专利名称：微机控制频率合成式超高频多路信号发生器的制作方法
本专利属于微机控制频率合成式超高频多路信号发生器。
一般的PLL超高频信号发生器只有一路信号输出。其原理如图一所示。操作人员通过给压控振荡器24(VCO)一个预置电压Vi和给N除法器25一个预置值n(通过开关预置入)。压控振荡器产生的频率经n除法器25相除以后得到f0/n频率与标准参考频率发生器26产生的频率fref在鉴相器27(开关乘法器)中鉴相，得到鉴相输出信号V1。该信号经积分器22积分并通过低通滤波器28后产生直流电压Vc，去反馈控制压控制压控振荡器24，使之频率回到预置值。目前这种在45～1000MHz的大范围内的信号发生器只单一输出。
对于标准频道的彩色电视已调波射频信号发生器以及超高频信号发生器等，目前都作为单独产品形式组成。在进行一些电视信号测试的情况下，往往要用到多种信号发生器。即中频，视频信号和射频信号发生器，而且根据不同要求，有时甚至要许多台同时使用。
本专利的目的是提供一种微机控制频率合成式超高频多路信号发生器。
图二是微机控制频率合成式超高频多路信号发生器的总框图。仪器有6个输出端，3个输入端，其阻抗均为75Ω。其中包括一路三音中频输出，一路标准电视频道已调波射频输出，一路彩色电视视频信号输出和三路超高频信号输出;以及外调制视频信号输入，外调制音频信号输入和超高频频率输入。微机1通过总线与超高频信号发生器2、5、8，三音中频信号发生器21，彩色视频信号发生器18，音频信号发生器17，视频、音频开关器14的控制端联接，以及与输出可控衰减器3、6、10、13、22联接，并使以上器件按软件给定的方式工作，使得输出端4、7、11、14、20、23输出一个满足用户要求的信号。图中9为AGC控制器，用以稳定调制前的超高频信号，12为彩色电视信号调制器。外调制输入端15、16通过衰减器dB1、dB2输入到视频音频开关器14的输入端。超高频频率通过P端送入超高频信号发生器2以作为被测超高频信号输入。
图三是微机控制频率合成式高频信号发生器原理图。微机1根据预定的频率衰减值和输出三个量，确定压控振荡器频率波段控制器38的控制方式;调谐电压V1;N除法器29中的除数n(N除法器中预先除K)和衰减器33输入信号电压Vm。调谐电压Vi使压控振荡器35、36、37，产生的超高频信号f0，一路通过衰减器33，衰减后加到输出端34;另一路通过N除法器29分频后产生fDIV，与标准参考信号发生器30产生的信号fref一起送到开关乘法器31中鉴相(鉴频)，通过环路滤波器32滤波后输出，误差控制电压Vd施加到压控振荡器35、36、37的A，B，C端。使之输出频率向预置频率靠拢，直至消除两者频差为止。
图四是该仪器中微机控制振荡频率的部分原理电路图。图中的集成器件39作为接口电路，这是一种把可编程的除法器N和鉴相器及可编程电荷放大器等集为一体的功能块。微机通过SCL和SDA二线串行输入控制模式。电路的输出是一种误差控制用直流电压，同时在输出引足42、43、44上输出控制VCO振荡频率范围的波段控制电压。由42、43、44通过驱动器T61、T62、T63组成的波段控制电压和由鉴相器输出40的调谐电压直接控制压控振荡器45，使其输出得到一个综合的频率稳定值f0。
图五是一种可编程频率合成式接口电路框图。其中与微机联接的串行口SCL为外时钟输入端，SDA为数据输入/输出端。在“写入”的方式下，通过这二条线可把控制信号或除数n串行送入功能/数据记忆器中保存起来。同时也可在“读出”的方式下读出内部的状态。工作时，指定的分频数n(28≤n≤215)被微机送入该单元保存，并通过15位锁存驱动器把n送入15位可编程除法器，使除法器的除数为n，于是由输入信号源进入的超高频信号fi放大后经8分频器先预分8次，再通过15位可编程除法器除n，可得商fDIV。(即fDIV= (fi)/(8n) )由于fDIV约等于由外接晶振(4MHz)经整形器和512分频器后的参考频率fref(7.8125KHz)。因此，输入频率fi＝7.8125×8×n(KHz)。此时如二个频率相同，则相位检测器无输出。如不同则鉴相器有电流输出，经可编程电流放大器放大后输出以作为误差控制电压。检测器可以把二个频率的相同与否状态送回记忆单元，以便保存。门可以所二路频率的状态输出。而控制数据锁存器可对可编程电流放大器门电路及逻辑开关进行控制。而8位I/O锁存器可作为输入/输出信息锁存。
图六是微机控制信号衰减器dB电路图。微机控制衰减是通过改变PIN二极管二端的电压而改变其阻抗达到衰减之目的。微机给在一固定数据通过D/A转换器70，输出二路相反极性电压，通过电压驱动器71将电压V1、V2送到PIN二极管72、73、74。在正常无衰减时，PIN二极管74导通，72、73截止。而要衰减时，微机输出-相应数据值使V1、V2电压变化，并逐步使二极管72、73向导通方向变化，二极管74向截止方向转化形成部分衰减。当V2电平＞＞V1电平时，二极管72、73导通，74截止，使其信号绝大部分经PIN二极管72、73通过C3旁路到地，从而使得绝大部分信号被衰减。
图七是仪器中单片机控制器框图。它包括一个压缩控制键盘80，预置控制输出选择器77，彩信图案选择器78，D/A输出器76，单片微机1及外接一个程序存贮器79，数码管显示器75。
