一种宽范围信号发生器装置的制作方法

1.本技术涉及瞬时日差测量领域，具体涉及一种宽范围信号发生器装置。


背景技术：

2.目前凡是产生测试信号的仪器，统称为信号源。也称为信号发生器，它用于产生被测电路所需特定参数的电测试信号。在测试、研究或调整电子电路及设备时，为测定电路的一些电参量，如测量频率响应、噪声系数，为电压表定度等，都要求提供符合所定技术条件的电信号，以模拟在实际工作中使用的待测设备的激励信号。当要求进行系统的稳态特性测量时，需使用振幅、频率已知的正弦信号源。当测试系统的瞬态特性时，又需使用前沿时间、脉冲宽度和重复周期已知的矩形脉冲源。并且要求信号源输出信号的参数，如频率、波形、输出电压或功率等，能在一定范围内进行精确调整，有很好的稳定性，有输出指示。信号源可以根据输出波形的不同，划分为正弦波信号发生器、矩形脉冲信号发生器、函数信号发生器和随机信号发生器等四大类。正弦信号是使用最广泛的测试信号。这是因为产生正弦信号的方法比较简单，而且用正弦信号测量比较方便。正弦信号源又可以根据工作频率范围的不同划分为若干种。
3.参照图3，通用计数器的测量中，有一项灵敏度的测试，需要将信号发生器的输出信号连接通用计数器的测量端和功率表。
4.参照下表，信号发生器频率调至下表所列各频率点，各点输出电平从10mv逐渐增加，直到被检通用计数器正常工作且读数稳定、准确位置，此时合成信号发生器输出电平即为该检定点的输入灵敏度；当采用功率计测量输出电平时，则以其显示值为该检定点的输入灵敏度。
[0005][0006]
当前的信号发生器，一般能满足低频，高频就满足不了，或者功率不能稳定，需要通过功率计来测量实际功率。
[0007]
如果有能够输出范围合适，功率设置准确的信号发生器来产生源，那么就能快速测试，快速校准，大大提高了效率，降低了成本。因此需要有通过一台设备来测试通用计数器的装置。


技术实现要素：

[0008]
本技术公开了一种宽范围信号发生器装置，目的在于通过接口电路的优化，可输出极低幅值的频率信号，使用dds和pll方法，输出频率低可到10uhz，高可达30ghz，通过网
络或者串口能够程控输出信号的频率和幅度，提高测量通用计数器的效率，降低了测试成本。
[0009]
为了解决以上问题，本技术采取以下技术方案：一种宽范围信号发生器装置，接口电路、dds低频模块、pll高频模块、时钟模块、液晶显示模块、fpga和微处理器；所述接口电路与dds低频模块连接，且所述接口电路模块与所述pll高频模块连接，所述dds低频模块和所述pll高频模块均分频连到fpga的i/o端口，所述时钟模块连接到fpga的时钟信号输入端，fpga连接有用于处理信息的微处理器，微处理器还与液晶显示模块相连。
[0010]
优选地，fpga与所述微处理器的连接采用spi总线，液晶显示模块与所述微处理器的连接采用spi总线。
[0011]
优选地，微处理器采用arm处理器。
[0012]
优选地，arm处理器选取的型号为stm32f407vet6。
[0013]
优选地，时钟模块采用3627封装的高精度恒温晶振。
[0014]
优选地，液晶显示模块包括7寸液晶显示屏和按键。
[0015]
优选地，fpga的型号选取为ep4ce6e22c8。
[0016]
与现有技术相比，本技术的有益效果如下：
[0017]
本技术通过接口电路的优化，可输出极低幅值的频率信号，使用 dds和pll方法，输出频率低可到10uhz，高可达30ghz，通过网络或者串口能够程控输出信号的频率和幅度，液晶也可直接进行操作，方便便捷，提高测量通用计数器的效率，降低了测试成本。
附图说明
[0018]
图1为本技术的整体结构示意图。
[0019]
图2为本技术中用户操作系统图。
[0020]
图3为本技术背景技术附图。
[0021]
附图标记：1、接口电路；2、dds低频模块；3、pll高频模块； 4、fpga；5、时钟模块；6、微处理器；7、网络控制模块；8、液晶显示模块。
具体实施方式
[0022]
下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。
[0023]
本技术公开了一种宽范围信号发生器装置，其结构如图1所示，包括接口电路1、dds低频模块2、pll高频模块3、时钟模块5、液晶显示模块8、fpga4和微处理器6。时钟模块5连接到fpga4的i/o 端口，dds低频模块2、pll高频模块3分别与fpga4相连，且fpga4 与微处理器6相连，微处理器6还与液晶显示模块8相连。
[0024]
其中，在本实施例中，微处理器6优选采用arm处理器，arm处理器选取的型号为stm32f407vet6；时钟模块5采用3627封装的高精度恒温晶振，具有较高的短期稳定度，体积小巧，功耗比较低，配合fpga4可以实现高精度低抖动频率信号输出给dds低频模块2和 pll高频模块3；液晶显示模块8包括7寸液晶显示屏和编码器旋钮按键，用户可以直接通过液晶
操作，也可以通过按键进行操作控制； fpga4的型号选取为ep4ce6e22c8。
[0025]
arm处理器的工作流程如下：
[0026]
arm处理器首先进行自身的初始化，进行时钟配置、gpio口模式配置、外部中断配置、spi配置等等操作；arm处理器等待液晶显示模块8发送开始测量命令，一旦接收到开始命令，系统便通过spi 总线对fpga4和液晶显示模块8进行配置；接着主程序进入主循环进行数据处理，在主循环中检查结束命令，一旦液晶显示模块8向arm 处理器发送了配置信息，就进行处理；控制fpga4，控制dds低频模块2或者pll高频模块3。
[0027]
用户操作的工作流程如下：
[0028]
如图2所示，液晶触屏操作或网络发送命令操作或串口上位机操作设置频率和幅度，arm处理器接收到命令，判断频率是否大于 400mhz，400mhz以上配置pll高频模块3，400mhz以下配置dds低频模块2。相应的幅度通过自动控制放大器，检测器来完成最终幅度的反馈输出。然后通过接口电路1输出出去。
[0029]
本技术工作原理如下：
[0030]
fpga4模块主要对输入的高精度恒温晶振的时钟信号进行pll 倍频，一般选择的作为时钟模块5的高精度恒温晶振的频率为 10mhz，本装置选用的是短期稳定度好的恒温晶振，通过fpga4产生相应的时标信号给dds低频模块2和ppl高频模块。作为微处理器6 的arm处理器是这个测量系统的数据处理和控制中心，主要负责 fpga4的配置，完成对dds低频模块2和pll高频模块3的控制，客户通过网络或者串口或者液晶屏幕操作，选择输出的信号频率，幅度。微处理器6控制dds低频模块2或者pll高频模块3产生相应的信号。
[0031]
需要说明的是，在本文中，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。
[0032]
尽管已经示出和描述了本技术的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本技术的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本技术的范围由所附权利要求及其等同物限定。