梳状谱发生器电路设计

梳状谱发生器电路设计

梳状谱发生器是一种电子电路，用于生成特定频率的梳状谱信号。它的应用主要在无线电仪器中，如干扰分析仪、频谱分析仪和测向仪等。它通常由放大器、滤波器和振荡器组成。因此，梳状谱发生器电路设计是一个复杂的工程，其中包括很多复杂的电路设计。

首先，需要设计一个放大器，它能够有效地放大输入信号，使输出信号更强。这里可以使用多种放大器，如晶体管放大器、集成电路放大器、反馈放大器等。其次，需要设计一个滤波器，它能够有效地滤除高频噪声，以便获得更好的信号质量。常见的滤波器有低通滤波器、带通滤波器、带阻滤波器等。最后，需要设计一个振荡器，它能够产生所需的梳状谱频率。通常用的振荡器有LC振荡器、RC振荡器、振荡器等。

上述电路设计完成后，就可以将它们结合起来，形成完整的梳状谱发生器电路。其基本原理是，将输入信号经过放大器放大，然后经过滤波器滤除高频噪声，最后经过振荡器产生梳状谱频率信号。

在实际设计中，还需要考虑到一些其他因素，如电路材料、电路尺寸、电路结构、电路稳定性等。这些因素会

影响梳状谱发生器的性能，因此，在设计时需要进行严格的考虑和综合分析。

总之，梳状谱发生器电路设计是一项复杂的工程，要求设计者具备丰富的电路设计经验和知识，并能够综合考虑相关因素，以确保电路的可靠性和性能。

基于SRD的梳状谱发生器设计

基于SRD的梳状谱发生器设计 本文介绍了利用阶跃恢复二极管（SRD）倍频原理设计的梳普产生器。梳普产生器的结构简单、性能稳定可靠，相位噪声逼近理论计算值。输出谱线功率：当输入信号为200MHz、10dBm时，8GHz下输出功率大于-15dBm。与国外同类产品水平相当。 标签：阶跃恢复二极管梳谱发生器 一、引言 随着雷达系统中的信号频率不断的提高及工作带宽的更高要求，各种宽带、超倍频程带宽的微波频率源相继出现。通常采用间接频率合成器来提高最终输出频率，并同时满足相位噪声以及频率稳定性要求。梳状谱发生器做为固态信号源，是用来产生含有以输入信号频率为基波频率的高次谐波的宽频带信号源。它具有输入驻波小、噪声低、频带宽、频率稳度高、超小型等固态源所需要具备的优点，是一种可将低频、高稳定度的信号，延伸到高频、宽频带、高稳定度的微波信号的功能块。解决了制作高频信号源的困难，可以很好的满足雷达及测试系统对固态源的应用要求。 二、SRD特性分析 SRD是具有很强非线性特性的器件，利用它的强非线性导电特性来产生窄电流脉冲。它产生谐波的效率可以接近1/n，这里n代表谐波次数。阶跃恢复二极管倍频器无需空闲电路，使得电路具有十分简单、紧凑的优点。因此，阶跃恢复二极管常常适用于需要高效率、高阶倍频的场合。由于阶跃二极管本身的结构特点：在高阻抗状态下具有低的电容，而在低阻抗状态下具有大的电容。阶跃恢复二极管在高频或者突变电压的激励下，正向导通时储存大量的电荷，呈现非常低的阻抗状态；当转到反向偏置，这些储存的电荷返回原处，形成了很大的反向电流。等到储存的电荷接近耗尽时，反向电流迅速减小，并立刻以很陡峭的速度趋于截止状，即阶跃恢复。正是因为这种反向电流的突变，形成了一个反向窄脉冲电压。这种反向脉冲越窄，它所含有的谐波就越丰富，它能从几十MHz到几个GHz甚至到几十GHz，形成一个包括基波频率整数倍的高次谐波频谱，因此它具有高次高效的优点。 三、梳状谱发生器设计 梳状谱发生器电路框图如图1所示，为了获得丰富的谐波输出，就要使阶跃恢复二极管能产生较大的窄电流脉冲，需要先将输入信号放大到一定的功率来推动阶跃恢复二极管。并且该放大器是梳状谱信号发生器附加相位噪生的主要来源。如果放大器的输出功率太大，则会对二极管激励过度，则附加相位噪声严重变坏。输入匹配电路的作用是为了把功率放大器的功率有效地加到二极管上，能最大限度地产生更强烈的极窄电流脉冲，同时使二极管产生的谐波能量不能反窜

