一种可变频点的偏差频率产生器的制作方法

本实用新型属于信号发生器技术领域，具体涉及一种可变频点偏差频率产生器。

背景技术：

随着科技水平的不断进步，智能电网、精密导航定位、高速交通运输、深空探测等领域对高精度的时间频率测量的要求也越来越高。目前时间频率测量领域广泛采用的测量方法主要包括直接频率测量法、相位比较法、差拍法、频差倍增法、双混频时差法等。其中差拍法、差拍倍增法和双混频时差法具有相对较高的测量精度，广泛应用于高精度的时间频率测量设备中。依据差拍法、差拍倍增法和双混频时差法研制的时间频率测量设备或系统均需要一个与被测频率有一定频率偏差的信号作为参考信号。

产生时间频率测量设备或系统中的偏差频率信号，可以采用直接或间接频率合成技术。直接频率合成技术利用晶体振荡器作为参考频率，通过分频、倍频、混频获得需要的频率偏差信号。间接频率合成技术也称为锁相环频率合成技术，利用锁相环原理构成一个相位负反馈的误差控制系统，通常包括鉴相器、环路滤波器、分频器和压控振荡器四个电路模块。利用直接或间接频率合成技术研制偏差频率产生器，具有电路结构简单、噪声低、体积小的技术优点。但是这一类的偏差频率产生器输出频点单一固定，不能同时满足 1MHz、5MHz、10MHz、10.23MHz等输出标称频率不同的频率源的测量需求。例如专利号为CN201229367Y的文件中公开了一种偏差频率产生器，包括了隔离放大、混频滤波、压控振荡、分频、混频、鉴相等电路模块，以原子钟输出的10MHz正弦信号作为参考，输出10MHz+100Hz偏差频率信号，具有设计合理、结构简单、生产成本低等优点，但是该偏差频率产生器仅适用于针对输出标称频率为10MHz的频率源的测量设备或系统中，不具备普遍适用性的特点。

技术实现要素：

针对现有技术中存在的不足和缺陷，本实用新型提供了一种可变频点的偏差频率产生器，包括恒温晶体振荡器，所述恒温晶体振荡器包括恒温槽控制晶体振荡器U1、电阻R1、电阻R2、电阻R3、电阻R4、电阻R5、电容C1、电容C2、电容C3、电容C4、电容C5，所述电阻R2为可变电阻器；所述恒温槽控制晶体振荡器U1的Vcc端连接有﹢12V的电源，且电容C2、电容C3、电容C4、电容C5分别与Vcc端相连接，所述恒温槽控制晶体振荡器U1的 Gnd端与地相连接；所述恒温槽控制晶体振荡器U1的Uref端与电阻R4的一端相连接，另一端与电阻R2的一个固定端相连接，电阻R2的另一个固定端与电阻R1的一端相连接，电阻R1的另一端与地相连接；所述恒温槽控制晶体振荡器U1的Uin端与电阻R3的一端相连接，另一端与电阻R2的滑动端相连接；恒温槽控制晶体振荡器U1的Uin端另引一条线与地相连接；所述恒温槽控制晶体振荡器U1的RF端与电阻R5的一端相连接，电阻R5的另一端为恒温晶体振荡器的输出端。

进一步地，还包括第一射频变压器、DDS、滤波器、第二射频变压器和单片机；所述恒温晶体振荡器的输出端连接第一射频变压器的输入端，第一射频变压器的输出端连接DDS的输入端，DDS的输出端连接滤波器的输入端，滤波器的输出端连接第二射频变压器，单片机的输出连接DDS，第二射频变压器输出偏差频率信号；

所述第一射频变压器U2的管脚1与恒温晶体振荡器的输出端相连接；第一射频变压器U2的管脚2和管脚3均接地；第一射频变压器U2的管脚4 为第一射频变压器U2的第一输出端；第一射频变压器U2的管脚4处另引一节点A，节点A通过电阻R10接地，节点A处另引一条线依次通过电阻R9、电阻R8与﹢1.8V电源相连接；第一射频变压器U2的管脚6与电容C6的一端相连接，电容C6的另一端为第一射频变压器U2的第二输出端；第一射频变压器U2的管脚6处另引一节点B，节点B通过电阻R6接地，节点B处另引一条线依次通过电阻R7、电阻R8与﹢1.8V电源相连接；

所述DDS包括集成电路U3、电阻R11、电阻R12、电容C7；所述集成电路U3的管脚14与第一射频变压器U2的第一输出端相连接；集成电路U3 的管脚13与第一射频变压器U2的第二输出端相连接；集成电路U3的管脚 9通过电容C7接地；集成电路U3的管脚19通过电阻R11接地，管脚24通过电阻R12接地；集成电路U3的管脚20为DDS的输出端；

所述滤波器包括电容C8、电容C9、电容C10、电容C11、电容C12、电阻R13、电阻R14、电阻R15、电感L1、电感L2；电阻R15的一端为滤波器输出端，电阻R15的另一端通过电容C11接地，电阻R15和电容C11之间设一节点C，节点C依次通过电感L1和电容C10接地，电感L1和电容C10之间设一节点D，节点D通过电容C9接地，节点D和电容C9之间设一节点E，节点E依次通过电感L2和电容C8接地，电感L2和电容C8之间设一节点F，节点F依次通过电容C12、电阻R14、电阻R13接地，电阻R14和电阻R13 之间设一节点G，节点G与DDS的输出端相连接；

