數(shù)字信號發(fā)生器的校準技術探討

　　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、通信質量不受距離影響、適應各種通信業(yè)務要求。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)和軍用信息基礎設施（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調制器，可以產(chǎn)生符合DEcT、GsM、NAI兄、P優(yōu)、PHs、TETRA、cDMA等通訊標準甚至藍牙=技術標準的數(shù)字信號，因此對數(shù)字信號發(fā)生器的校準除了常規(guī)的校準項目外，還需要針對其數(shù)字調制信號部分進行測試

　　二、數(shù)宇偏碼解碼對儀器技術指標的影響

　　數(shù)字信號是指數(shù)字編碼信號以特定的格式調制高頻載頻而產(chǎn)生的（數(shù)字）調制信號。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。除調制方式外，數(shù)字信號發(fā)生器的其它技術參數(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指標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，從而保證良好的通話質量。閏鑫山孝感學院物理與電子信息工程學院自￥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勺各項技術指標，如：頻率、電、卜、諧波、相位噪聲等，均是任關閉調制的情況下給出的。山于話音的編碼解碼在調制打開的情況下才有，所以編碼解碼對以上的各項技術指標均不會造成任何影響。對十數(shù)字調制各項技術指標，其編碼解碼對應于各種數(shù)字調制方式又是一一對應的，其本身就包含了編碼解碼的成份，故編碼解碼對數(shù)字調制各項技術指標的影響已住其一I·，在測量調制各項技術指標的時候，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『‘對話音的各項技術指標均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制的備項技術指標無任何影響，也不會對測量值造成任何變化。

三、數(shù)字調制技術

　　近年來，隨著數(shù)字技術的發(fā)展，調制技術也從簡單的模擬調幅（AM）和調頻/漏相（FM/PM）發(fā)展到數(shù)字調制技術。數(shù)字調制是數(shù)字符號轉換為與信道特性相匹配的波形過程，在通用術語中，數(shù)字調制也稱為“鍵控”。數(shù)字調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制，也可以分別進行調制，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，調制通常用極座標圖的直角表示I和Q，如下圖所示。在極心標圖巾，I軸在相位基準上，而Q軸在相位基準上逆向旋轉90。。信號矢量在I程技術軸上的投影為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。當信號從一點移向另一點時，幅度調制和相位調制就同時完成了。若要用一個幅度調制器和一個相位調制器完成這種調制是困難且復雜的。用一個常規(guī)的相位調制器也是不可能的。從原理上講，信號可能永遠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調制器同時進行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進行相應的移相來實現(xiàn)。數(shù)字調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)生器的校準方法

　　目前國家或部門還沒有頒布數(shù)字信號源的校準規(guī)范，由于它集中了頻率、電平、調制等多個參量，而大數(shù)分參量國家已有相關校準規(guī)范，我們在參照相關校準規(guī)范及生產(chǎn)廠家的校準手冊的基礎上制定了校準方法，在校準方法中對數(shù)字信號源的主要項目的校準進行規(guī)定。1頻率準確度的校準頻率準確度是數(shù)字信號源的重要技術指標，其校準可參照¨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)程進行。數(shù)字信號源置于無調制狀態(tài)，調整數(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)應比技術指標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，而頻率準確度則包括品振以及其它因素的影響。在合成頻率準確度校準時，應把頻率計的外參考輸入接到被校儀器的品振輸出。2電平準確度的校準披校數(shù)字信號源置于無調制狀態(tài)，設置相應的載波頻率和電’卜值。校準O20dBm電平時，刪量接收機應設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0110（1Bm時，測量接收機設于調惜電平圃4最狀態(tài)。3.內(nèi)硝制準確度的校準。