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申请/专利权人：成都前锋电子仪器有限责任公司

摘要：本发明公开了一种宽带FM信号源，所述包括音频产生电路、第一模数转换器、模拟开关、第二模数转换器、内调制电路FPGA、外调制电路、输出电路；所述音频产生电路由其中的现场可编程门阵列产生音频数字信号，然后音频数字信号通过所述第二模数转换器转换成音频信号，所述音频信号第一模数转换器、模拟开关后被第二模数转换器采样输出至内调制电路；所述外调制电路通过并行端口与内调制电路连接，并向内调制电路输出一个频率调制信号DDS频率调制信号，所述频率调制信号与所述音频数字信号相加，以此通过并口调制的方式产生调频信号。本发明采用DDS与FPGA并口调制的方式生成一种宽带调频信号源，性能优良，具有较强的实用性。

主权项：1.一种产生宽带FM信号源的电路，其特征在于，包括音频产生电路、第一模数转换器、模拟开关、第二模数转换器、内调制电路、外调制电路、输出电路；所述音频产生电路包括现场可编程门阵列、第一数模转换器、滤波子电路、幅度控制子电路、放大子电路，所述现场可编程门阵列根据SPI信号产生第一音频数字信号，所述第一音频数字信号通过第一数模转换器转换成音频信号，所述音频信号再通过滤波子电路、幅度控制子电路、放大子电路处理后输出至第一模数转换器；所述音频信号经由第一模数转换器输出至模拟开关，通过模拟开关进入第二模数转换器，第二模数转换器对所述音频信号进行采样得到音频数字信号，第二模数转换器将得到的音频数字信号送入内调制电路；所述外调制电路通过并行端口与内调制电路连接，并向内调制电路输出一个频率调制信号，以与所述送入内调制电路的音频数字信号相加，从而通过并口调制的方式产生调频信号，所述调频信号通过内调制电路相应的输出端口输出至所述输出电路进行输出；所述输出至所述输出电路进行输出包括将来自于内调制电路的200MHz～6GHz调频信号，在输出电路中经过预电平ALC控制，通过开关切换分为低端频率和高端频率两路通路，在通路上经过外差混频、滤波、放大、自动电平控制、调幅和功率放大产生后经过射频开关切换合成9kHz～6GHz的信号，最后送到程控衰减器，经过程控衰减后输出到相应的调频信号端口进行输出；所述内调制电路由一片FPGA芯片实现，其串行输入端与所述第二模数转换器其第12-19、22-27端对应连接，以接收所述音频数字信号；其并行输入端与所述外调制电路连接，以接收所述频率调制信号；所述外调制电路包括：直接数字频率合成器、环路积分器；所述直接数字频率合成器型号为AD9914，其28-31端口为调制功能端口，所述调制信号由对所述调制功能端口进行配置所得。

全文数据：一种宽带FM信号源技术领域本发明涉及一种仪表着陆系统，尤其涉及一种宽带FM信号源。背景技术仪表着陆系统InstrumentLandingSystem,ILS又译为仪器降落系统，盲降系统，是应用最为广泛的飞机精密进近和着陆引导系统，包括航向信标LOC系统、下滑信标GS系统、指点信标MB系统三部分。它的作用是由地面发射的两束无线电信号实现航向道和下滑道指引，建立一条由跑道指向空中的虚拟下滑线，飞机通过机载接收设备，确定自身与该路径的相对位置，使飞机沿正确方向飞向跑道并且平稳下降，最终实现安全着陆。那么，如何提高地面发射信号的精确度和稳定性是重要的研究方向。在仪表着陆系统中，调频信号FM信号、射频信号共用一个系统，通常调频信号的频率较小，而射频信号的频率较大，为了保证射频信号的质量，会导致系统产生的FM信号质量较低。并且系统中通常采用单向调制的方式产生FM信号，这样单向调制产生的FM信号性能较差，实用性不强。发明内容本发明的目的之一至少在于，针对如何克服上述现有技术存在的问题，提供一种宽带FM信号源的产生方式，能够产生性能优良、实用性较强的FM信号。