所述单片机的P1.0与集成电路U3的管脚25相连接；单片机的P1.1 与集成电路U3的管脚27相连接；P1.2与集成电路U3的管脚28相连接；单片机P1.3与集成电路U3的管脚29相连接；单片机P1.4与集成电路U3 的管脚30相连接；

所述第二射频变压器U5的管脚3与滤波器输出端相连接，第二射频变压器 U5的管脚4输出偏差频率信号。

与现有技术相比，本实用新型具有以下技术效果：

(1)本实用新型采用恒温晶振输出正弦波信号作为可编程模数DDS的参考信号，第一射频变压器和第二射频变压器均为无源器件，单片机为可编程模数DDS提供频率控制字，滤波器为无源滤波器，使偏差频率产生器可以输出具备结构简单、成本低、输出稳定的特点；

(2)本实用新型中所述可编程模数的DDS具有可编程模数构架，克服传统的基于累加器DDS仅能输出有限个(2C个，其中C为DDS的累加器的位数)频点的缺陷，使偏差频率产生器可以输出任意频点信号，具备普遍适用性的特点。

附图说明

图1是可变频点偏差频率产生器结构框图；

图2是本实用新型一个实施例的电路原理图。

具体实施方式

实施例1

本实施例提供了一种可变频点的偏差频率产生器，包括恒温晶体振荡器、第一射频变压器、DDS(可编程模数的直接式频率合成器)、滤波器、第二射频变压器和单片机模块；

如图1所示，所述恒温晶体振荡器的输出端连接第一射频变压器的输入端，第一射频变压器的输出端连接DDS的输入端，DDS的输出端连接滤波器的输入端，滤波器的输出端连接第二射频变压器，单片机的输出连接DDS，第二射频变压器输出偏差频率信号；

恒温晶体振荡器输出信号经由第一射频变压器耦合至DDS，作为DDS的参考信号,单片机为DDS提供频率控制字,DDS输出经过无源滤波器，最后由第二射频变压器耦合输出偏差频率信号。第一射频变压器和第一射频变压器信号耦合连接过程中具有隔离直流和阻抗变换的功能。

具体如图2所示，其中：

所述恒温晶体振荡器包括恒温槽控制晶体振荡器U1、电阻R1、电阻R2、电阻R3、电阻R4、电阻R5、电容C1、电容C2、电容C3、电容C4、电容C5，恒温槽控制晶体振荡器U1的型号为MV200，所述电阻R2为可变电阻器；所述恒温槽控制晶体振荡器U1的Vcc端连接有﹢12V的电源，且电容C2、电容C3、电容C4、电容C5分别与Vcc端相连接，所述恒温槽控制晶体振荡器U1的Gnd端与地相连接；所述恒温槽控制晶体振荡器U1的Uref端与电阻 R4的一端相连接，另一端与电阻R2的一个固定端相连接，电阻R2的另一个固定端与电阻R1的一端相连接，电阻R1的另一端与地相连接；所述恒温槽控制晶体振荡器U1的Uin端与电阻R3的一端相连接，另一端与电阻R2 的滑动端相连接；恒温槽控制晶体振荡器U1的Uin端另引一条线与地相连接；所述恒温槽控制晶体振荡器U1的RF端与电阻R5的一端相连接，电阻R5的另一端为恒温晶体振荡器的输出端；

所述第一射频变压器U2的管脚1与恒温晶体振荡器的输出端相连接；第一射频变压器U2的管脚2和管脚3均接地；第一射频变压器U2的管脚4 为第一射频变压器U2的第一输出端；第一射频变压器U2的管脚4处另引一节点A，节点A通过电阻R10接地，节点A处另引一条线依次通过电阻R9、电阻R8与﹢1.8V电源相连接；第一射频变压器U2的管脚6与电容C6的一端相连接，电容C6的另一端为第一射频变压器U2的第二输出端；第一射频变压器U2的管脚6处另引一节点B，节点B通过电阻R6接地，节点B处另引一条线依次通过电阻R7、电阻R8与﹢1.8V电源相连接；

所述DDS包括集成电路U3、电阻R11、电阻R12、电容C7；所述集成电路U3的管脚14与第一射频变压器U2的第一输出端相连接；集成电路U3 的管脚13与第一射频变压器U2的第二输出端相连接；集成电路U3的管脚 9通过电容C7接地；集成电路U3的管脚19通过电阻R11接地，管脚24通过电阻R12接地；集成电路U3的管脚20为DDS的输出端；

所述滤波器包括电容C8、电容C9、电容C10、电容C11、电容C12、电阻R13、电阻R14、电阻R15、电感L1、电感L2；电阻R15的一端为滤波器输出端，电阻R15的另一端通过电容C11接地，电阻R15和电容C11之间设一节点C，节点C依次通过电感L1和电容C10接地，电感L1和电容C10之间设一节点D，节点D通过电容C9接地，节点D和电容C9之间设一节点E，节点E依次通过电感L2和电容C8接地，电感L2和电容C8之间设一节点F，节点F依次通过电容C12、电阻R14、电阻R13接地，电阻R14和电阻R13 之间设一节点G，节点G与DDS的输出端相连接；

所述单片机的P1.0与集成电路U3的管脚25相连接；单片机的P1.1 与集成电路U3的管脚27相连接；P1.2与集成电路U3的管脚28相连接；单片机P1.3与集成电路U3的管脚29相连接；单片机P1.4与集成电路U3 的管脚30相连接；

所述第二射频变压器U5的管脚3与滤波器输出端相连接，第二射频变压器U5的管脚4输出偏差频率信号。