數字信號發(fā)生器的校準技術(shù)探討

　　數字化革命給人類(lèi)社會(huì )帶來(lái)了巨大影響，數字化產(chǎn)品大量涌現，井滲透到幾乎每個(gè)領(lǐng)域，數字通信產(chǎn)品就是其巾發(fā)展最快的一種產(chǎn)品。由于數字通信具有容量人，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(shí)現通信【圳計算機管理等優(yōu)點(diǎn)，現正逐步取代模擬通信，成為現代軍用通信網(wǎng)和軍用信息基礎設施（信息l島速公路）主要的通信方式。數字信號發(fā)生器就是隨著(zhù)數字通信技術(shù)的發(fā)展而出現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(shù)標準的數字信號，因此對數字信號發(fā)生器的校準除了常規的校準項目外，還需要針對其數字調制信號部分進(jìn)行測試

　　二、數宇偏碼解碼對儀器技術(shù)指標的影響

　　數字信號是指數字編碼信號以特定的格式調制高頻載頻而產(chǎn)生的（數字）調制信號。數字信號的格式種類(lèi)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(jiàn)的數字通信制式有：cDMA，wCDMA，GsM，NADc等，另外還有數字視頻，數字音頻廣播。除調制方式外，數字信號發(fā)生器的其它技術(shù)參數與合成信號發(fā)生器相同。研究編碼解碼在數字信號測量過(guò)程中對儀器技術(shù)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(guò)程，也就是模/數轉換的過(guò)程，是將模擬信號編碼，使其產(chǎn)生數字代碼的一系列符號，其最大特征是把連續的輸入信譬變換為在時(shí)問(wèn)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(guò)抽樣、量化、編碼三個(gè)步驟完成，其功能是完成模一數轉換，實(shí)現連續消息數字化。編碼有多種方式，最常J{_的是脈沖編碼方式，其優(yōu)點(diǎn)是抗卡擾性強，失真小，傳輸特性穩定，遠距離再生中繼時(shí)噪聲不累積，而且可以采用有效編碼、糾錯碼和保密碼來(lái)提高通信系統的有效性、可靠性。住移動(dòng)通信數寧化中。主要是模擬話(huà)音的數字化。采用低碼率的數字語(yǔ)音編碼，提高頻帶的利用率，同時(shí)采用較強糾錯能力的編碼技術(shù)，從而保證良好的通話(huà)質(zhì)量。閏鑫山孝感學(xué)院物理與電子信息工程學(xué)院自￥碼器是完成數模變換的郵件，通常義稱(chēng)為數模變換器，是編碼的逆過(guò)程，也就是將數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(huà)音的調制過(guò)程，而住數字信號發(fā)生器這類(lèi)儀器中，其載波n勺各項技術(shù)指標，如：頻率、電、卜、諧波、相位噪聲等，均是任關(guān)閉調制的情況下給出的。山于話(huà)音的編碼解碼在調制打開(kāi)的情況下才有，所以編碼解碼對以上的各項技術(shù)指標均不會(huì )造成任何影響。對十數字調制各項技術(shù)指標，其編碼解碼對應于各種數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，故編碼解碼對數字調制各項技術(shù)指標的影響已住其一I·，在測量調制各項技術(shù)指標的時(shí)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系統采用的話(huà)音編碼規m0為脈沖激勵長(cháng)時(shí)預測（RPELTP），編碼和解碼在目前通信中主要用于話(huà)音傳輸，這類(lèi)儀器rl『‘對話(huà)音的各項技術(shù)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(shù)指標無(wú)任何影響，也不會(huì )對測量值造成任何變化。

三、數字調制技術(shù)

　　近年來(lái)，隨著(zhù)數字技術(shù)的發(fā)展，調制技術(shù)也從簡(jiǎn)單的模擬調幅（AM）和調頻/漏相（FM/PM）發(fā)展到數字調制技術(shù)。數字調制是數字符號轉換為與信道特性相匹配的波形過(guò)程，在通用術(shù)語(yǔ)中，數字調制也稱(chēng)為“鍵控”。數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(gè)信號有幅度、相位或頻率等三個(gè)特性隨時(shí)間變化，相位和頻率僅僅是從不同角度去觀(guān)察或測量I司一信號的變化。幅度和相位能同時(shí)調制，也可以分別進(jìn)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(shí)際系統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(gè)分最相互正交。且互不干擾。在數字通信中，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(shù)軸上的投影為1分最，在Q軸上投影為Q分量。數字惘制很容易用I/Q惆制器實(shí)現。大多數數字調制是在I/Q平面上將數據映像為許多離散的點(diǎn)，我們稱(chēng)這些點(diǎn)為“星座”點(diǎn)。當信號從一點(diǎn)移向另一點(diǎn)時(shí)，幅度調制和相位調制就同時(shí)完成了。若要用一個(gè)幅度調制器和一個(gè)相位調制器完成這種調制是困難且復雜的。用一個(gè)常規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(gè)方向上繞原點(diǎn)循環(huán)，因此需要無(wú)限的相移能力。采用I/Q調制器同時(shí)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(wú)限的相位卷繞可以惜助對I和Q進(jìn)行相應的移相來(lái)實(shí)現。數字調制信號的觀(guān)察方法有眼圖、星座圖和格棚圖。眼圖以無(wú)限余輝方式顯示1和Q的幅值相對干時(shí)間的軌跡，分別表示I和0的轉換，并在符號判定時(shí)間形成“眼睛”，星座圖硅永出在判定點(diǎn)的相位誤差和幅度誤差，能直接觀(guān)察功率電平的變化和符號間干擾的情況。格柵圖用來(lái)研究相位隨著(zhù)不同符號的轉換情況。在診斷故障時(shí)，格柵圖對于區分漏發(fā)，漏碼或者尋找】/Q調制器和映射算法中的盲點(diǎn)十分有用。

　　四、數字信號發(fā)生器的校準方法

　　目前國家或部門(mén)還沒(méi)有頒布數字信號源的校準規范，由于它集中了頻率、電平、調制等多個(gè)參量，而大數分參量國家已有相關(guān)校準規范，我們在參照相關(guān)校準規范及生產(chǎn)廠(chǎng)家的校準手冊的基礎上制定了校準方法，在校準方法中對數字信號源的主要項目的校準進(jìn)行規定。1頻率準確度的校準頻率準確度是數字信號源的重要技術(shù)指標，其校準可參照¨G1811989高穩定晶體振蕩器檢定規程廈JjG1801978計數器品體振蕩器檢定規程進(jìn)行。數字信號源置于無(wú)調制狀態(tài)，調整數字信號源的輸出電平，使頻率計正常工作。頻率計的顯示位數應比技術(shù)指標要求的有效位多一位，以使讀數末位一個(gè)字的誤差可以忽略。合成頻率準確度指的是合成頻率與實(shí)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(shí)，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字信號源置于無(wú)調制狀態(tài)，設置相應的載波頻率和電’卜值。校準O20dBm電平時(shí)，刪量接收機應設于寬帶功率洲量狀態(tài)或手動(dòng)輸入頻率，否則功率敏感因子可能有誤。校準0110（1Bm時(shí)，測量接收機設于調惜電平圃4最狀態(tài)。3.內硝制準確度的校準。