一种微波湿度密度检测仪中跳频信号源的实现方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及微波湿度密度检测仪领域，具体是一种微波湿度密度检测仪中跳频信号源的实现方法。
【背景技术】
[0002]对于微波湿度密度检测仪中跳频信号源的实现，除了要考虑小型化、低成本，还要考虑微波测量需高速采样，所需微波信号源双工作频点跳频速率为10kHz时，跳频切换时间在不高于3us时，微波信号的驻留时间才能满足采样要求；相对于硬件切换参考的方式，采用切换频率控制字的方式产生跳频信号，环路响应时间大大减少，可以更好地满足高速跳频切换的要求；此外，为了测试微波湿度密度检测仪谐振腔特性便于参数校准，还需要实现大范围小步进扫频输出功能。
[0003]目前切换频率字实现跳频的方法中，有些设计是将计算好的频率字放在固定的存储单元，这样设计虽然可以实现快速跳频，但如果需修改频段需要拆机重新将新的频率字烧录进存储单元，无法自行快速灵活设置跳频的频段和步进；还有些设计中由控制单元完成所需频率字的计算，这样不可避免的增加了主控单元的工作量，无法实现快速跳频。
[0004]单靠某一项技术很难实现其相位噪声、杂散性能、频率分辨率以及频率转换时间等技术指标的折衷，进而使得采用单一技术设计的频率源不能得到更广泛的使用。于是，混合式频率合成技术应运而生，并成为频率合成领域一个新的发展方向。
[0005]
【发明内容】
本发明的目的是提供一种微波湿度密度检测仪中跳频信号源的实现方法，以解决现有技术微波湿度密度检测仪中跳频信号难以实现的问题。
[0006]为了达到上述目的，本发明所采用的技术方案为:
一种微波湿度密度检测仪中跳频信号源的实现方法，其特征在于:采用DDS芯片作为分频器直接内插在PLL中，利用主控单元来切换单片机的工作模式和扫频模式，由主控单元将设定的频率发送给单片机并由单片机完成计算转换为所需的频率字；工作模式下，单片机按主控单元设置的两工作频点转换为所需的频率字并按外部跳频时钟完成切换并发送到DDS芯片，再利用DDS芯片的2FSK调制方式产生双工作频点跳频信号；扫频模式下，单片机将主控单元设置的扫频频段及扫频步进转换为所需的频率字并按单片机定时顺序发送给DDS芯片，以此产生大范围小步进的扫频输出，便于测试谐振腔特性进行参数校准；在扫频频段和步进及工作频点不修改的情况下，只需计算一次无需重复计算，计算后的结果保存在与单片机通过串行总线相连的外部存储单元里；此外，利用整机外部串行接口对内部主控单元及单片机进行在线串行编程。
[0007]所述的一种微波湿度密度检测仪中跳频信号源的实现方法，其特征在于:所述主控单元用于整机控制计算，完成将设置的工作模式、工作频点、扫频频段和步进发送给单片机。
[0008]所述的一种微波湿度密度检测仪中跳频信号源的实现方法，其特征在于:所述单片机用于接收主控单元的命令，将所需的工作频点、扫频频段和步进转换成频率字，存入与它通过串行总线相连的外部存储单元并将频率字发送给DDS芯片，并按不同的工作模式完成对DDS芯片的控制。
[0009]所述的一种微波湿度密度检测仪中跳频信号源的实现方法，其特征在于:所述DDS芯片用于接收单片机发送的频率字及相应的工作模式，输出双工作频点跳频信号和扫频信号。
[0010]所述的一种微波湿度密度检测仪中跳频信号源的实现方法，其特征在于:所述外部串行接口指RS232串口，用于整机外部监测，可以对内部主控单元及单片机进行在线串行编程。
[0011]本发明的有益效果:
本发明满足双通道微波湿度密度检测仪的结构和性能要求，采用DDS作为分频器直接内插在PLL中的混合式频率合成方案，利用主控程序来切换工作模式和扫频模式，通过单片机和DDS芯片配合完成双工作频点跳频信号和扫频信号的输出，环路响应时间大大减少，可以更好地满足高速跳频切换的要求，以及便于测试谐振腔特性进行参数校准；此外，利用整机外部串行接口可以对内部主控单元及单片机进行在线串行编程，工作频点、扫频频段及步进可以方便设置，无需拆机，简单易行，方便后期升级维护。
【附图说明】
[0012]图1为本发明的跳频信号源的实现方法示意图。
【具体实施方式】
