数字信号发生器的校准技术

　　关键词：数字(矢量)信号;数字信号发生器校准方法

　　一.引言

　　数字化革命给人类社会带来了巨大影响，数字化产品大量涌现，井渗透到几乎每个领域，数字通信产品就是其巾发展最快的一种产品。由于数字通信具有容量人，抗干扰能力强、通信质量不受距离影响、适应各种通信业务要求.便于采用大胤模集成电路、保密性强和更易实现通信【圳计算机管理等优点，现正逐步取代模拟通信，成为现代军用通信网和军用信息基础设施(信息l岛速公路)主要的通信方式。数字信号发生器就是随着数字通信技术的发展而出现的一种新型电子测量仪器，它不仪具有普通模拟射频信号发生器的功能.还内建了I/Q调制器，可以产生符合DEcT、GsM、NAI兄、P优、PHs、TETRA、cDMA等通讯标准甚至蓝牙=技术标准的数字信号，因此对数字信号发生器的校准除了常规的校准项目外，还需要针对其数字调制信号部分进行测试

　　二、数宇偏码解码对仪器技术指标的影响数字信号是指数字编码信号以特定的格式调制高频载频而产生的(数字)调制信号。数字信号的格式种类繁多，常用的i周制方式有：BPsK，QPsK，sPsK，16QAM，256QAM，9PRs，81PRs等。不同的通信制式采用不同的调制方式。常见的数字通信制式有：cDMA，wCDMA，GsM，NADc等，另外还有数字视频，数字音频广播。除调制方式外，数字信号发生器的其它技术参数与合成信号发生器相同。研究编码解码在数字信号测量过程中对仪器技术指标的影响还需从分析编码解码的基本原理人手。编码的过程，也就是模/数转换的过程，是将模拟信号编码，使其产生数字代码的一系列符号，其最大特征是把连续的输入信譬变换为在时问域和振幅域上都离散的量，然后再把它变换为代码进行传输，通过抽样、量化、编码三个步骤完成，其功能是完成模一数转换，实现连续消息数字化。编码有多种方式，最常J{_的是脉冲编码方式，其优点是抗卡扰性强，失真小，传输特性稳定，远距离再生中继时噪声不累积，而且可以采用有效编码、纠错码和保密码来提高通信系统的有效性、可靠性。住移动通信数宁化中.主要是模拟话音的数字化.采用低码率的数字语音编码，提高频带的利用率，同时采用较强纠错能力的编码技术，从而保证良好的通话质量。闰鑫山孝感学院物理与电子信息工程学院自￥码器是完成数模变换的邮件，通常义称为数模变换器，是编码的逆过程，也就是将数字信号再还原为模拟信号。编码解码在日前的通信中主要用于话音的调制过程，而住数字信号发生器这类仪器中，其载波n勺各项技术指标，如：频率、电、卜、谐波、相位噪声等，均是任关闭调制的情况下给出的。山于话音的编码解码在调制打开的情况下才有，所以编码解码对以上的各项技术指标均不会造成任何影响。对十数字调制各项技术指标，其编码解码对应于各种数字调制方式又是一一对应的，其本身就包含了编码解码的成份，故编码解码对数字调制各项技术指标的影响已住其一I·，在测量调制各项技术指标的时候，即可排除编码解码的凶素。由于编码解码的各种方式已经固化往1c里，它们是—一对应和己知的，目前GsM系统采用的话音编码规m0为脉冲激励长时预测(RPELTP)，编码和解码在目前通信中主要用于话音传输，这类仪器rl『'对话音的各项技术指标均L忽略。从以上的分析和了解可以得H{：编码解码对仪器载波和调制的备项技术指标无任何影响，也不会对测量值造成任何变化。

　　三、数字调制技术近年米，随着数字技术的发展，调制技术也从简单的模拟调幅(AM)和调频/漏相(FM/PM)发展到数字调制技术。数字调制是数字符号转换为与信道特性相匹配的波形过程，在通用术语中，数字调制也称为“键控”。数字调制包括止交相移键控(QPsK)、移频键控(FsK)、最小移键控(MsK)和正交调幅【QAM)。一个信号有幅度、相位或频率等三个特性随时间变化，相位和频率仅仅是从不同角度去观察或测量I司一信号的变化。幅度和相位能同时调制，也可以分别进行调制，但是要产生这种信号非常困难，而要刊其检洲就更加困难。因此，在实际系统中往往将信号分成另一种相互独泣的分量：I(吲相)和Q(正交)。这两个分最相互正交.且互不干扰。在数字通信中，调制通常用极座标图的直角表示I和Q，如下图所示。在极心标图巾，I轴在相位基准上，而Q轴在相位基准上逆向旋转90。。信号矢量在I程技术轴上的投影为1分最，在Q轴上投影为Q分量。数字惘制很容易用I/Q惆制器实现。大多数数字调制是在I/Q平面上将数据映像为许多离散的点，我们称这些点为“星座”点。当信号从一点移向另一点时，幅度调制和相位调制就同时完成了。若要用一个幅度调制器和一个相位调制器完成这种调制是困难且复杂的。用一个常规的相位调制器也是不可能的。从原理上讲，信号可能永远在一个方向上绕原点循环，因此需要无限的相移能力。采用I/Q调制器同时进行AM和PM是很容易的。I和q的控制信号是有界的，而无限的相位卷绕可以惜助对I和Q进行相应的移相来实现。数字调制信号的观察方法有眼图、星座图和格棚图。眼图以无限余辉方式显示1和Q的幅值相对干时间的轨迹，分别表示I和0的转换，并在符号判定时间形成“眼睛”，星座图硅永出在判定点的相位误差和幅度误差，能直接观察功率电平的变化和符号间干扰的情况。格栅图用来研究相位随着不同符号的转换情况。在诊断故障时，格栅图对于区分漏发，漏码或者寻找】/Q调制器和映射算法中的盲点十分有用。

　　四、数字信号发生器的校准方法目前国家或部门还没有颁布数字信号源的校准规范，由于它集中了频率、电平、调制等多个参量，而大数分参量国家已有相关校准规范，我们在参照相关校准规范及生产厂家的校准手册的基础上制定了校准方法，在校准方法中对数字信号源的主要项目的校准进行规定。1频率准确度的校准频率准确度是数字信号源的重要技术指标，其校准可参照¨G1811989高稳定晶体振荡器检定规程厦JjG1801978计数器品体振荡器检定规程进行。数字信号源置于无调制状态，调整数字信号源的输出电平，使频率计正常工作。频率计的显示位数应比技术指标要求的有效位多一位，以使读数末位一个字的误差可以忽略。合成频率准确度指的是合成频率与实际频率相一致的程度，它不包括品振的影响，而频率准确度则包括品振以及其它因素的影响。在合成频率准确度校准时，应把频率计的外参考输入接到被校仪器的品振输出。2电平准确度的校准披校数字信号源置于无调制状态，设置相应的载波频率和电’卜值。校准O20dBm电平时，删量接收机应设于宽带功率洲量状态或手动输入频率，否则功率敏感因子可能有误。校准0110(1Bm时，测量接收机设于调惜电平圃4最状态。3.内硝制准确度的校准。