數(shù)字信號發(fā)生器的校準(zhǔn)技術(shù)探討

　　數(shù)字化革命給人類社會帶來了巨大影響，數(shù)字化產(chǎn)品大量涌現(xiàn)，井滲透到幾乎每個領(lǐng)域，數(shù)字通信產(chǎn)品就是其巾發(fā)展最快的一種產(chǎn)品。由于數(shù)字通信具有容量人，抗干擾能力強、通信質(zhì)量不受距離影響、適應(yīng)各種通信業(yè)務(wù)要求。便于采用大胤模集成電路、保密性強和更易實現(xiàn)通信【圳計算機管理等優(yōu)點，現(xiàn)正逐步取代模擬通信，成為現(xiàn)代軍用通信網(wǎng)和軍用信息基礎(chǔ)設(shè)施（信息l島速公路）主要的通信方式。數(shù)字信號發(fā)生器就是隨著數(shù)字通信技術(shù)的發(fā)展而出現(xiàn)的一種新型電子測量儀器，它不儀具有普通模擬射頻信號發(fā)生器的功能。還內(nèi)建了I/Q調(diào)制器，可以產(chǎn)生符合DEcT、GsM、NAI兄、P優(yōu)、PHs、TETRA、cDMA等通訊標(biāo)準(zhǔn)甚至藍(lán)牙=技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的數(shù)字信號，因此對數(shù)字信號發(fā)生器的校準(zhǔn)除了常規(guī)的校準(zhǔn)項目外，還需要針對其數(shù)字調(diào)制信號部分進(jìn)行測試

　　二、數(shù)宇偏碼解碼對儀器技術(shù)指標(biāo)的影響

　　數(shù)字信號是指數(shù)字編碼信號以特定的格式調(diào)制高頻載頻而產(chǎn)生的（數(shù)字）調(diào)制信號。數(shù)字信號的格式種類繁多，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調(diào)制方式。常見的數(shù)字通信制式有：cDMA，wCDMA，GsM，NADc等，另外還有數(shù)字視頻，數(shù)字音頻廣播。除調(diào)制方式外，數(shù)字信號發(fā)生器的其它技術(shù)參數(shù)與合成信號發(fā)生器相同。研究編碼解碼在數(shù)字信號測量過程中對儀器技術(shù)指標(biāo)的影響還需從分析編碼解碼的基本原理人手。編碼的過程，也就是模/數(shù)轉(zhuǎn)換的過程，是將模擬信號編碼，使其產(chǎn)生數(shù)字代碼的一系列符號，其最大特征是把連續(xù)的輸入信譬變換為在時問域和振幅域上都離散的量，然后再把它變換為代碼進(jìn)行傳輸，通過抽樣、量化、編碼三個步驟完成，其功能是完成模一數(shù)轉(zhuǎn)換，實現(xiàn)連續(xù)消息數(shù)字化。編碼有多種方式，最常J{_的是脈沖編碼方式，其優(yōu)點是抗卡擾性強，失真小，傳輸特性穩(wěn)定，遠(yuǎn)距離再生中繼時噪聲不累積，而且可以采用有效編碼、糾錯碼和保密碼來提高通信系統(tǒng)的有效性、可靠性。住移動通信數(shù)寧化中。主要是模擬話音的數(shù)字化。采用低碼率的數(shù)字語音編碼，提高頻帶的利用率，同時采用較強糾錯能力的編碼技術(shù)，從而保證良好的通話質(zhì)量。閏鑫山孝感學(xué)院物理與電子信息工程學(xué)院自￥碼器是完成數(shù)模變換的郵件，通常義稱為數(shù)模變換器，是編碼的逆過程，也就是將數(shù)字信號再還原為模擬信號。編碼解碼在日前的通信中主要用于話音的調(diào)制過程，而住數(shù)字信號發(fā)生器這類儀器中，其載波n勺各項技術(shù)指標(biāo)，如：頻率、電、卜、諧波、相位噪聲等，均是任關(guān)閉調(diào)制的情況下給出的。山于話音的編碼解碼在調(diào)制打開的情況下才有，所以編碼解碼對以上的各項技術(shù)指標(biāo)均不會造成任何影響。對十?dāng)?shù)字調(diào)制各項技術(shù)指標(biāo)，其編碼解碼對應(yīng)于各種數(shù)字調(diào)制方式又是一一對應(yīng)的，其本身就包含了編碼解碼的成份，故編碼解碼對數(shù)字調(diào)制各項技術(shù)指標(biāo)的影響已住其一I·，在測量調(diào)制各項技術(shù)指標(biāo)的時候，即可排除編碼解碼的兇素。由于編碼解碼的各種方式已經(jīng)固化往1c里，它們是—一對應(yīng)和己知的，目前GsM系統(tǒng)采用的話音編碼規(guī)m0為脈沖激勵長時預(yù)測（RPELTP），編碼和解碼在目前通信中主要用于話音傳輸，這類儀器rl『‘對話音的各項技術(shù)指標(biāo)均L忽略。從以上的分析和了解可以得H{：編碼解碼對儀器載波和調(diào)制的備項技術(shù)指標(biāo)無任何影響，也不會對測量值造成任何變化。

三、數(shù)字調(diào)制技術(shù)

