本實(shí)用新型屬于信號(hào)發(fā)生器技術(shù)領(lǐng)域,具體涉及一種可變頻點(diǎn)偏差頻率產(chǎn)生器。
背景技術(shù):
隨著科技水平的不斷進(jìn)步,智能電網(wǎng)、精密導(dǎo)航定位、高速交通運(yùn)輸、深空探測(cè)等領(lǐng)域?qū)Ω呔鹊臅r(shí)間頻率測(cè)量的要求也越來越高。目前時(shí)間頻率測(cè)量領(lǐng)域廣泛采用的測(cè)量方法主要包括直接頻率測(cè)量法、相位比較法、差拍法、頻差倍增法、雙混頻時(shí)差法等。其中差拍法、差拍倍增法和雙混頻時(shí)差法具有相對(duì)較高的測(cè)量精度,廣泛應(yīng)用于高精度的時(shí)間頻率測(cè)量設(shè)備中。依據(jù)差拍法、差拍倍增法和雙混頻時(shí)差法研制的時(shí)間頻率測(cè)量設(shè)備或系統(tǒng)均需要一個(gè)與被測(cè)頻率有一定頻率偏差的信號(hào)作為參考信號(hào)。
產(chǎn)生時(shí)間頻率測(cè)量設(shè)備或系統(tǒng)中的偏差頻率信號(hào),可以采用直接或間接頻率合成技術(shù)。直接頻率合成技術(shù)利用晶體振蕩器作為參考頻率,通過分頻、倍頻、混頻獲得需要的頻率偏差信號(hào)。間接頻率合成技術(shù)也稱為鎖相環(huán)頻率合成技術(shù),利用鎖相環(huán)原理構(gòu)成一個(gè)相位負(fù)反饋的誤差控制系統(tǒng),通常包括鑒相器、環(huán)路濾波器、分頻器和壓控振蕩器四個(gè)電路模塊。利用直接或間接頻率合成技術(shù)研制偏差頻率產(chǎn)生器,具有電路結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、噪聲低、體積小的技術(shù)優(yōu)點(diǎn)。但是這一類的偏差頻率產(chǎn)生器輸出頻點(diǎn)單一固定,不能同時(shí)滿足 1MHz、5MHz、10MHz、10.23MHz等輸出標(biāo)稱頻率不同的頻率源的測(cè)量需求。例如專利號(hào)為CN201229367Y的文件中公開了一種偏差頻率產(chǎn)生器,包括了隔離放大、混頻濾波、壓控振蕩、分頻、混頻、鑒相等電路模塊,以原子鐘輸出的10MHz正弦信號(hào)作為參考,輸出10MHz+100Hz偏差頻率信號(hào),具有設(shè)計(jì)合理、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、生產(chǎn)成本低等優(yōu)點(diǎn),但是該偏差頻率產(chǎn)生器僅適用于針對(duì)輸出標(biāo)稱頻率為10MHz的頻率源的測(cè)量設(shè)備或系統(tǒng)中,不具備普遍適用性的特點(diǎn)。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:
針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中存在的不足和缺陷,本實(shí)用新型提供了一種可變頻點(diǎn)的偏差頻率產(chǎn)生器,包括恒溫晶體振蕩器,所述恒溫晶體振蕩器包括恒溫槽控制晶體振蕩器U1、電阻R1、電阻R2、電阻R3、電阻R4、電阻R5、電容C1、電容C2、電容C3、電容C4、電容C5,所述電阻R2為可變電阻器;所述恒溫槽控制晶體振蕩器U1的Vcc端連接有﹢12V的電源,且電容C2、電容C3、電容C4、電容C5分別與Vcc端相連接,所述恒溫槽控制晶體振蕩器U1的 Gnd端與地相連接;所述恒溫槽控制晶體振蕩器U1的Uref端與電阻R4的一端相連接,另一端與電阻R2的一個(gè)固定端相連接,電阻R2的另一個(gè)固定端與電阻R1的一端相連接,電阻R1的另一端與地相連接;所述恒溫槽控制晶體振蕩器U1的Uin端與電阻R3的一端相連接,另一端與電阻R2的滑動(dòng)端相連接;恒溫槽控制晶體振蕩器U1的Uin端另引一條線與地相連接;所述恒溫槽控制晶體振蕩器U1的RF端與電阻R5的一端相連接,電阻R5的另一端為恒溫晶體振蕩器的輸出端。