为了实现上述目的，本发明采用的技术方案包括以下各方面。一种宽带FM信号源，包括音频产生电路、第一模数转换器、模拟开关、第二模数转换器、内调制电路、外调制电路、输出电路；所述音频产生电路包括现场可编程门阵列、第一数模转换器、滤波子电路、幅度控制子电路、放大子电路，所述现场可编程门阵列根据SPI信号产生第一音频数字信号，所述第一音频数字信号通过第一数模转换器转换成音频信号，所述音频信号再通过滤波子电路、幅度控制子电路、放大子电路处理后输出至第一模数转换器；音频信号经由第一数模转换器输出至模拟开关，通过模拟开关进入第二模数转换器，第二模数转换器对所述音频信号进行采样得到音频数字信号，第二模数转换器将得到的音频数字信号送入内调制电路；所述外调制电路通过并行端口与内调制电路连接，并向内调制电路输出一个频率调制信号，以与所述送入内调制电路的音频数字信号相加，从而通过并口调制的方式产生调频信号，所述调频信号通过内调制电路相应的输出端口输出至所述输出电路进行输出。优选的，所述宽带FM信号源中，所述第二模数转换器为一个14字节的模数转换器，其第一端口与所述模拟开关连接，以采样所述音频信号，并采样得到所述音频数字信号；其第12-19、22-27端口与所述内调制电路连接，以向所述内调制电路输出所述音频数字信号。优选的，所述宽带FM信号源中，所述内调制电路由一片FPGA芯片实现，其串行输入端与所述第二模数转换器其第12-19、22-27端对应连接，以接收所述音频数字信号；其并行输入端与所述内调制电路连接，以接收所述调制信号。优选的，所述宽带FM信号源中，所述外调制电路包括：直接数字频率合成器、环路积分器。优选的，所述宽带FM信号源中，所述直接数字频率合成器型号为AD9914，其28-31端口为调制功能端口，所述调制信号由对所述调制功能端口进行配置所得。优选的，所述的宽带FM信号源中，所述环路积分器由第17电阻、第19电阻、第51电容、第52电容组成；其中，第51电容输入端与所述直接数字频率合成器的第一滤波输出端口相连，输出端与所述第17电阻输入端相连，所述第17电阻的输出端与第19电阻的输入端相连；所述第51电容输入端与直接数字频率合成器的第一滤波输出端口相连，输出端与第19电阻的输入端相连，所述第19电阻的输入端还连接到直接数字频率合成器的第二滤波输出端口，以对所述直接数字频率合成器进行滤波输出。综上所述，由于采用了上述技术方案，本发明至少具有以下有益效果：通过采用外调制电路中的DDS频率调制信号与内调制电路FPGA并口调制的方式生成一种宽带调频信号源，性能优良，具有较强的实用性。附图说明图1是根据本发明示例性实施例的宽带FM信号源原理图；图2是根据本发明示例性实施例的音频产生电路结构示意图；图3是根据本发明示例性实施例的音频信号传输电路包括第一模数转换器、模拟开关结构示意图；图4是根据本发明示例性实施例的外调制与内调制电路结构示意图。具体实施方式下面结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明，以使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。图1示出了根据本发明示例性实施例的一种宽带FM信号源电路原理图，所述信号源电路包括音频产生电路、第一模数转换器、模拟开关、第二模数转换器、内调制电路、外调制电路、输出电路。如图2所示，如图2所示，所述音频产生电路包括现场可编程门阵列、第一数模转换器、滤波子电路、幅度控制子电路、放大子电路。现场可编程门阵列FPGA芯片D8接收由数字接口CPLD芯片D18以SPI一种通讯接口形式转发的相关波形数据后通过查表产生相应波形信息输出至14位的DA转换器第三数模转换器N703产生音频数字信号，再通过滤波电路图2中N705、N707构成的低通滤波电路、幅度控制电路、放大电路图中N704、N706构成的运算放大电路后输出至第一模数转换器图3中的D13。