　　近年來，隨著數(shù)字技術(shù)的發(fā)展，調(diào)制技術(shù)也從簡單的模擬調(diào)幅（AM）和調(diào)頻/漏相（FM/PM）發(fā)展到數(shù)字調(diào)制技術(shù)。數(shù)字調(diào)制是數(shù)字符號轉(zhuǎn)換為與信道特性相匹配的波形過程，在通用術(shù)語中，數(shù)字調(diào)制也稱為“鍵控”。數(shù)字調(diào)制包括止交相移鍵控（QPsK）、移頻鍵控（FsK）、最小移鍵控（MsK）和正交調(diào)幅【QAM）。一個信號有幅度、相位或頻率等三個特性隨時間變化，相位和頻率僅僅是從不同角度去觀察或測量I司一信號的變化。幅度和相位能同時調(diào)制，也可以分別進(jìn)行調(diào)制，但是要產(chǎn)生這種信號非常困難，而要刊其檢洲就更加困難。因此，在實際系統(tǒng)中往往將信號分成另一種相互獨泣的分量：I（吲相）和Q（正交）。這兩個分最相互正交。且互不干擾。在數(shù)字通信中，調(diào)制通常用極座標(biāo)圖的直角表示I和Q，如下圖所示。在極心標(biāo)圖巾，I軸在相位基準(zhǔn)上，而Q軸在相位基準(zhǔn)上逆向旋轉(zhuǎn)90。。信號矢量在I程技術(shù)軸上的投影為1分最，在Q軸上投影為Q分量。數(shù)字惘制很容易用I/Q惆制器實現(xiàn)。大多數(shù)數(shù)字調(diào)制是在I/Q平面上將數(shù)據(jù)映像為許多離散的點，我們稱這些點為“星座”點。當(dāng)信號從一點移向另一點時，幅度調(diào)制和相位調(diào)制就同時完成了。若要用一個幅度調(diào)制器和一個相位調(diào)制器完成這種調(diào)制是困難且復(fù)雜的。用一個常規(guī)的相位調(diào)制器也是不可能的。從原理上講，信號可能永遠(yuǎn)在一個方向上繞原點循環(huán)，因此需要無限的相移能力。采用I/Q調(diào)制器同時進(jìn)行AM和PM是很容易的。I和q的控制信號是有界的，而無限的相位卷繞可以惜助對I和Q進(jìn)行相應(yīng)的移相來實現(xiàn)。數(shù)字調(diào)制信號的觀察方法有眼圖、星座圖和格棚圖。眼圖以無限余輝方式顯示1和Q的幅值相對干時間的軌跡，分別表示I和0的轉(zhuǎn)換，并在符號判定時間形成“眼睛”，星座圖硅永出在判定點的相位誤差和幅度誤差，能直接觀察功率電平的變化和符號間干擾的情況。格柵圖用來研究相位隨著不同符號的轉(zhuǎn)換情況。在診斷故障時，格柵圖對于區(qū)分漏發(fā)，漏碼或者尋找】/Q調(diào)制器和映射算法中的盲點十分有用。

　　四、數(shù)字信號發(fā)生器的校準(zhǔn)方法

　　目前國家或部門還沒有頒布數(shù)字信號源的校準(zhǔn)規(guī)范，由于它集中了頻率、電平、調(diào)制等多個參量，而大數(shù)分參量國家已有相關(guān)校準(zhǔn)規(guī)范，我們在參照相關(guān)校準(zhǔn)規(guī)范及生產(chǎn)廠家的校準(zhǔn)手冊的基礎(chǔ)上制定了校準(zhǔn)方法，在校準(zhǔn)方法中對數(shù)字信號源的主要項目的校準(zhǔn)進(jìn)行規(guī)定。1頻率準(zhǔn)確度的校準(zhǔn)頻率準(zhǔn)確度是數(shù)字信號源的重要技術(shù)指標(biāo)，其校準(zhǔn)可參照¨G1811989高穩(wěn)定晶體振蕩器檢定規(guī)程廈JjG1801978計數(shù)器品體振蕩器檢定規(guī)程進(jìn)行。數(shù)字信號源置于無調(diào)制狀態(tài)，調(diào)整數(shù)字信號源的輸出電平，使頻率計正常工作。頻率計的顯示位數(shù)應(yīng)比技術(shù)指標(biāo)要求的有效位多一位，以使讀數(shù)末位一個字的誤差可以忽略。合成頻率準(zhǔn)確度指的是合成頻率與實際頻率相一致的程度，它不包括品振的影響，而頻率準(zhǔn)確度則包括品振以及其它因素的影響。在合成頻率準(zhǔn)確度校準(zhǔn)時，應(yīng)把頻率計的外參考輸入接到被校儀器的品振輸出。2電平準(zhǔn)確度的校準(zhǔn)披校數(shù)字信號源置于無調(diào)制狀態(tài)，設(shè)置相應(yīng)的載波頻率和電’卜值。校準(zhǔn)O20dBm電平時，刪量接收機應(yīng)設(shè)于寬帶功率洲量狀態(tài)或手動輸入頻率，否則功率敏感因子可能有誤。校準(zhǔn)0110（1Bm時，測量接收機設(shè)于調(diào)惜電平圃4最狀態(tài)。3.內(nèi)硝制準(zhǔn)確度的校準(zhǔn)。