進(jìn)一步地,還包括第一射頻變壓器、DDS、濾波器、第二射頻變壓器和單片機(jī);所述恒溫晶體振蕩器的輸出端連接第一射頻變壓器的輸入端,第一射頻變壓器的輸出端連接DDS的輸入端,DDS的輸出端連接濾波器的輸入端,濾波器的輸出端連接第二射頻變壓器,單片機(jī)的輸出連接DDS,第二射頻變壓器輸出偏差頻率信號(hào);
所述第一射頻變壓器U2的管腳1與恒溫晶體振蕩器的輸出端相連接;第一射頻變壓器U2的管腳2和管腳3均接地;第一射頻變壓器U2的管腳4 為第一射頻變壓器U2的第一輸出端;第一射頻變壓器U2的管腳4處另引一節(jié)點(diǎn)A,節(jié)點(diǎn)A通過電阻R10接地,節(jié)點(diǎn)A處另引一條線依次通過電阻R9、電阻R8與﹢1.8V電源相連接;第一射頻變壓器U2的管腳6與電容C6的一端相連接,電容C6的另一端為第一射頻變壓器U2的第二輸出端;第一射頻變壓器U2的管腳6處另引一節(jié)點(diǎn)B,節(jié)點(diǎn)B通過電阻R6接地,節(jié)點(diǎn)B處另引一條線依次通過電阻R7、電阻R8與﹢1.8V電源相連接;
所述DDS包括集成電路U3、電阻R11、電阻R12、電容C7;所述集成電路U3的管腳14與第一射頻變壓器U2的第一輸出端相連接;集成電路U3 的管腳13與第一射頻變壓器U2的第二輸出端相連接;集成電路U3的管腳 9通過電容C7接地;集成電路U3的管腳19通過電阻R11接地,管腳24通過電阻R12接地;集成電路U3的管腳20為DDS的輸出端;
所述濾波器包括電容C8、電容C9、電容C10、電容C11、電容C12、電阻R13、電阻R14、電阻R15、電感L1、電感L2;電阻R15的一端為濾波器輸出端,電阻R15的另一端通過電容C11接地,電阻R15和電容C11之間設(shè)一節(jié)點(diǎn)C,節(jié)點(diǎn)C依次通過電感L1和電容C10接地,電感L1和電容C10之間設(shè)一節(jié)點(diǎn)D,節(jié)點(diǎn)D通過電容C9接地,節(jié)點(diǎn)D和電容C9之間設(shè)一節(jié)點(diǎn)E,節(jié)點(diǎn)E依次通過電感L2和電容C8接地,電感L2和電容C8之間設(shè)一節(jié)點(diǎn)F,節(jié)點(diǎn)F依次通過電容C12、電阻R14、電阻R13接地,電阻R14和電阻R13 之間設(shè)一節(jié)點(diǎn)G,節(jié)點(diǎn)G與DDS的輸出端相連接;
所述單片機(jī)的P1.0與集成電路U3的管腳25相連接;單片機(jī)的P1.1 與集成電路U3的管腳27相連接;P1.2與集成電路U3的管腳28相連接;單片機(jī)P1.3與集成電路U3的管腳29相連接;單片機(jī)P1.4與集成電路U3 的管腳30相連接;
所述第二射頻變壓器U5的管腳3與濾波器輸出端相連接,第二射頻變壓器 U5的管腳4輸出偏差頻率信號(hào)。
與現(xiàn)有技術(shù)相比,本實(shí)用新型具有以下技術(shù)效果:
(1)本實(shí)用新型采用恒溫晶振輸出正弦波信號(hào)作為可編程模數(shù)DDS的參考信號(hào),第一射頻變壓器和第二射頻變壓器均為無源器件,單片機(jī)為可編程模數(shù)DDS提供頻率控制字,濾波器為無源濾波器,使偏差頻率產(chǎn)生器可以輸出具備結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、成本低、輸出穩(wěn)定的特點(diǎn);
(2)本實(shí)用新型中所述可編程模數(shù)的DDS具有可編程模數(shù)構(gòu)架,克服傳統(tǒng)的基于累加器DDS僅能輸出有限個(gè)(2C個(gè),其中C為DDS的累加器的位數(shù))頻點(diǎn)的缺陷,使偏差頻率產(chǎn)生器可以輸出任意頻點(diǎn)信號(hào),具備普遍適用性的特點(diǎn)。
附圖說明
圖1是可變頻點(diǎn)偏差頻率產(chǎn)生器結(jié)構(gòu)框圖;
圖2是本實(shí)用新型一個(gè)實(shí)施例的電路原理圖。
具體實(shí)施方式
實(shí)施例1
本實(shí)施例提供了一種可變頻點(diǎn)的偏差頻率產(chǎn)生器,包括恒溫晶體振蕩器、第一射頻變壓器、DDS(可編程模數(shù)的直接式頻率合成器)、濾波器、第二射頻變壓器和單片機(jī)模塊;