如图3所示，从音频产生电路输出的音频信号经由第一模数转换器输出至模拟开关ADG1421图3中D14，通过所述模拟开关进入第二模数转换器图4中的N3。进一步的，采用并口调制的方式对所述音频数字信号进行调制产生调频信号。所述并口调制的方式，包括一个外调制电路和一个内调制电路。如图4所示，所述第二模数转换器为一个14字节的模数转换器，其第一端口与所述模拟开关连接，以采样所述音频信号，并采样得到所述音频数字信号；其第12-19、22-27端口与所述内调制电路连接，以向所述内调制电路输出所述音频数字信号。所述内调制电路为一片FPGA现场可编程门阵列芯片图4中D15，其串行输入端与所述第二模数转换器其第12-19、22-27端对应连接，以接收所述音频数字信号；其并行输入端与所述内调制电路连接，以接收所述调制信号。所述外调制电路包括一个直接数字频率合成器图中的D1、环路积分器等，第五十一电容C51、第五十二电容C52、第十七电阻R17及其它相连接的阻容元件构成环路积分器。其中，第51电容输入端与所述直接数字频率合成器的第一滤波输出端口REF端口相连，输出端与所述第17电阻输入端相连，所述第17电阻的输出端与第19电阻的输入端相连；所述第51电容输入端与直接数字频率合成器的第一滤波输出端口相连，输出端与第19电阻的输入端相连，所述第19电阻的输入端还连接到直接数字频率合成器的第二滤波输出端口LooP_Fiter端口，以对所述直接数字频率合成器进行滤波输出。所述直接数字频率合成器型号为AD9914是一款带12位DAC的直接数字频率合成器DDS。能产生高达1.4GHz的频率信号。AD9914具有跳频和精密调谐分辨率的功能。频率调谐和控制字通过串行或并行IO端口载入AD9914，可产生频率、相位或幅度的线性扫描波形。AD9914包含一个高速32位并行数据输入端口，可支持相位、频率和幅度调谐字的快速编程，实现调幅、调频、调相信号的产生。将所述AD9914置于外调制模式，即对AD9914的外调制功能端口28～31脚进行配置，以生成一个频率调制信号，所述频率调制信号的控制参数由AD9914的32位并行数据输入端口提供，并且对AD9914的外调制功能端口进行不同的配置可以生成对应的调频或者调相信号。所述外调制电路通过并行端口与内调制电路连接，以向内调制电路中输出所述频率调制信号。所述并口调制信号产生的具体过程为：从音频产生电路输出的音频信号经由第一模数转换器图3中D13输出至模拟开关ADG1421图3中D14，通过所述模拟开关进入第二模数转换器图4中的N3，模拟开关传输来的音频信号从第二模数转换器的1端口输入。第二模数转换器对所述音频信号进行采样得到音频数字信号，第二模数转换器将采样得到的音频数字信号送入内调制电路。所述音频数字信号与外调制电路输出的频率调制信号在内调制电路的FPGA芯片中相加，由此通过并口调制的方式产生调频信号。所述调频信号通过内调制电路相应的输出端口输出至所述输出电路进行输出，由此得到所述宽带FM信号。具体的，所述输出电路包括输出电路包括：预电平ALC电路包括衰减器、放大器和第一检波电路，第一增益调节放大电路，第二增益调节放大电路，低通滤波器组，第一调制器，第二调制器，第一放大器，第二放大器，第一功分器，第二功分器，载波电平ALC环路，第一射频开关，第二射频开关，第三射频开关，第一模拟开关，第二模拟开关，单刀双掷开关，参考电压产生电路，音频信号调理电路。