -129(-139) -148(-155) -151(-155) -153(-157) -155(-157) -155(-160) 125MHz -92(-95) -117(-124) -140(-145) -144(-149) -147(-152) -153(-154) -153(-156) 250MHz -86(-90) -112(-118) -135(-140) -141(-146) -142(-149) -152(-155) -153(-155) 500MHz -80(-85) -107(-112) -130(-136) -138(-143) -139(-144) -151(-154) -153(-154) 1GHz -74(-78) -101(-106) -125(-130) -134(-138) -134(-138) -148(-152) -151(-153)
一般而言，网络分析仪在射频及微波组件方面的量测上，是最基本、应用层次也最广的仪器，它可以提供线性及非线性特性组件的量测参数，因此，举凡所有射频主被动组件的仿真、制程及测试上，几乎都会使用到。在量测参数上，它不但可以提供反射系数，并从反射系数换算出阻抗的大小，且可以量测穿透系数，以及推演出重要的S参数及其它重要的参数，如相位、群速度延迟(Group Delay)、插入损失(Insertion Loss)、增益(Gain)甚至放大器的1dB 压缩点(Compression point)等。 基本原理 电子电路组件在高频下工作时，许多特性与低频的行为有所不同，在高频时，其波长与实际电路组件的物理尺度相比会相对变小，举例来说，在真空下的电磁波其速度即为光速，则 c=λ×f，其中c为光速3×108m/sec，若操作在2.4GHz的频率下，若不考虑空气的介电系数，则波长λ=12.5cm，亦即在短短的数公分内，电压大小就会因相位的偏移而有极大的变化。因此在高频下，我们会使用能量及阻抗的观念来取代低频的电压及电流的表示法，此时我们就会引入前述文章所提「波」的概念。 光波属于电磁波的一种，当我们用光分析一个组件时，会使用一个已知的入射光源测量未知的待测物，如图1所示，当光波由空气到达另一个介质时，会因折射率的不同产生部分反射及部分穿透的特性，例如化学成分分析上使用的穿透及反射光谱。对于同样是属电磁波的射频来说，道理是相通的，光之于折射率就好比微波之于阻抗的概念，当一个电磁波到达另一个不连续的阻抗接口时，同样也会有穿透及反射的行为，从这些反射及穿透行为的大小及相位变化中，就可以分析出该组件的特性。 用来描述组件的参数有许多种，其中某些只包含振幅的讯息，如回返损耗(R.L. Return Loss)、驻波比(SWR Standing Wave Ratio)或插入损失(I.L. Insertion Loss)等，我们称为纯量，而能得到如反射系数(Γ Reflection coefficient)及穿透系数(Τ Transmission coefficient)等，我们称之为向量，其中向量可以推导出纯量行为，但纯量却因无相位信息而无法推导出向量特性。 重要的向量系数 反射特性 在此，我们重点介绍几个重要的向量系数︰首先，我们从反射系数来定义，其中Vrefect 为反射波、Vinc为入射波，两者皆为向量，亦即包含振幅及相位的信息，而反射系数代表入射与反射能量的比值，经过理论的演算，可以从传输线的特性阻抗ZO(Characteristic Impedance)得到待测组件的负载阻抗ZL，亦即，在网络分析中，一般使用史密斯图(Smith Chart)来标示不同频率下的阻抗值。另外，反射系数也可以使用极坐标表示：，其中为反射系数的大小，φ则表示入射与反射波的相位差值。 接下来，介绍两个纯量的参数--驻波比及回返损耗，其中驻波的意义是入射波与被待测装置反射回来的反射波造成在传输在线的电压或电流驻波效应，而驻波比(SWR)的定义就是驻波中的最大与最小能量的比值，我们可以从纯量的反射系数中得到。
2.4GHz频段的射频信号发生器设计(07-100) 作者：重庆电子工程职业学院张慧敏毛卫平何川 前言 在现代无线通信系统中，对大容量、高速数据的无线传输提出越来越高的要求，许多厂商也推出基于802.11系列协议的射频IC，并且无线路由器、蓝牙等技术的广泛应用，对2.4GHz频段的使用需求日益增多，但是除部分高端信号发生器具有2.4GHz频段的信号产生，大多数普通信号发生器均未涉及2.4GHz频段，开发涉及一种基于2.4GHz 频段的射频信号发生器以满足科研及教学仪器使用的需要。本文正是基于这一点，设计成本低、性能可靠的2.4GHz频段的射频信号发生器。 系统方案 系统方案以仪器面板上的人机控制设定所要操作的工作频率和基带调制方式，经由FPGA进行直接控制生成4种基本调制模式，即QPSK、16/64-QAM、GMSK、FSK，并将基带I/Q两路信号经由串并转换后送入AD9856将信号调制至70MHz的中频信号，然后通过上混频器MAX2671混频至2450MHz的射频信号，然后将混频后的信号送入射频滤波器，再由可控增益放大器将信号输出。 2.4GHz频段的射频信号发生器框图如图1所示。 电路设计 信号调制电路 信号调制电路首先是FPGA电路设计采用ALTERA公司的EP1C20芯片，用VHDL 编程实现由人机界面输出控制信息，然后将控制信息对应所要产生的信号，将信号输出到AD9856。AD9856是ADI公司的一款单片混合信号的12位积分数字上行转换器，采样速率为200MSPS，产生80MHz的数字输出和80dB窄带的无杂散信号动态范围。AD9856具有200MHz的内部时钟，集成带锁定指示器的4～20倍可编程时钟倍频器，提供高精度的系统时钟，单端或者差分输入参考时钟，而且可以输出数据时钟;内部32位正交DDS，可实现FSK调制功能;12位DDS和DAC和数据路径结构，可接受复合I/Q输入数据;32位频率控制字，采用与SPI兼容的接口，用FPGA控制可靠方便，串行时钟为10MHz;具有反转SINC功能，在DAC变换之前恢复出想得到的信号包络。利用AD9856产生调制信号的电路框图见图2所示。