一种基于FPGA的数字可控梳状谱发生器设计

一种基于FPGA的数字可控梳状谱发生器设计 厉沁知;周焚江;蒋旭辉 【摘要】梳状谱发生技术是电子侦测系统的一项关键技术.本文介绍了一种基于FPGA的数字可控梳状谱发生器的设计,该设计采用FPGA+DA的架构,仿真并实现了梳状谱间隔为250kHz、400kHz的梳状谱信号产生,该发生器具有梳状谱间隔可调整、幅度一致性高、频点数多等特点. 【期刊名称】《数字技术与应用》 【年(卷),期】2018(036)008 【总页数】3页(P159-161) 【关键词】梳状谱发生器;FPGA数字可控;幅度一致性高 【作者】厉沁知;周焚江;蒋旭辉 【作者单位】中国电子科技集团公司第三十六研究所,浙江嘉兴 314033;中国电子科技集团公司第三十六研究所,浙江嘉兴 314033;中国电子科技集团公司第三十六研究所,浙江嘉兴 314033 【正文语种】中文 【中图分类】TP391.41 梳状谱信号发生器是一种常用的射频器件,作为高可靠性、高频谱纯度信号源广泛应用于微波通信,微波计数器,示波器,电子雷达,电子侦测设备中。 图1 模拟梳状谱发生器电路

现有的大多数为模拟梳状谱发生器,利用阶跃恢复二极管的非线性电抗特性或者利 用双极性晶体管的非线性电阻特性实现的一定周期的脉冲信号输出,从而获得各次 谐波的梳状谱信号。但模拟梳状谱发生器具有一定的使用局限性,如实际调试工作 复杂,移植性差,工作频率范围有限,各次谐波幅度不一致,谱间隔不可调等[1][2]。比 如阶跃恢复二极管梳状谱发生器产生的梳状谱的谱线间隔不能调节,同时因属于模 拟电路,稳定性较差[3][4]。近年,数字梳状谱发生器得到了发展,基本利用FPGA或 者其他数字模块的数字时钟模块(digital clock managers,DCM)来产生满足要求 的窄脉冲,很好地解决了模拟电路实际调试工作复杂,移植性差的问题[5][6]。但由于还是采用脉冲信号产生各次谐波的梳状谱生成技术的限制,仍具有特定的使用局限性,如工作频率范围有限,各次谐波幅度不一致,有多余谐波,谐波谱间隔较大,很难达 到kHz级别等[7]。 针对上述数字梳状谱发生器存在的问题,本文提出了一种基于FPGA的数字可控梳 状谱发生技术,基于软件无线电发射机数字模型,建立了FPGA+DA的硬件架构,可 根据实际系统需求实现可变谱间隔、多频率点的高性能梳状谱信号输出,极大克服 了现有梳状谱发生器的缺点,提升了梳状谱发生器的性能。 1 现有梳状谱信号发生器原理及缺点 1.1 模拟梳状谱信号发生器 模拟梳状谱信号发生器主要利用阶跃恢复二极管(以下简称阶跃管或者SRD)的强非线性特性,产生较大的窄电流脉冲,从而获得各次谐波。如图1所示,阶跃恢复二极管梳状谱发生器的电路结构主要包括偏置电路、输入阻抗匹配网络和脉冲发生电路3部分组成。 模拟梳状谱发生器利用阶跃恢复二极管的非线性功能,产生窄脉冲,实现梳状谱输出。该发生器因模拟器件产生,其谱线间隔不可调,谐波分量落差巨大,容易受温度和偏置电压影响,可靠性较低,相位噪声也较大。