所述内调制信号输出的调频信号经过预电平ALC电路处理后，进入第一射频开关，开关切换分为高频信号和低频信号，高频信号进入第一增益调节放大电路，低频信号进入第二增益调节放大电路，然后两种信号通过第二射频开关进入低通滤波器组，滤波后的各路信号通过第三射频开关又分为高频信号和低频信号，高频信号依次进入第一调制器、第一放大器、第一功分器，低频信号依次进入第二调制器、第二放大器、第二功分器，然后两种信号通过单刀双掷开关在同一个输出端口进行输出；其中，第一功分器的第二输出端和第二功分器的第二输出端通过第二模拟开关连接载波电平ALC环路，载波电平ALC环路根据所述参考电压产生电路的输出和所述音频信号调理电路的输出产生的反馈控制信号进入第一模拟开关分为高频的反馈控制信号和低频的反馈控制信号，分别反馈控制第一调制器和第二调制器。来自于内调制电路的200MHz～6GHz调频信号，在输出电路中经过预电平ALC控制，通过开关切换分为低端频率和高端频率两路通路，在通路上经过外差混频、滤波、放大、自动电平控制、调幅和功率放大产生后经过射频开关切换合成9kHz～6GHz的信号，最后送到程控衰减器，经过程控衰减后输出到相应的调频信号端口进行输出。上述实施例中，通过采用外调制电路中的DDS频率调制信号与内调制电路FPGA并口调制的方式，能够生成一种性能优良，具有较强的实用性的宽带调频信号源。以上所述，仅为本发明具体实施方式的详细说明，而非对本发明的限制。相关技术领域的技术人员在不脱离本发明的原则和范围的情况下，做出的各种替换、变型以及改进均应包含在本发明的保护范围之内。

权利要求：1.一种宽带FM信号源，其特征在于，包括音频产生电路、第一模数转换器、模拟开关、第二模数转换器、内调制电路、外调制电路、输出电路；所述音频产生电路包括现场可编程门阵列、第一数模转换器、滤波子电路、幅度控制子电路、放大子电路，所述现场可编程门阵列根据SPI信号产生第一音频数字信号，所述第一音频数字信号通过第一数模转换器转换成音频信号，所述音频信号再通过滤波子电路、幅度控制子电路、放大子电路处理后输出至第一模数转换器；所述音频信号经由第一模数转换器输出至模拟开关，通过模拟开关进入第二模数转换器，第二模数转换器对所述音频信号进行采样得到音频数字信号，第二模数转换器将得到的音频数字信号送入内调制电路；所述外调制电路通过并行端口与内调制电路连接，并向内调制电路输出一个频率调制信号，以与所述送入内调制电路的音频数字信号相加，从而通过并口调制的方式产生调频信号，所述调频信号通过内调制电路相应的输出端口输出至所述输出电路进行输出。2.根据权利要求1所述的宽带FM信号源，其特征在于，所述第二模数转换器为一个14字节的模数转换器，其第一端口与所述模拟开关连接，以采样所述音频信号，并采样得到所述音频数字信号；其第12-19、22-27端口与所述内调制电路连接，以向所述内调制电路输出所述音频数字信号。3.如权利要求2所述的宽带FM信号源，其特征在于，所述内调制电路由一片FPGA芯片实现，其串行输入端与所述第二模数转换器其第12-19、22-27端对应连接，以接收所述音频数字信号；其并行输入端与所述内调制电路连接，以接收所述调制信号。4.如权利要求1所述的宽带FM信号源，其特征在于，所述外调制电路包括：直接数字频率合成器、环路积分器。5.如权利要求4所述的宽带FM信号源，其特征在于，所述直接数字频率合成器型号为AD9914，其28-31端口为调制功能端口，所述调制信号由对所述调制功能端口进行配置所得。6.如权利要求5所述的宽带FM信号源，其特征在于，所述环路积分器由第17电阻、第19电阻、第51电容、第52电容组成；其中，第51电容输入端与所述直接数字频率合成器的第一滤波输出端口相连，输出端与所述第17电阻输入端相连，所述第17电阻的输出端与第19电阻的输入端相连；所述第51电容输入端与直接数字频率合成器的第一滤波输出端口相连，输出端与第19电阻的输入端相连，所述第19电阻的输入端还连接到直接数字频率合成器的第二滤波输出端口，以对所述直接数字频率合成器进行滤波输出。

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