基于FPGA的高频信号发生器设计 摘要 随着科学技术的不断发展与进步,我们进入了数字化时代,产品的数字化已是大势所趋。FPGA（现场可编程门阵列）具有的现场可编程的特性，可以让它的硬件的性能，通过如同软件程序一样实时修改程序代码来改变功能，反复修改错误，这种方式极大地提升了电子设计的灵活性，节约了时间成本和开发成本。本文使用的FPGA芯片，采用的是Altera公司生产的低成本，Cyclone系列的CycloneIIEP2C8Q208C8N做为核心，完成波形的产生功能，利用内部的ROM来存储波形数据，做出简易的信号发生器，然后通过嵌入锁相环（PLL）来倍频时钟信号，改变信号发生器的频率，达到需要的高频100MHZ以上，使用SignalTapII 对输出数据进行采样，观察波形输出。 关键词：FPGA；信号发生器；PLL；100MHZ；SignalTapII
目录 第一章前言 (3) 1.1研究背景 (3) 1.2研究的意义 (3) 1.3研究内容 (4) 1.4本文主要工作 (4) 第二章概述FPGA与PLL (5) 2.1FPGA简介 (5) 2.1.1FPGA的结构与组成 (5) 2.1.2FPGA与ASIC设计的区别 (5) 2.2FPGA开发流程 (6) 2.3锁相环（PLL）简介 (7) 2.3.1PLL的组成 (7) 2.3.2PLL应用：频率合成 (7) 2.3.3FPGA内嵌功能模块PLL (8) 第三章硬件平台 (9) 3.1开发板核心板资源介绍 (9) 3.2存储器SDRAM电路 (9) 3.3电源电路 (9) 3.4独立按键及LED电路 (10) 3.5时钟和复位电路 (10) 第四章设计的软件部分 (11) 4.1开发工具软件的简介 (11) 4.1.1quartus简介 (11) 4.1.2modelsim简介 (11) 4.2设计的系统框图说明 (12) 4.3波形数据存储ROM的定制 (12) 4.3.1波形数据的产生 (12) 4.3.2波形数据存储模块的设计 (12) 4.4频率控制模块的设计 (13) 4.5计数器模块的设计 (13) 第五章设计验证与总结 (14) 5.1功能仿真 (14) 5.2 SignalTapII观察波形 (14) 5.3总结 (15) 参考文献 (16) 致谢 (17)
函数信号发生器使用说明 1－1 SG1651A函数信号发生器使用说明 一、概述 本仪器是一台具有高度稳定性、多功能等特点的函数信号发生器。能直接产生正弦波、三角波、方波、斜波、脉冲波，波形对称可调并具有反向输出，直流电平可连续调节。TTL可与主信号做同步输出。还具有VCF输入控制功能。频率计可做内部频率显示，也可外测1Hz~的信号频率，电压用LED显示。 二、使用说明 面板标志说明及功能见表1和图1 图1 表1 序 面板标志名称作用号 1电源电源开关按下开关，电源接通，电源指示灯亮 2 1、输出波形选择 波形波形选择 2、与1 3、19配合使用可得到正负相锯齿波和脉
DC1641数字函数信号发生器使用说明 一、概述 DC1641使用LCD显示、微处理器（CPU）控制的函数信号发生器，是一种小型的、由集成电路、单片机与半导体管构成的便携式通用函数信号发生器，其函数信号有正弦波、三角波、方波、锯齿波、脉冲五种不同的波形。信号频率可调范围从~2MHz，分七个档级，频率段、频率值、波形选择均由LCD显示。信号的最大幅度可达20Vp-p。脉冲的占空比系数由10%~90%连续可调，五种信号均可加±10V的直流偏置电压。并具有TTL电平的同步信号输出，脉冲信号反向及输出幅度衰减等多种功能。除此以外，能外接计数输入，作频率计数器使用，其频率范围从10Hz~10MHz（50、100MHz[根据用户需要]）。计数频率等功能信息均由LCD显示，发光二极管指示计数闸门、占空比、直流偏置、电源。读数直观、方便、准确。 二、技术要求 函数发生器 产生正弦波、三角波、方波、锯齿波和脉冲波。 2.1.1函数信号频率范围和精度 a、频率范围 由~2MHz分七个频率档级LCD显示，各档级之间有很宽的覆盖度， 如下所示： 频率档级频率范围（Hz） 1 ~2 10 1~20 100 10~200
实用信号源的设计与制作 院（系）名称：传媒工程系 专业名称：电子信息工程 学生姓名：李今鸣 指导教师：张占红 二零一零年九月
摘要 实用信号源，能产生某些特定的周期性时间函数波形（正弦波、方波、三角波、锯齿波和脉冲波等）信号，频率范围可从几个微赫到几十兆赫。 正弦波的产生采用RC桥式正弦波振荡电路。由集成运放，电阻，电容，二极管组成。集成运算放大器构成的RC桥式振荡电路，具有性能稳定，电路简单等优点。 方波的产生采用带正反馈的电压比较器，即滞回比较器，它在滞回比较器的基础上，增加了一条RC充，放电负反馈支路构成。电路中的双向稳压管和电阻R 构成稳压电路，限制输出（正向和负向）的幅度。 3 三角波的产生由运放及电阻组成的同向滞回比较器和运放及电阻电容组成的反向有源积分器构成。提高了线性度，降低了失真度。 三种波形的频率范围可从几个微赫到几十兆赫，因此实用信号源在电路实验和设备检测中具有十分广泛的用途。
