一种可以产生多个频标的扫频信号发生器的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种扫频信号产生装置，特别涉及一种可以产生多个频率标记的扫频信号发生器。
【背景技术】
[0002]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。
[0003]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。
[0004]典型的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。
[0005]如图1是现有技术中采用差频法实现的扫频信号发生器I的原理示意图，扫频信号发生器I包括扫频信号产生单元101和频标发生器102，频标发生器102包括谐波发生器111、混频器112和带通滤波器113，扫频信号发生单元101用于产生频率范围为fmin?fmax的扫频信号121，扫频信号121除了用于输出外，还送给混频器112，谐波发生器111用于产生频率为n*fs (n=l、2、3……)的谐波信号123，其中fs为基准频率，混频器112用于将扫频信号121与谐波信号123进行混频，产生频率为(fmin?fmax)_n*fs的差频信号124，送给带通滤波器113，带通滤波器113用于对差频信号124进行滤波，产生频标122。差频法的工作原理为:谐波发生器111产生的谐波信号123，与扫频信号发生单元101输出的扫频信号121进行混频；在扫频信号121的频率变化过程中，当其频率变化到谐波信号123的频率处，零差频被带通滤波器113取出，形成频标122 ;改变谐波信号123的基准频率的成分，就可产生一个或多个频标。
[0006]差频法的缺点是(I)电路复杂、成本高，(2)由于谐波发生器111、混频器112和带通滤波器113都采用模拟器件，而模拟器件的非线性失真造成频标的稳定度和准确度都较差，(3)电路延时会造成频率定度误差，(4)频标所对应的标记频率只能是基准频率的整数倍，不够灵活。
[0007]随着微电子技术的发展，现场可编程门阵列(Field Programmable Gate Array,FPGA)技术和直接数字频率合成(Direct Digital Synthesis，DDS)技术越来越多的被应用于信号发生器。FPGA技术的优势在于FPGA芯片的可编程性，可以创新的实现差异化的产品，并缩短产品开发周期。DDS技术是从相位概念出发直接合成所需波形的一种频率合成技术。基于DDS技术的信号发生器具有相对带宽宽、频率转换时间短、频率分辨率高、输出相位连续、可产生多种调制信号、控制灵活方便等诸多优点。
[0008]结合参考附图2，专利申请号为201110431637.2，专利名称为“一种扫频信号发生器”的发明公开说明书中描述了一种基于FPGA技术和DDS技术的扫频信号发生器2。该专利申请采用可编程逻辑器件作为核心部件产生扫频信号，并提出一种不同于差频法的频标产生方法。扫频信号发生器2包括时钟模块201，为其它模块提供工作时钟221 ；
[0009]扫频状态机202、扫频时间累加器203、扫频曲线存储器204、偏移乘法器205、频率字加法器206、相位累加器207和载波存储器208，构成了基于DDS技术的扫频信号发生单元，用于产生扫频信号233;
[0010]扫频状态机202控制扫频的4个状态:起始保持、扫描、终止保持、回扫，并根据这4个状态的跳转情况，选择各状态对应的时间控制字223送给扫频时间累加器203 ;控制系统配置给扫频状态机202的内容211包括4个扫频状态的使能，以及每个状态持续时间所对应的时间控制字；
[0011]扫频时间累加器203对时间控制字223进行累加，并产生读地址224送给扫频曲线存储器204 ；
[0012]扫频曲线存储器204，决定了扫频方式。扫频信号开始输出前，控制系统将扫频方式的对应的扫频曲线212写入到扫频曲线存储器204中；扫频开始后，按照扫频时间累加器203提供的读地址224取出扫频曲线样点225 ；
[0013]偏移乘法器205，将扫频曲线样点225乘上一个扫频偏移系数213，乘积就是扫频频率字的增量部分226 了 ；
[0014]频率字加法器206，将频率字的增量226与频率字的基本量214相加，二者之和作为载波的频率字227 ；
[0015]相位累加器207，对载波频率字227累加，累加结果作为载波存储器208的读地址228 ；
[0016]载波存储器208，在扫频信号开始输出前由系统写入载波的形状一个周期的样点214，例如正弦波、方波、锯齿波等。载波存储器208输出的结果就是频率按照扫频方式变化的扫频信号233。
[0017]频率标记比较器209，为频标产生电路，用于产生频标234。
[0018]该专利申请产生扫频信号的工作原理为:
[0019]扫频信号233的频率=工作时钟221的频率X频率字228/2K
[0020]频率字228 =基本量214 +扫频曲线样点225 X扫频偏移系数213
[0021]扫频曲线样点225的值是按照扫频曲线的规律在变化的，因此频率字228也在变化，由频率字228所决定的扫频信号233的频率也就按照扫描曲线的规律而变化。
[0022]该专利申请产生频标的工作原理为:
[0023]扫频信号发生器2的系统将用户设置的标记频率(在哪些频率产生频标)所对应的地址阈值216配置给频率标记比较器209，频率标记比较器209比较扫频时间累加器203输出的读地址224和地址阈值216，二者相等时，则产生一个正脉冲信号作为频标234。
[0024]与差频法相比，该专利申请的频标产生电路只需要一个比较器，非常简单；并且由于采用全数字方法，不仅频率稳定度和准确度高，而且没有电路延时，也就不会有频率定度误差。
[0025]但是，其缺点在于只能产生一个频标，而在测试电路网络的幅频特性时，通常希望产生一系列频标来组成频标尺度；另外，该专利申请实现的扫频信号有4个扫频状态，而频率标记比较器并没有区分扫频时间累加器203当前输出的读地址224处于哪个扫频状态，而是一直比较读地址224与地址阈值216，这样就无法区分频标所处的扫频状态。
【发明内容】
[0026]为了解决现有技术中存在的问题，本发明提出了一种可以产生多个频标的扫频信号发生器。
[0027]本发明提供了一种可以产生多个频标的扫频信号发生器，包括控制单元、用于产生扫频信号的扫频信号产生单元和用于产生频标信号的频标产生单元，所述的扫频信号产生单元包括扫频状态控制单元、扫频时间累加器和扫频曲线存储器，所述的控制单元用于接收扫频状态和扫频曲线，所述的扫频状态控制单元根据所述的扫频状态，产生时间控制字，所述的扫频时间累加器根据所述的时间控制字，产生读地址，所述的扫频曲线存储器用于根据所述的扫频曲线和所述的读地址，产生扫频点，所述的控制单元还用于产生频点使能信息，所述的频标产生单元包括频点存储器和频标成形单元，所述的频点存储器用于根据频点使能信息和所述的读地址，产生与所述的扫频点对应的频点标志信号，所述的频标成形单元根据所述的频点标志信号的有效状态，产生频标信号。
[0028]在本发明所述的扫频信号发生器中，所述的控制单元还可以用于产生状态使能信息，所述的频标产生单元还可以具有状态产生单元，所述的状态产生单元用于根据所述的状态使能信息和所述的扫频状态产生状态标志信号，所述的频标成形单元根据所述的频点标志信号的有效状态和所述的状态标志信号的有效状态，产生频标信号。
[0029]在本发明所述的扫频信号发生器中，所述的频标成形单元还可以用于根据所述的频点标志信号的无效状态，暂停产生频标信号。
[0030]在本发明所述的扫频信号发