高頻信號發生器自動校準系統

唐高陽

(國家新聞出版廣電總局九一六臺，青海格爾木，816099)

高頻信號發生器自動校準系統

唐高陽

(國家新聞出版廣電總局九一六臺，青海格爾木，816099)

高頻信號發生器是目前對廣播等行業進行電磁波模擬的一個重要儀器，為了能夠更加準確的模擬出復雜的電磁波環境。高頻信號發生器系統自動校準的研發也就勢在必行。以集成電路為技術核心，融合計算機編程技術和電磁波測量系統等設備，搭建出一個能夠進行電磁波測量工作的硬件平臺，再連接上能夠改變高頻信號發生器頻率和波段的設備?；谟布脚_對其進行相關的程序和軟件開發，最終形成能夠進行人工設定并自我校準的高頻信號發生器自動校準系統。

高頻信號；中波短波；射頻抗干擾

1 高頻信號發生器的工作原理

1.1 高頻信號發生器

高頻信號發生器一般是指100千赫—30兆赫的高頻、30千赫—300兆赫的甚高頻信號發生器，一般采用電阻電容調諧式振蕩器作為主要構成，頻率通常在振蕩器的表盤中顯示。主要用途是對各種接收機的技術指標進行測定。輸出信號的調幅或調頻由內部或外加低頻正弦信號實現，此時的輸出載頻電壓便能夠衰減到1微伏以下。電子高頻信號發生器能夠準確獨處輸出信號的類型、大小和所加振幅并顯示在電表上。

高頻信號發生器目前主要可以對電視機、錄音機、收音機等家用電器的元件性能進行測試，對于收音機中、短波段頻率范圍進行調整，還能測試晶體管放大器的頻帶，對收音機選頻網絡中的中頻信號進行調試，還可以觀察電感、電容器的高頻特性。

1.2 高頻信號發生器的工作原理

高頻信號發生器一般分為主振級、調制級、輸出級和緩沖級這幾部分組成。而高頻信號發生器通常的作用是模擬出相應接收設備能夠進行接收的各種高頻模擬信號，而調節的信號主要是以電磁波的形式存在，信號頻率范圍廣、振幅波動區域大。高頻信號發生器主要的技術參數包括：頻率精準度的頻率參數、電平準確度的幅度參數、剩余調幅和剩余調頻、諧波、單邊帶相位噪聲以及調制參數。其中調制參數包括調幅準確度及伴隨調頻，頻偏準確度以及伴隨調幅，調制解調失真等。

2 高頻信號自動校準系統的介紹

2.1 自動校準系統的主要構成

此系統的組成結構是基于硬件設備搭建出一個平臺，基于此平臺進行軟件開發。將GPIB接口及電纜、GPIB轉換器和計算機等硬件設備共同協作，組成硬件平臺，并給予該平臺，進行自動校準系統程序與軟件的開發。由于高頻信號范圍較廣，高頻信號發生器的規格也多種多樣?？梢愿鶕暗慕涷瀸⒏哳l信號發生器信號分為三類：英國馬可尼公司2023B系列；美國落得與施瓦茨公司的SML01/02/03系列；安捷倫公司的8648A/B/C/D系列。

在整個軟件的開發過程中，基于硬件設施進行相關系統和軟件的開發，通過設備通信控制和處理、輸入的功能，以及用戶操作使用中對于界面和處理方式的要求。進行整個軟件的開發和程序的編寫。通信設備控制和數據采集部分主要由與計算機相連的測試儀器通過GPIB轉換卡開發出關于通信方面的相關模塊，設置滿足正常工作的各項參數，獲取相關電波的數據。數據獲得后，通過對數據進行不同設備間的轉換，利用算法轉換出針對高頻信號特點的數值，采用指令方式實現對原始記錄的調用和讀取。最后是對用戶界面部分的設計，根據使用功能，和人機交互的原則，盡可能簡化用戶界面，同時還要體現出對各種操作的控制和對儀器的調整，并且根據完成的多項工作，最終輸出系統對于電波的獲取數據和校準過程。