图八是该仪器的控制流程图。复位后先进行初始化，然后等待输入命令。微机根据输入命令跳转到四个处理模块之一中，即修改频率处理模块，选择图形处理模块，进行快速进退选择模块和清除模块。四个模块处理完毕后即进入显示模块，显示处理结果，然后返回到等待下一个命令的循环之中去。
图九是信号发生器通道选择控制开关原理图。如使单路工作时，其它几路不须输出，可通过给微机命令，使之关掉其它几路的电源即可。通道工作时，微机输出端A为高电平(逻辑1)，通过R2加到驱动器T181驱动光电耦合器82中发光二极管发光，使得光敏管导通，并通过电流放大器83后输出Vcc加到工作的那个通道中去。关掉时，只要输出端A为低电平，使光电耦合器和电流驱动器输出无电流即可。图中R1为光敏管的射极电阻，关掉时使得三极管83能保证截止，R3为发光管的限流电阻。
图十是用作超高频频率计的原理图。被测超高频信号经预置放大器84放大后，送到固定预先分频器85经八次分频后，其输出信号加到15位程序分频器86，单片微机按照预定软件指令不断进行校正搜索，也即一边不断修正分频数，一边不断检测被分频后信号fDIV直至fDIV接近于10KHz为止。然后进行计算即可测得被测信号的频率为8N·fDIV。
图十一是超高频频率计工作流程图。开始工作后先设定二个定时器/计数器的工作方式(为计数方式)，然后对除法器送预置分频数，同时对分频后频率进行计数测试，若计数超出了范围，则修改预置分频数，进行修正，直至达到正常范围后，再重新设定分频常数。通过单位时间计算后送显示器，显示出频率的值。同时等待返回命令，有返回命令即结束返回，否则判别复位命令。若没有复位则一直测试。若有则进入重新开始的循环之中。
本仪器具有如下功能1.具有由微机控制的中频信号发生器产生三音中频(37MHz，30.5MHz，32.57MHz)信号，作为标准中频信号输出。
2.具有并行三路由微机控制的频率合成式超高频信号发生器，产生RFSA，RFSB，RFSC三路不同频率的超高频信号输出。
3.具有由微机控制的彩色电视视频信号发生器输出。
4.具有由微机控制的彩色电视视频信号发生器和由微机控制的超高频信号发生器通过调制器调制后的标准电视频道已调波射频输出信号。
5.超高频输出信号频率范围为45～1000MHz。中间连续步进可调。
6.具有标准电视增补频道Z1-7(111～167MHz)，Z8-16(223～295MHz)的已调波信号输出以及300～470MHz的已调波射频信号输出。
7.具有数字预置频道和频率功能。
8.具有数字显示频率和频道功能。
9.具有微机控制超高频衰减功能。
10.具有预置频道，频率断电记忆功能。
11.具有数字显示衰减功能。
12.具有测试频率(45～1000MHz)的功能。
13.具有微机控制同时切换两路视频和音频信号的功能。
本仪器在原理上采用一系列先进技术，同进还增加了由单片微型电子计算机控制部分。这样不但可以提高仪器的自动化程度，而且可以溶多种仪器于一体，使仪器具有多功能性，大大地降低了价格/性能比。
权利要求
1.一种微机控制频率合成式超高频多路信号发生器，其特征在于它有6个输出端、3个输入端，其阻抗均为75Ω，其中包括一路三音中频输出，一路标准电视频道已调波射频输出，一路彩色电视视频信号输出和三路超高频信号输出；外调制视频信号输入，外调制音频信号输入，微机1通过总线与超高频信号发生器2、5、8，三音中频信号发生器21，彩色视频信号发生器18，音频信号发生器17，视频、音频开关14的控制输入端联接，以及与输出可控衰减器3，6，10，13，22联接，由输出端4，7，11，14，20，23输出信号。
2.根据权利要求1所述的一种微机控制频率合成式超高频多路信号发生器，其特征在于所说的衰减器是由微机1给定一固定数据通过D/A转换器70，输出二路相反极性电压，通过电压驱动器71将电压V1送到PIN二极管72、73、74，在正常无衰减时，PIN二极管74导道，72、73截止。而由微机给定数据值使得V1，V2电压的变化逐步使得二极管72、73向导通方向变化，二极管74向截止方向转化，形成部分衰减，当V2电平＞＞V1电平时，二极管72、73导通，74截止，使其信号绝大部分经PIN二极管72、73通过C3旁路到地。
3.根据权利要求1或2所述的一种微机控制频率合成式超高频多路信号发生器，其特征在于所说的通道选择控制开关，当通导正常工作时，微机1输出端A为高电平(逻辑1)，通过R2加到驱动器T81，驱动光电耦合器82的发光二极管，使得光敏管导通，再通过电流放大器83后输出Vcc加到工作的那个通导上去;通道关闭时，只要输出端A为低电平，使光电耦合器和电流驱动器无电流输出。
全文摘要
本发明公开了一种微机控制频率合成式超高频多路信号发生器。它有6个输出端，3个输入端。其中包括一路三音中频输出，一路彩色电视视频信号输出和三路超高频信号输出；外调制视频信号输入，外调制音频信号输入及被测超高频信号输入。本发明在原理上采用一系列先进技术，同时还增加了由单片微型电子计算机控制部分。这样不但可以提高仪器的自动化程度，而且可以融多种仪器于一体，大大地降低了价格/性能比。
文档编号H04N5/272GK1054874SQ9010145
公开日1991年9月25日 申请日期1990年3月14日 优先权日1990年3月8日
发明者黄如星, 朱桂林, 蔡星耀 申请人:浙江省广播科研所