一系统方案 1.1 实用信号源的基本原理 设计方案： 1. 先设计振荡电路产生正弦波，然后通过整形电路将正弦波变成方波，再由积分电路将方波变成三角波。 2. 用单片集成芯片IC8038实现，但这种方案要求幅度和频率都可调，可采用数字电位器加程控放大器实现。 3. 用单片机和A/D转换器实现，编写相应的程序即可实现位器加程控放大器实现。 在本论文中采取第一种方式来设计实用信号源，这种方式即可以得到多种不同的波形，而且具有频率宽，功能齐全，外围电路简单，调整方便等优点。 1.1.2 实用信号源的组成框图 图1-1 信号源组成框图 由正弦波发生电路产生正弦波作为输入，经过比较器后，就会输出方波，然后将方波作为输入，在经过积分器后，就会输出三角波。 1.2实用信号源的实现电路 1.2.1电路起振分析 正弦波产生电路框图：
信号源的设计和制作 学生：XX 指导教师：XX 内容摘要：本文介绍了信号发生器的基本原理以及工作流程，在电子信息技术领域，经常要用到一些信号作为测量基准信号或输入信号，也就是所谓的信号源。信号源的好坏在很大程度上决定了系统的性能，因而常称之为电子系统的“心脏”。随着电子技术的发展，对信号源的要求越来越高，要求其输出频率高达微波频段甚至更高，及频率分辨率达到m级Hz甚至更小，相应频点数更多，频率转换时间达到ns级，频谱纯度高，同时对频率的功耗、体积、重量等也有更高的要求。要实现高性能的信号源，必须在技术手段上有新的突破。针对以上对信号源高性能的要求，研究和制作一款频率和分辨率更高、转换时间更少、频谱纯度更高的信号发生器成为了人们广泛关注的焦点。而基于DDS技术的产品，可以很好的达到上述各项性能的要求，为当今科技更好更快发展提供了有效的设备基础，正是在这样的背景下，高精度的信号发生器应运而生。 关键词：信号发生器频率歩进占空比
Signal source design and production Abstract:This article describes the basic principles and workflow of the signal generator, in the field of electronic information technology, often use some of the signal as a measurement of the reference signal or input signal, but also the so-called source. The quality of the signal source to a large extent determine the performance of the system, often called the "heart" of the electronic system. With the development of electronic technology, the signal source to the output frequency up to even higher microwave frequency bands and frequency resolution of mHz or even smaller, the corresponding frequency points more frequency switching time of the ns-level high spectral purity, frequency power, volume, weight, have higher requirements. To achieve high-performance signal source must be a new breakthrough in technology means. The above performance requirements of the source, research and production of a frequency and a higher resolution, less conversion time, higher spectral purity of the signal generator has become the focus of widespread concern. DDS technology-based products can be good to achieve the above performance requirements of today's technology better and faster development of equipment, it is in this context, high-precision signal generator came into being. Keywords:Signal generator Frequency of stepper Duty cycle .