VHDL倍频器设计

VHDL倍频器设计 倍频器（frequency multiplier）使输出信号频率等于输入信号频率整数倍的电路。输入频率为f1，则输出频率为f0＝nf1，系数n为任意正整数，称倍频次数。倍频器用途广泛，如发射机采用倍频器后可使主振器振荡在较低频率，以提高频率稳定度；调频设备用倍频器来增大频率偏移；在相位键控通信机中，倍频器是载波恢复电路的一个重要组成单元，此次主要介绍了倍频电路的工作原理，分析了倍频器产生误差的原因，然后给出VHDL语言来实现数字倍器的方法，并用MAX+Plus通过仿真进行了验证。 目录 1引言 (1) 2课程介绍 (2) 3 数字倍频器原理与功能 (3) 3.1数字倍频器的原理 (3) 3.2数字倍频器的功能 (4) 4.设计方案 (6) 5各模块基于FPGA的设计实现 (7) 5.1除法电路模块 (7) 5.2分数分频模块 (7) 6实验仿真 (11) 7结论 (12) 参考文献 (13) 致谢 (14)

1引言 倍频器一种应用非常广泛的设备，在许多信号处理方面都会利用它来实现信号的放大或缩小，当今社会是信息量非常大的时代，对信息的获取和处理显得十分重要。倍频器的功能和种类繁多倍频器有晶体管倍频器、变容二极管倍频器、阶跃恢复二极管倍频器等。用其他非线性电阻、电感和电容也能构成倍频器，如铁氧体倍频器等。非线性电阻构成的倍频器，倍频噪声较大。这是因为非线性变换过程中产生的大量谐波使输出信号相位不稳定而引起的。倍频次数越高，倍频噪声就越大，使倍频器的应用受到限制。在要求倍频噪声较小的设备中，可采用根据锁相环原理构成的锁相环倍频器和同步倍频一级高次倍频器，可以获得具有晶振频率稳定度的微波振荡。另外，多级倍频器级联起来，可以使倍频次数大大提高，以下重点用VHDL语言来研究数字倍频器。

L频段高稳梳状谱电路设计与实现

L频段高稳梳状谱电路设计与实现 韩鹏飞 【摘要】利用阶跃恢复二极管的强非线性特点,设计了一个输入信号频率100 MHz、输出信号频率0.9～ 1.4 GHz的梳状谱电路,经开关滤波器电路处理后可以实现6个单频点输出.梳状谱电路经优化设计和调试,以较低的驱动功率实现了模块高稳定输出.在-55℃～+85℃工作温度范围内、输入信号功率0～+3 dBm条件下,梳状谱电路驱动功率为20 dBm左右,测试模块输出信号功率变化小于1.5 dB,附加相位噪声劣化小于1 dB. 【期刊名称】《电讯技术》 【年(卷),期】2012(052)008 【总页数】5页(P1340-1344) 【关键词】滤波器;梳状谱电路;阶跃恢复二极管;低附加相位噪声;高幅度稳定性【作者】韩鹏飞 【作者单位】中国电子科技集团公司第十三研究所,石家庄050051 【正文语种】中文 【中图分类】TN702 某项目中需要用到分频段滤波器模块，要求输入信号频率100 MHz，功率0～+3 dBm；输出0.9 GHz、1.0 GHz、1.1 GHz、1.2 GHz、1.3 GHz、1.4 GHz共6个频点；工作温度-55℃～+85℃，输出信号幅度-10±1.5 dBm；附加相位噪声恶化小于3 dB。需要说明的是，该组件对可靠性有明确要求，用户不希望使用温补