[0013]参见图1所示，一种微波湿度密度检测仪中跳频信号源的实现方法，采用DDS芯片作为分频器直接内插在PLL中，利用主控单元来切换单片机的工作模式和扫频模式，由主控单元将设定的频率发送给单片机并由单片机完成计算转换为所需的频率字；工作模式下，单片机按主控单元设置的两工作频点转换为所需的频率字并按外部跳频时钟完成切换并发送到DDS芯片，再利用DDS芯片的2FSK调制方式产生双工作频点跳频信号；扫频模式下，单片机将主控单元设置的扫频频段及扫频步进转换为所需的频率字并按单片机定时顺序发送给DDS芯片，以此产生大范围小步进的扫频输出，便于测试谐振腔特性进行参数校准；在扫频频段和步进及工作频点不修改的情况下，只需计算一次无需重复计算，计算后的结果保存在与单片机通过串行总线相连的外部存储单元里；此外，利用整机外部串行接口对内部主控单元及单片机进行在线串行编程。
[0014]主控单元用于整机控制计算，完成将设置的工作模式、工作频点、扫频频段和步进发送给单片机。
[0015]单片机用于接收主控单元的命令，将所需的工作频点、扫频频段和步进转换成频率字，存入与它通过串行总线相连的外部存储单元并将频率字发送给DDS芯片，并按不同的工作模式完成对DDS芯片的控制。
[0016]DDS芯片用于接收单片机发送的频率字及相应的工作模式，输出双工作频点跳频信号和扫频信号。
[0017]外部串行接口指RS232串口，用于整机外部监测，可以对内部主控单元及单片机进行在线串行编程。
【主权项】
1.一种微波湿度密度检测仪中跳频信号源的实现方法，其特征在于:采用DDS芯片作为分频器直接内插在PLL中，利用主控单元来切换单片机的工作模式和扫频模式，由主控单元将设定的频率发送给单片机并由单片机完成计算转换为所需的频率字；工作模式下，单片机按主控单元设置的两工作频点转换为所需的频率字并按外部跳频时钟完成切换并发送到DDS芯片，再利用DDS芯片的2FSK调制方式产生双工作频点跳频信号；扫频模式下，单片机将主控单元设置的扫频频段及扫频步进转换为所需的频率字并按单片机定时顺序发送给DDS芯片，以此产生大范围小步进的扫频输出，便于测试谐振腔特性进行参数校准；在扫频频段和步进及工作频点不修改的情况下，只需计算一次无需重复计算，计算后的结果保存在与单片机通过串行总线相连的外部存储单元里；此外，利用整机外部串行接口对内部主控单元及单片机进行在线串行编程。2.根据权利要求1所述的一种微波湿度密度检测仪中跳频信号源的实现方法，其特征在于:所述主控单元用于整机控制计算，完成将设置的工作模式、工作频点、扫频频段和步进发送给单片机。3.根据权利要求1所述的一种微波湿度密度检测仪中跳频信号源的实现方法，其特征在于:所述单片机用于接收主控单元的命令，将所需的工作频点、扫频频段和步进转换成频率字，存入与它通过串行总线相连的外部存储单元并将频率字发送给DDS芯片，并按不同的工作模式完成对DDS芯片的控制。4.根据权利要求1所述的一种微波湿度密度检测仪中跳频信号源的实现方法，其特征在于:所述DDS芯片用于接收单片机发送的频率字及相应的工作模式，输出双工作频点跳频信号和扫频信号。5.根据权利要求1所述的一种微波湿度密度检测仪中跳频信号源的实现方法，其特征在于:所述外部串行接口指RS232串口，用于整机外部监测，可以对内部主控单元及单片机进行在线串行编程。
【专利摘要】本发明公开了一种微波湿度密度检测仪中跳频信号源的实现方法，采用DDS芯片作为分频器直接内插在PLL中，利用主控单元来切换单片机的工作模式和扫频模式，并由单片机完成计算转换为所需的频率字。本发明环路响应时间大大减少，可以更好地满足高速跳频切换的要求，以及便于测试谐振腔特性进行参数校准；此外，利用整机外部串行接口可以对内部主控单元及单片机进行在线串行编程，工作频点、扫频频段及步进可以方便设置，无需拆机，简单易行，方便后期升级维护。
【IPC分类】G05B19/042
【公开号】CN104932379
【申请号】CN201510325889
【发明人】张红兵, 林伟, 孙宏杰, 曹丙虎
【申请人】中国电子科技集团公司第四十一研究所
【公开日】2015年9月23日
【申请日】2015年6月12日