2.2 校準系統的工作原理

上述的數據工作完成后，還需要進行一定程度參數的調整，才能確保系統的準確性。

校準工作是通過物理時間標準的儀器設進行的，通過將物理上的時間頻率標準設備接入到硬件平臺上。在平臺的數字顯示器上顯示出在精準的時間范圍內發出的電磁波的各項數據，以及硬件平臺能夠對其造成的影響，以此來調整儀器對發出模擬電波的精準度。

軟件則可以調整監測儀器使其與電波頻率發生共振，通過這種方式實現對此頻點電波信號功率的測量，這個過程均可通過編寫的程序來完成，通過系統自動的操作，準確模擬出頻點信號的功率及頻率，較小人工操作的失誤。需要注意的是，在進行測量工作之前，需要對接受機等接受設備進行事前校準，減少誤差的發生。

3 收音機等廣播器材中的應用

此類信號發生裝置能夠對廣播行業中高頻載波信號進行很好地模擬，根據模擬的結果實現對收音機等設備的調試。在進行調試的過程中，高頻型號發生器的自動校準系統可以通過控制高頻發生器產生的頻率，完成對廣播行業中，中波（525—1605kHz）和短波（3500—18000kHz）以及國際標準頻段（88—108MHz）的模擬，將人們對于收音機等相關高頻載波設備進行調整，對中波、短波等各個波段的信號進行模擬，也方便了人們對于射頻抗干擾技術的研究。

4 基于不同技術層面的高頻信號發生器自動校準系統的研發

高頻信號發生器由于在廣播、無線電、生物、工業等領域有著良好的發展前景，為了能夠更加準確地進行工作，研究人員也在不斷地開發高頻信號發生器的自動校準系統，以求能夠更加直觀和便利地利用高頻信號發射器模擬出有針對性的，復雜的電磁波。

4.1 基于VEE開發出的相關高頻信號模擬裝置

VEE是安捷倫公司近年來為測試程序開發者提供的一種高效、簡便易用的圖形化編程環境。VEE直觀地簡化了開發測試系統需要的工作,可以完成連接儀器、測試、分析結果并生成報表等工作,所有這些都是在一個開放的、標準的、友好的圖形化編程環境中實現的?；赩EE編程軟件的特點,開發了信號發生器自動校準系統。系統利用VEE編程軟件實現了計算機對測量接收機系統和信號發生器的同時控制,用自動化測試取代了手動測試,很大程度上提高了工作效率,減小了人為誤差。

4.2 基于LabVIEW的信號發生器自動校準系統

LabVIEW是美國NI公司推出的虛擬儀器開發平臺軟件,它們能夠以其直觀簡便的編程方式、眾多的源碼級的設備驅動程序、多種多樣的分析和表達功能支持,為用戶快捷地構筑自己在實際生產中所需要的儀器系統創造了基礎條件。基于LabVIEW編程軟件的特點,信號發生器自動校準系統。系統利用LabVIEW編程軟件實現計算機對信號接收機及信號發生器的同時控制,用自動化測試取代了傳統的手動測試,減少了測試上的人為誤差,提高了測試速度。

[1]吳誠,魏開利,王翠娟,等.一種信號發生器自動校準系統:,CN104833936A[P].2015.

[2]賴樹明,楊卓鑫,張麗娟,等.一種新型數字高頻信號發生器的研制[J].數字技術與應用,2015(2)

Automatic calibration system for high frequency signal generator

Tang Gaoyang
（State Press and Publication Administration of radio 916，Golmud Qinghai，816099）

high frequency signal generator is an important instrument for electromagnetic wave simulation in broadcasting industry. The high frequency signal generator system for automatic calibration is imperative.With the integrated circuit as the core technology, integration of computer programming technology and electromagnetic wave measurement system and other equipment, to build a hardware platform of the electromagnetic wave measurement, then connect to change the high frequency signal generator frequency and band equipment. Based on the hardware platform to carry out the relevant procedures and software development, and ultimately the formation of self calibration and self calibration of high frequency signal generator automatic calibration system.

high frequency signal; short wave; radio frequency interference