衰减器降低输出信号功率波动。 整个模块由梳状谱电路和开关滤波器两部分组成。其中开关滤波器电路中的开关、滤波器高温时插损增大，低温时插损降低，放大器高温时增益降低，低温时增益增大，因此开关滤波器具有高温时幅度降低，低温时幅度增大的变化特性，并且这种变化是固有的，只能通过选择合适的器件将变化控制在一定范围，无法通过调试消除或改善。输入信号有3 dB的功率波动，具有的很宽工作温度范围，不利于控制输出幅度变化；另外，考虑到组件输出信号多达6个频点，各频点输出幅度变化 的不一致性和用于调整幅度的衰减器衰减量的不连续性，在不使用温度补偿衰减器的前提下，要求与之配套的梳状谱电路本身必需具备很高的输出幅度稳定性，是性能实现的关键电路。设计思路：一是梳状谱电路形式要简单，易于实现；二是理论设计和实际试验相结合，通过试验对电路参数进行优化调整，使之达到最佳整体效果。 新设计了一种梳状谱电路，利用阶跃恢复二极管（SRD）制作梳状谱发生器。经优化设计和调试后，最终结果表明，整个分频段滤波器全部电性能指标满足要求，并且通过了SJ 20527A-2003《微波组件通用规范》规定的试验，达到了设计预期。本文重点说明梳状谱电路部分的设计与实现，开关滤波部分实现相对容易，不展开叙述。 根据要求，梳状谱电路输入信号频率100 MHz，功率0～+3 dBm；输出信号：0.9～1.4 GHz。 脉冲发生器是梳状谱电路的重要组成部分，由于SRD脉冲发生器不需要空闲电路，电路具有简单、紧凑的特点，利于提高可靠性，本文梳状谱电路采用了SRD脉冲 发生器。脉冲发生器理论参考了文献［1-2］，设计上主要参考了文献［3］给出 的电路结构，该文献未给出参数设计和最终结果，本设计具体电路上与之也不相同，是一种全新的设计。

基于ads仿真的梳状谱发生器的设计与实现

基于ads仿真的梳状谱发生器的设计与实现梳状谱发生器是一种广泛应用于通信、雷达、光谱分析等领域的 信号发生器，它能够提供稳定、高分辨率、频率连续可调的信号输出。本文将针对梳状谱发生器的设计与实现，基于ads仿真进行详细的介绍。 梳状谱发生器的基本原理是利用频率合成技术，通过将多个相位 可调的载波信号进行混频合成，形成一个频率分辨率非常高的梳状谱，从而实现高精度的信号产生。梳状谱发生器通常包括振荡器、相位调 节器、混频器、滤波器和放大器等基本组成部分。 首先，我们需要确定梳状谱发生器的工作频率范围和分辨率要求。在设计时，我们可以选择使用基于DDS（直接数字合成）技术的数字振荡器作为基频信号源，以实现频率连续可调的要求。结合相位调节器 可以实现每个频率分量的相位调节，从而实现梳状谱的产生。 其次，我们需要设计混频器和滤波器模块，用于将多路频率合成 的信号进行混频和滤波处理，以获得稳定、纯净的输出信号。在ads

仿真中，我们可以通过建立适当的混频器和滤波器模型，进行电路的 仿真分析和参数优化，以满足梳状谱发生器的输出性能要求。 另外，对于梳状谱发生器的放大器设计也非常关键。放大器需要 具备高线性度、宽带和低噪声等特性，以保证输出信号的幅度和谱纯度。在ads仿真中，我们可以利用模拟器进行放大器电路的设计优化，以提高整个梳状谱发生器的整体性能。 在实际的工程应用中，还需要根据具体的系统需求，考虑梳状谱 发生器的集成度、尺寸和功耗等方面的问题。通过优化电路结构和选 择合适的器件，可以实现梳状谱发生器的小型化和低功耗化。 总的来说，基于ads仿真的梳状谱发生器设计与实现涉及到频率 合成技术、混频和滤波技术、放大器设计和电路优化等多个方面。通 过逐步分析和优化各个模块，可以实现高性能、高稳定性的梳状谱发 生器设计，满足不同领域的应用需求。

