梳状谱发生器的设计
基于谱线间隔扩展的梳状谱发生器的设计
梳状谱渊韵云悦冤在光通信中有很多应用袁例如密集波分复用袁 光正交频分复用袁任意波形的产生咱员原猿暂遥在这些应用中袁韵云悦 的数 量尧光谱谱线带宽尧平坦度和光信噪比渊韵栽晕砸冤是考虑的关键因 素遥 现在已经提出了很多产生梳状谱的方法袁锁模激光器就是一 种可以产生具有大带宽和高稳定性的 韵云悦遥 然而袁该方案总是 需要复杂的控制才能实现稳定的操作袁 并且中心波长和频率间 隔很难调整到很宽的范围咱源暂遥 目前袁已经报道了一种在微谐振器 中通过非线性波混合产生光学频率梳的方法遥 这种梳状谱生成 方法的主要优点是体积小尧重复率高遥 通过用微波信号外部调制 单个激光源来产生 韵云悦 是非常经济的遥 这种方法的优点包括配 置简单袁运行稳定袁波长可调袁梳齿间距精确遥 通常使用马赫原曾 德尔调制器渊酝在酝冤和相位调制器渊孕酝冤来产生梳状谱咱圆原苑暂遥 为了产 生更多的光谱谱线袁在 韵云悦 发生器中使用更多的调制器级联遥 对 于级联 陨酝 和 孕酝袁文献咱远暂中产生了 员缘 根功率变化在 员 凿月 范围 内的梳状谱或 员苑 根功率变化在 猿 凿月 范围内的梳状谱遥 在这种 方案中袁光谱谱线的数量与相位调制指数成正比袁但是相位调制 器的射频信号幅度不能太大遥 文献咱苑暂中使用一个 陨酝 和两个 孕酝 直接通过正弦波形生成光学频率梳的方案袁获得了 圆怨 根谱线袁其 光谱功率变化小于 员援缘 凿月遥 但必须使用三个调制器袁使得成本 增加遥 在文献咱圆暂中使用两个级联强度调制器和一个双平行调制 器可以实现 圆园 根光谱功率在 园援远 凿月 内的梳状谱袁但必须使用三 个调制器袁因此成本也会增加遥 上述的光谱谱线的间隔都受到射 频信号频率的限制袁使得宽带的间隔也受到限制遥
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基于谱线间隔扩展的梳状谱发生器的设计
基于谱线间隔扩展的梳状谱发生器的设计
基于ADS仿真的梳状谱发生器的设计与实现
进行仿 真优化 ，以及 多次调试 和实验 ，使该 电路在 ０ ． １ ～ ４ Ｇ Ｈ ｚ范围 内产 生丰富的谐 波 ，并适合 于工程应用。
中 图分 类号
ｅ ｒ ａ ｔ ｏ ｒ ｗｉ ｔ ｈ １ ０ ０Ｍ Ｈｚ ｉ ｎ ｐ ｕ ｔ ｓ ｉ ｇ ｎ ａ ｌ ａ ｎ ｄ ０ ．１～４ ＧＨｚ ｏ ｕ ｔ ｐ ｕ ｔ ｓ ｉ ｇ ｎ ａ ｌ ｉ ｓ ｄ ｅ ｓ ｉ ｇ ｎ ｅ ｄ ｂ ａ ｓ ｅ ｄ ｏ ｎ ｈ ｉ ｇ ｈ ｎ ｏ ｎ－ ｌ ｉ ｎ ｅ ａ ｒ ｃ ｈ ａ ｒ ａ ｃ ｔ ｅ ｒ ｉ ｓ ｔ ｉ ｃ ｏ ｆ ｓ ｔ ｅ ｐ ｒ ｅ ｃ ｏ ｖ ｅ ｒ ｙ ｄ ｉ ｏ ｄ ｅ ． Ｔｈ ｅ ｉ ｎ ｉ ｔ ｉ ｌ ａ ｖ ｌｕ ａ ｅ ｉ ｓ ｃ ａ ｌ ｃ ｕ ｌ ａ ｔ ｅ ｄ ｔ ｈ ｅ ｏ ｒ ｅ ｔ ｉ ｃ ａ ｌ ｌ ｙ ａ ｎ ｄ ｔ ｈ ｅ ｓ ｃ ｈ ｅ ｍａ ｔ ｉ ｃ ｉ ｓ ｓ ｉ ｍｕ ｌ ａ ｔ ｅ ｄ ａ ｎ ｄ ｏ ｐ ｔ ｉ ｍｉ ｚ ｅ ｄ ｂ ｙ
摘
一
５室 ，贵州 贵阳
５ ５ ０ ０ ０ ９ ）
பைடு நூலகம்
要
梳 状 谱 信 号发 生 器在 微 波 频 率 合 成 电路 中应 用 广 泛 。 文 中利 用 阶 跃 恢 复 二 极 管 的 强 非 线 性 特 点 ， 设 计 了
种输入频 率为 １ ０ ０ Ｍ Ｈｚ 、输 出频 率为 ０ ． １ — ４ Ｇ Ｈ ｚ的梳状 谱信 号发生 器。首先通过 理论 计算获得 初值 ，再通过 Ａ Ｄ Ｓ 关键词 梳 状谱发 生器 ；频 率合成 ；阶跃恢复二极管
基于谱线间隔扩展的梳状谱发生器的设计
基于谱线间隔扩展的梳状谱发生器的设计
刘娜娜
【期刊名称】《工业控制计算机》
【年(卷),期】2018(031)011
【摘要】提出了一种基于强度调制器(IM)级联双平行马赫-曾德尔调制器(DPMZM)产生宽带梳状谱的方案,并通过系统仿真验证了方案的可行性.在该方案中,调整IM
的直流偏置电压使得谱线间隔得到了扩展,带宽得到了提高.通过调整射频(RF)信号
的功率和施加到调制器的直流偏置电压,实现了平坦且间隔可调的梳状谱,产生了15、20根且平坦度小于0.5 dB的光谱谱线.频谱能够满足OFDM调制的要求,并且可以用于未来的高容量光传输系统.
