一种信号源及信号源装置的制作方法

本申请涉及电力电子技术领域，具体涉及一种信号源及信号源装置。

背景技术：

锁相环(phase locked loop)，顾名思义，就是锁定相位的环路。是一种典型的反馈控制电路，利用外部输入的参考信号控制环路内部振荡信号的频率和相位，实现输出信号频率对输入信号频率的自动跟踪，一般用于闭环跟踪电路。是无线电发射中使频率较为稳定的一种方法，主要有VCO(压控振荡器)和PLL IC(锁相环集成电路)，压控振荡器给出一个信号，一部分作为输出，另一部分通过分频与PLL IC所产生的本振信号作相位比较，为了保持频率不变，就要求相位差不发生改变，如果有相位差的变化，则PLL IC的电压输出端的电压发生变化，去控制VCO，直到相位差恢复，达到锁相的目的。能使受控振荡器的频率和相位均与输入信号保持确定关系的闭环电子电路。

基于锁相环频率合成器的信号源通过计算机给鉴频鉴相器发送控制字来控制射频信号的输出频率，形成一个结构完整的系统。在控制字发送界面中输出包含分频系数信息的控制字，并通过串行口发送。数据写入单片机的缓冲区后再写入鉴频鉴相器，鉴频鉴相器之后连接的部分组成锁相环路，用来产生信号。但是现有的锁相环工作在小数模式下虽然能实现细步进，但是不可避免地会带来小数杂散和整数边界杂散，而影响信号源的正常使用。

技术实现要素：

本申请的目的是为了解决基于锁相环频率合成器的信号源通过计算机给鉴频鉴相器发送控制字来控制射频信号的输出频率，形成一个结构完整的系统。在控制字发送界面中输出包含分频系数信息的控制字，并通过串行口发送。数据写入单片机的缓冲区后再写入鉴频鉴相器，鉴频鉴相器之后连接的部分组成锁相环路，用来产生信号。但是现有的锁相环工作在小数模式下虽然能实现细步进，但是不可避免地会带来小数杂散和整数边界杂散，而影响信号源的正常使用的问题。

为此，本实用新型实施例提供了如下技术方案：一种信号源，包括锁相环单元，所述锁相环单元包括晶振模块和锁相环模块；

所述锁相环模块包括依次连接第一锁相环、混频器、信号处理器和第二锁相环，所述第一锁相环与第三锁相环并联，所述第三锁相环与所述晶振模块相连接，所述第三锁相环与所述混频器相连接。

可选地，所述锁相环单元还包括依次连接的倍频器、滤波器、数控衰减器和隔离器，所述倍频器与所述第二锁相环相连接。

可选地，所述倍频器包括2倍频器。

可选地，所述第一锁相环、第二锁相环和第三锁相环均包括鉴相器、环路滤波器和压控振荡器。

一种信号源装置，包括后壳单元、锁相环单元、面板单元和盖板单元，所述后壳单元呈“凹”槽型，所述锁相环单元设置于所述后壳单元内，所述面板单元设置于所述后壳单元上，所述盖板单元扣合在后壳单元顶部。

可选地，所述面板单元与所述后壳单元通过螺钉固定，所述螺钉上设置有PVC膜。

可选地，所述螺钉包括沉头螺钉。

可选地，所述面板单元上设置有OLED显示屏和按键。

可选地，所述盖板单元呈“[”型。

本实用新型实施例提供的技术方案包括以下有益效果：本申请通过将第一锁相环和第三锁相环先进行并联后与第二锁相环串联，使得第一锁相环和第三锁相环发出的信号经过混频器混合后，再经过信号处理器进行处理后传输至第二锁相环，使得第二锁相环工作在整数模式下，即通过多个锁相环嵌套方式处理参考信号，实现最终细步进、高杂散抑制信号输出；合理规划频率、优化频率合成算法，由输出频率逆向计算锁相环寄存器值，从而保证低相噪信号输出。同时本申请涉及的信号源装置将锁相环单元与锂电池放置在呈“凹”型槽状的后壳单元内，“凹”型槽的四周为一整块铝件铣成，使“凹”型槽的五个面均无螺钉；顶面用“[”型盖板单元扣合到“凹”型槽上，在侧面通过沉头螺钉固定，并在该处贴与产品外观颜色一致的PVC膜将螺钉覆盖，故整个产品外观任何可见螺钉。该信号源装置锂电池合理分配功耗，从而保证产品在无外加电源情况下实现长时间续航。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，对于本领域普通技术人员而言，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型实施例提供的一种信号源原理示意图；

图2为本实用新型实施例提供的一种信号源装置结构示意图；

图1～2的符号表示为：

1-晶振模块，2-锁相环模块，3-第一锁相环，4-混频器，5-信号处理器，6-第二锁相环，7-第三锁相环，8-倍频器，9-滤波器，10-数控衰减器，11-隔离器，12-后壳单元，13-锁相环单元，14-面板单元，15-盖板单元。

具体实施方式

此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本实用新型实施例，并与说明书一起用于解释本实用新型的原理。

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，对于本领域普通技术人员而言，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

实施例一

参见图1，为本实用新型实施例提供的一种信号源，包括锁相环单元13，所述锁相环单元13包括晶振模块1和锁相环模块2；

所述锁相环模块2包括依次连接第一锁相环3、混频器4、信号处理器5和第二锁相环6，所述第一锁相环3与第三锁相环7并联，所述第三锁相环7与所述晶振模块1相连接，所述第三锁相环7与所述混频器4相连接。