基于共面波导的NVNA相位参考设计及应用

基于共面波导的NVNA相位参考设计及应用 徐清华;林茂六 【摘要】该文设计了一种基于共面波导的皮秒级脉冲发生器,该脉冲发生器利用阶跃恢复二极管(SRD)及片上短路延迟线来产生窄脉冲信号.测试证明此器件可产生半幅宽度为80ps,且幅度相位特性稳定的脉冲信号.该脉冲发生器的相位可重复性优于±1.75 °,可用作非线性矢量网络分析仪(NVNA)的相位参考和谐波相位绝对校准的标准组件.实验表明它还可作为相位传递标准,对带宽小于20 GHz的采样示波器及其他电子设备的复频率响应进行校准. 【期刊名称】《自动化与仪表》 【年(卷),期】2014(029)005 【总页数】5页(P52-56) 【关键词】脉冲发生器;非线性矢量网络分析仪;共面波导;相位参考 【作者】徐清华;林茂六 【作者单位】中国计量科学研究院,北京100013;哈尔滨工业大学电子与信息工程学院,哈尔滨150001 【正文语种】中文 【中图分类】TN98 在过去的30年里，人们习惯用传统S参数来表征被测器件（系统）的传输特性。而S参数的一个重要的前提假设是器件（系统）为线性时不变的。但随着电子工

程应用向更大功率的推进，器件（系统）越来越多的工作在其非线性区域 [1]。这样传统的S参数越来越不能满足当代电子测量技术的要求，为此Agilent推出了 新一代的非线性矢量网络分析仪（NVNA）。其与传统的线性矢量网络分析仪（VNA）的不同之处在于，它可以更加全面的表征被测器件（系统）的传递函数。Agilent推出的基于混频器NVNA是在传统的多端口矢量网络分析仪的基础上的 升级换代产品。这种结构的测试系统具有很高的无寄生动态范围（SFDR），通常优于100 dBc。并且由于自身强大的计算能力，其甚至可以被当做一台本底噪声 极低的超宽带示波器来使用。 其中相位参考组件是这种非线性矢量网络分析仪的关键组成部分。其相位校准件又称谐波相位参考标准或梳状波发生器，对应的时域为周期性的超窄脉冲信号源，因此在频域能产生一系列离散的谐波即梳状谱。这种发生器目前是使用非线性器件来实现，例如阶跃恢复二极管（SRD）和非线性传输线（NLTL）等[2-3]。 本文利用SRD在共面波导上设计了超窄脉冲发生器，其谐波相位可重复性优于 ±1.75°。并利用此窄脉冲发生器作为哈工大与中电集团41所共同研制的NVNA 原型样机的相位参考以及相位校准组件对NVNA进行了相位校准。此外运用此窄脉冲发生器，作为相位传递标准对Tektronix公司的实时采样示波器进行了复频率响应校准。 1 窄脉冲发生器的设计与仿真 利用阶跃恢复二极管（SRD）的传输特性和一个短路线，使SRD生成的信号180°移相并反射后与原信号进行叠加，生成窄脉冲序列。具体原理如图1所示[4]。 图1 脉冲序列产生过程Fig.1 Schematic of pulse sequence generated 具体原理及设计仿真方案在这里不再赘述[19]。在ADS仿真的基础上设计了两种 封装形式（90°及180°）的窄脉冲信号发生器的电路，分别如图2和图3所示。 选用超宽带合成扫频信号发生器AV148作为激励信号源，经功率放大器保证输入

宽带DDS设计与实现

宽带DDS设计与实现 安涛;石远东;郑继刚 【摘要】介绍了直接数字合成器（DDS）原理。针对传统DDS工作频率低,瞬时带宽窄,杂散大等缺点,讨论了基于现场可编程门阵列（FPGA）的并行处理技术设计宽带DDS,利用高速数/模转换器（DAC）和大规模现场可编程门阵列（FPGA）实现了宽带DDS模块的设计,在宽带干扰机、宽带雷达信号波型产生器设计等领域具有广泛的应用前景。%This paper introduces the principle of direct digital synthesizer（DDS）,aiming at the disadvantages such as the low operating frequency,narrow instantaneous bandwidth,large clutter,etc.,discusses to design wide-band DDS based on the parallel processing technique of field programmable gate array（FPGA）,uses fast digital/analog converter and large-scale FPGA to realize the design of wide-band DDS module,which has expand application foreground in domains such as wide-band jammer,wide-band radar signal waveform generator design,etc.. 【期刊名称】《舰船电子对抗》 【年(卷),期】2012(035)004 【总页数】4页(P105-107,120) 【关键词】宽带直接数字合成器;并行处理;宽带干扰机;宽带雷达信号波型 【作者】安涛;石远东;郑继刚 【作者单位】船舶重工集团公司723所,扬州225001;船舶重工集团公司723所,扬州225001;船舶重工集团公司723所,扬州225001