如圖1所示,所述恒溫晶體振蕩器的輸出端連接第一射頻變壓器的輸入端,第一射頻變壓器的輸出端連接DDS的輸入端,DDS的輸出端連接濾波器的輸入端,濾波器的輸出端連接第二射頻變壓器,單片機(jī)的輸出連接DDS,第二射頻變壓器輸出偏差頻率信號(hào);
恒溫晶體振蕩器輸出信號(hào)經(jīng)由第一射頻變壓器耦合至DDS,作為DDS的參考信號(hào),單片機(jī)為DDS提供頻率控制字,DDS輸出經(jīng)過無源濾波器,最后由第二射頻變壓器耦合輸出偏差頻率信號(hào)。第一射頻變壓器和第一射頻變壓器信號(hào)耦合連接過程中具有隔離直流和阻抗變換的功能。
具體如圖2所示,其中:
所述恒溫晶體振蕩器包括恒溫槽控制晶體振蕩器U1、電阻R1、電阻R2、電阻R3、電阻R4、電阻R5、電容C1、電容C2、電容C3、電容C4、電容C5,恒溫槽控制晶體振蕩器U1的型號(hào)為MV200,所述電阻R2為可變電阻器;所述恒溫槽控制晶體振蕩器U1的Vcc端連接有﹢12V的電源,且電容C2、電容C3、電容C4、電容C5分別與Vcc端相連接,所述恒溫槽控制晶體振蕩器U1的Gnd端與地相連接;所述恒溫槽控制晶體振蕩器U1的Uref端與電阻 R4的一端相連接,另一端與電阻R2的一個(gè)固定端相連接,電阻R2的另一個(gè)固定端與電阻R1的一端相連接,電阻R1的另一端與地相連接;所述恒溫槽控制晶體振蕩器U1的Uin端與電阻R3的一端相連接,另一端與電阻R2 的滑動(dòng)端相連接;恒溫槽控制晶體振蕩器U1的Uin端另引一條線與地相連接;所述恒溫槽控制晶體振蕩器U1的RF端與電阻R5的一端相連接,電阻R5的另一端為恒溫晶體振蕩器的輸出端;
所述第一射頻變壓器U2的管腳1與恒溫晶體振蕩器的輸出端相連接;第一射頻變壓器U2的管腳2和管腳3均接地;第一射頻變壓器U2的管腳4 為第一射頻變壓器U2的第一輸出端;第一射頻變壓器U2的管腳4處另引一節(jié)點(diǎn)A,節(jié)點(diǎn)A通過電阻R10接地,節(jié)點(diǎn)A處另引一條線依次通過電阻R9、電阻R8與﹢1.8V電源相連接;第一射頻變壓器U2的管腳6與電容C6的一端相連接,電容C6的另一端為第一射頻變壓器U2的第二輸出端;第一射頻變壓器U2的管腳6處另引一節(jié)點(diǎn)B,節(jié)點(diǎn)B通過電阻R6接地,節(jié)點(diǎn)B處另引一條線依次通過電阻R7、電阻R8與﹢1.8V電源相連接;
所述DDS包括集成電路U3、電阻R11、電阻R12、電容C7;所述集成電路U3的管腳14與第一射頻變壓器U2的第一輸出端相連接;集成電路U3 的管腳13與第一射頻變壓器U2的第二輸出端相連接;集成電路U3的管腳 9通過電容C7接地;集成電路U3的管腳19通過電阻R11接地,管腳24通過電阻R12接地;集成電路U3的管腳20為DDS的輸出端;
所述濾波器包括電容C8、電容C9、電容C10、電容C11、電容C12、電阻R13、電阻R14、電阻R15、電感L1、電感L2;電阻R15的一端為濾波器輸出端,電阻R15的另一端通過電容C11接地,電阻R15和電容C11之間設(shè)一節(jié)點(diǎn)C,節(jié)點(diǎn)C依次通過電感L1和電容C10接地,電感L1和電容C10之間設(shè)一節(jié)點(diǎn)D,節(jié)點(diǎn)D通過電容C9接地,節(jié)點(diǎn)D和電容C9之間設(shè)一節(jié)點(diǎn)E,節(jié)點(diǎn)E依次通過電感L2和電容C8接地,電感L2和電容C8之間設(shè)一節(jié)點(diǎn)F,節(jié)點(diǎn)F依次通過電容C12、電阻R14、電阻R13接地,電阻R14和電阻R13 之間設(shè)一節(jié)點(diǎn)G,節(jié)點(diǎn)G與DDS的輸出端相連接;
所述單片機(jī)的P1.0與集成電路U3的管腳25相連接;單片機(jī)的P1.1 與集成電路U3的管腳27相連接;P1.2與集成電路U3的管腳28相連接;單片機(jī)P1.3與集成電路U3的管腳29相連接;單片機(jī)P1.4與集成電路U3 的管腳30相連接;
所述第二射頻變壓器U5的管腳3與濾波器輸出端相連接,第二射頻變壓器U5的管腳4輸出偏差頻率信號(hào)。