一、注意事项： 1、测试信号时一般需要在频谱仪上接一个转换头，注意将转换头的螺纹和频谱仪的螺纹对齐再用力拧，否则容易将螺纹损坏。（安装和拆卸转换头时需要注意） 2、测试大于30dBm的大功率信号时，最好先加上衰减器在进行测试，以免功率过大将频谱仪烧坏。 二、常用功能介绍： 频谱仪左边是显示屏，右边是操作按键。左下角是开关。右边的操作按键分为5个部分：FUNCTION、MARKER、SYSTEM、CONTROL、DATA ENTRY。当选择某个按键时，在显示屏的右侧会出现相应的菜单选项，通过按旁边的键可以选择对应的操作。下面分别介绍各部分常用的操作选项。 1、FUNCTION Frequency->Center：设置中心频率； Frequency->Start：设置起始频率； Frequency->Stop：设置终止频率； Frequency->CF Step：设置频率步进值； Span->WidthSpan： Span->FullSpan：设置全屏显示的频率跨度； AmpL->Ref.Lever：设置参考频率； Measure->Adjacent CH Power：相邻信道功率（可通过旋钮测试主瓣和旁瓣信号的带宽和带内功率）； Measure->Channel Power：信道功率； Measure->Occupied BandWith：占用带宽； Measure->Harmonic Distortion：谐波失真； 2、MARKER PEAK：该键最常用，用来标记输入信号峰值功率； 3、SYSTEM 该部分用来进行系统设置，如将测试图像保存为图片格式，从软盘读取文件等。由于软盘不常用，所以一般用相机直接拍摄当前的图像。 Preset：将系统恢复到默认状态； 4、CONTROL Trace->Clr&Wrt：清除当前显示； Trace->Max Hold：保留最大值； Trace->Min Hold：保留最小值； CPL->All Auto：所有的设为自动； CPL->RBW：设置分辨率带宽（该值越小，分辨率越高，相应扫描速率越慢）； CPL->VBW：设置显示带宽； CPL->Swp Time：扫频时间； （一般RBW和VBW设置为自动；Swp Time保持默认值） 5、DA TA ENTRY 该部分用来输入数值。右边的旋钮可以用来微调数值以及改变MARKER标记的频率值。
信号发生器使用说明: 1. 窄带脉冲信号的产生： 开机—双击桌面上的ArbExpress Application 图标。 进入界面后，点击上方Equation Editor 按钮（图1），可以得到图2所示界面。 这里需要设置的参数有：在左上方的Equation 这一栏，输入波形的表达式，以及波形绘制时间范围；在右下方的Settings 中，设置需要绘制的点数Number of Points 以及采样率Sampling Rate 。 以中心频率为10KHz ，5周期的窄带脉冲信号为例，如图3、4中设置，我们输入range(0,0.0005s)，表达式Sin(2*pi*10000*t)*(1-Cos(2*pi*10000*t/5))，采样率设为16MS/s ,取10000个点。 在设置完成后，点击Compile 按钮，可以看到波形的预览图，再点击OK ，进入到ArbExpress 窗口界面，如图5。 图1 图2 图3 图4
对波形进行保存，命名波形并保存类型为（*.wfm ）文件。至此，一个窄带脉冲信号就产生了。关闭ArbExpress 界面。 2. 信号的输出 双击桌面上的AWG 图标，进入界面后，单击左上方的File —Import from File ，选择AWG400/500/600/700(*.WFM)类型文件，选择刚才保存的文件并打开，就可以将波形输送到通道1，如图6所示。 下面我们对波形进行一些设置，如图6中下方所示，在Amplitude 选项卡中可以对波形的幅值进行调节；在Time 选项卡中可以通过改变Sampling Rate 的值来改变输出波形的中心频率；在Run Mode 选项卡中，我们选择Triggered 即触发模式。 最后，我们按下前面板上的Run 以及Ch1按钮（图7）就可以从通道1发射波形了。由于我们选择的是触发模式，因此还需要手动按下前面板上的 Force 图5 图6