毫米波雷达远程测量技术研究

毫米波雷达远程测量技术研究 摘要：为进一步提升对风电项目相关参数的精准测量水平，在本次研究中，设计并搭建了一套K波段毫米波雷达，通过对其相关功能模块的设计，以实现其远程测量技术的应用。在该毫米波雷达实际性能测试的过程中发现，其在运行效率和数据采集精确度方面与既有设备相比并无明显差异，证明该器件的设计取得了初步成功，预计在今后的相关领域具有潜在的应用价值。 关键词：毫米波雷达；远程测量技术；风电；参数 前言：近年来，在风电技术不断发展的大背景下，各地区风电机组建设仍在不断推进。在风电机组的实际运行过程中，为确保机组发电性能始终处于较高水平，对风电相关参数进行准确测量则是一项不容忽视的内容。为实现上述目标，首要的任务则是对风电系统周边区域的风量进行测量，应用毫米波雷达远程测量技术则具有相对更高的可行性，可基于此展开更为深入的探究。 1毫米波雷达整体架构设计 结合本次将毫米波雷达应用于风电项目相关参数测定的实际需要，在本次设计中，采用零中频接收机架构作为毫米波雷达设计及技术应用的技术架构。这种架构相较于传统的超外差架构而言，免去了多次变频的复杂情况，可将接收信号直接变频到基带。同时，零中频接收机不需要考虑镜像信号。因此不需要设计复杂的镜像抑制滤波器，只需结构简单的低通滤波器滤除带外杂散信号以及高次谐波信号即可[1-2]。 在此基础上，为进一步消除可能存在的原始信号上、下边带的相互混叠，因此采用IQ解调方式避免上述问题。另一方面，考虑到风电测量的实际需求，在工作频段上，研究人员选择K波段（24GHz）作为探测频段，以总体上实现对地表上空一定距离范围内三维风场的实时探测[3-4]。由此，进一步对测风雷达整体架构进行设计。

参数灵活配置的通用雷达捷变频源设计

参数灵活配置的通用雷达捷变频源设计 付钱华;易淼 【摘要】A general radar frequency synthesizer scheme is designed in this paper,which supports tone frequency,linear frequency modulation and frequency agility.The double DDS are used for overco-ming the defect of single DDS not supporting frequency agility and linear frequency modulation at the same time.The interference problem was solved between the two DDS through effective frequency plan-ning,while good performance on phase noise and spurious is achieved.The time,bandwidth,slope of linear frequency modulation and the Doppler frequency shift can be configured flexibly in large range and small step.The whole part is modularized suitable for extending to different frequency bands and modes of the frequency synthesizers of Doppler radars and their target simulators.A expansion scheme of milli-meter wave band is given.The experimental results show that the output frequency range is 725 ~ 775 MHz,the center and hopping frequency can be set by the 50 Hz step,and the resolution of Doppler fre-quency is 1 Hz.The slope of linear frequency modulation signal can be set to be positive or negative,the time of linearly frequency modulated can be set in the range of 4~4 000μs,and its minimal step is 4 ns. The bandwidth of linear frequency modulation can be set in the range of 100 kHz~40 MHz,and its mini-mal step is 5 Hz,the hopping time is less than 890 ns.%设计了一种支持点频、脉内线性调频、频率捷变的雷达通用型频率源方案。利用双 DDS 克服了单 DDS 无法同时兼顾频率捷