本申请具体工作过程：由晶振模块1发出信号，传输至锁相环模块2的第一锁相环3后，频率变为70M左右；晶振模块1发出的信号传输至第三锁相环7后频率变为950M；70M左右的信号和950M的信号在混频器4混频后变为880M，传输至信号处理器5后变为220M，进行锁定，然后传输至第二锁相环6，使得第二锁相环6工作在整数模式下；通过合理规划频率，有效地分段滤波处理，从而抑制杂散。

实施例二

参见图1，为本实用新型实施例提供的一种信号源，包括锁相环单元13，所述锁相环单元13包括晶振模块1和锁相环模块2；

所述锁相环模块2包括依次连接第一锁相环3、混频器4、信号处理器5和第二锁相环6，所述第一锁相环3与第三锁相环7并联，所述第三锁相环7与所述晶振模块1相连接，所述第三锁相环7与所述混频器4相连接。

可选地，所述锁相环单元13还包括依次连接的倍频器8、滤波器9、数控衰减器10和隔离器11，所述倍频器8与所述第三锁相环7相连接。

可选地，所述倍频器8包括2倍频器。

可选地，所述第一锁相环3、第二锁相环6和第三锁相环7均包括鉴相器、环路滤波器和压控振荡器。

本申请具体工作过程：由晶振模块1发出信号，传输至锁相环模块2的第一锁相环3后，频率变为70M左右；晶振模块1发出的信号传输至第三锁相环7后频率变为950M；70M左右的信号和950M的信号在混频器4混频后变为880M，传输至信号处理器5后变为220M，进行锁定，然后传输至第二锁相环6，使得第二锁相环6工作在整数模式下；通过合理规划频率，有效地分段滤波处理，从而抑制杂散。

经过第二锁相环6处理的信号传输至倍频器8进行扩频，然后通过滤波器9，选择需要波段的信号后通过数控衰减器10对信号进行衰减，最后传输至隔离器11，对信号进行保护，防止其他信号的干扰。

第二锁相环6的寄存器的值由最终输出频率逆向计算得到，通过逆向计算得到的值可以保证第二锁相环6工作在整数模式下，从而实现细步进的情况下还保证最终高杂散抑制，以18GHz-22GHz输出频率为例：

Fout＝18GHz～22GHz输出时HMC703LP4E的N，R值计算：

N＝(0.5Fout÷4÷27.3)取整

R＝8

FPD＝0.5Fout÷4÷N

(基频生成的频率)F832＝950(频标信号)-FPD×32(F832精确到Hz级别)

实施例三

参见图2，为本实用新型实施例提供的一种信号源装置，包括后壳单元12、锁相环单元13、面板单元14和盖板单元15，所述后壳单元12呈“凹”槽型，所述锁相环单元13设置于所述后壳单元12内，所述面板单元14设置于所述后壳单元上12，所述盖板单元15扣合在后壳单元12顶部。

可选地，所述面板单元14与所述后壳单元12通过螺钉固定，所述螺钉上设置有PVC膜。

可选地，所述螺钉包括沉头螺钉。

可选地，所述面板单元14上设置有OLED显示屏和按键。

可选地，所述盖板单元15呈“[”型。

将锁相环单元与锂电池放置在呈“凹”型槽状的后壳单元内，“凹”型槽的四周为一整块铝件铣成，使“凹”型槽的五个面均无螺钉；顶面用“[”型盖板单元扣合到“凹”型槽上，在侧面通过沉头螺钉固定，并在该处贴与产品外观颜色一致的PVC膜将螺钉覆盖，故整个产品外观任何可见螺钉。该信号源装置在内置锂电池驱动电路下通过多环嵌套方式实现频率合成；在产品小体积限制下通过对参考信号进行特殊处理实现细步进跳频，从而保证最终高杂散抑制、低相噪信号输出；采用扣合设计产品结构使产品外观无外露螺钉；产品通过内置按键及OLED显示屏设计友好人机交互界面。

该信号源装置相关参数：

1)工作频率：18～31GHz；

2)频率分辨率：0.1MHz；

3)频率稳定度：≤1×10^-6/24h；

4)频率转换：<50ms；

5)全频段输出功率范围：-45～+12dBm；

6)输出功率精度±1.0dB；

7)衰减步进精度0.5±0.4dB；

8)谐波抑制：≥25dB(输出功率0dBm时测试)；

9)杂波抑制：≥60dBc；

10)相位噪声：≤-85dBc/Hz@1kHz；

11)内置电池，连续工作时间≥8h，适配器充电电压220V交流，充电中可正常工作；

12)模块控制体积在150mm×105mm×45mm，范围内，模块壳体可采用扣合设计，壳体螺钉不得外漏，重量小于1kg；

13)人机界面上要求同时显示功率、频率、射频开关状态及内部电池电量信息。

需要说明的是，在本实用新型中，诸如“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

以上所述仅是本实用新型实施例的具体实施方式，使本领域技术人员能够理解或实现本实用新型。对这些实施例的多种修改对本领域的技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本实用新型的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本实用新型将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

应当理解的是，本申请并不局限于上面已经描述并在附图中示出的内容，并且可以在不脱离其范围进行各种修改和改变。本申请的范围仅由所附的权利要求来限制。