【总页数】3页(P38-40)
【作者】刘娜娜
【作者单位】上海大学通信与信息工程学院,上海 200444
【正文语种】中文
【相关文献】
1.基于SRD的梳状谱发生器仿真设计 [J], 刘婧;费霞;倪婷
2.基于ADS仿真的梳状谱发生器的设计与实现 [J], 赖寒昱;李光灿;杜勇
3.一种基于FPGA的数字可控梳状谱发生器设计 [J], 厉沁知;周焚江;蒋旭辉
4.一种基于锁相环梳状谱发生器的设计 [J], 刘汉子; 石玉; 张玮
5.一种基于FPGA的数字可控梳状谱发生器设计 [J], 厉沁知;周焚江;蒋旭辉
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梳状谱电路的设计与实现
• 117•本文阐述了一种利用阶跃恢复二极管（SRD）非线性特性设计的梳状谱发生电路，用于实现微波倍频功能。
通过ADS软件进行了原理验证，仿真分析了电路参数对传输特性的影响，并结合了实际电路进行测试调试，仿真与实测结果表明梳状谱电路可应用于倍频电路。
引言：在微波电路中，广泛地采用频率变换电路。
其中，倍频器是不可或缺的一种，它主要利用半导体器件的非线性特性原理，包含非线性电阻倍频与非线性电抗倍频。
其中，非线性电阻倍频方式具有能量损耗，即倍频效率低的特点。
非线性电抗倍频实现方式有变容二极管、阶跃恢复二极管和晶体三极管等。
其中，阶跃恢复二极管是变容二极管的一个特例，相对来说非线性特性更明显，倍频效率更高。
本文中采用SRD设计并实现梳状谱电路——一种特殊形式的倍频器，该电路产生基准频率整数倍的各次谐波频率，谐波的谱线如同梳子一般而得名。
根据需要，设计了一款输入频率为100MHz，输入功率≥18dBm，输出频率为0.1~10GHz的梳状谱电路。
1.梳状谱电路原理典型的阶跃二极管梳状谱发生器工作原理为：激励源——偏置电路——匹配网络——脉冲发生器——输出，如图1所示。
激励源输入一定的功率来推动SRD工作，输入功率大小需要适当，功率过大的情况下二极管被过度激励，会恶化相位噪声，功率过小无法推动其工作。
偏置电路与匹配电路都是为了将输入功率更有效地加载到SRD上，防止信号反射。
最终，单一频率的输入信号经过SRD后产生窄脉冲信号。
1.1 阶跃恢复二极管SRD可以等效为一个开关电容，正偏时其结电容变化很大，形成一个大的扩散电容，二极管近似为短路；反偏时等效为一个小电容，近似为开路。
其等效电路如图2所示。
因此，当外加信号周期性变化时，阶跃管便在这两种状态间快速转换，使管子发生电流阶跃，形成一个狭窄、大幅度的电压脉冲。
利用这种电容突变的强非线性激发出丰富的谐波。
图1 梳状谱电路原理框图图2 阶跃恢复二极管等效电路设计梳状谱电路首先要选择特性满足要求的SRD。
一种新型数字超宽带梳状谱信号发生器的研制
一种新型数字超宽带梳状谱信号发生器的研制刘宇军;尹洪雁;刘扬;许真真【摘要】The principle and application limitations of classical comb spectrum signal generator is analyzed, and a novel digital ultra-wideband comb spectrum signal generator is developed.This generator is implemented by a dig-ital circuit, and has good performance in circuit structure, signal stability and circuit portability.This generator produce a stable comb spectrum signal,which is a breakthrough and innovation compared to the traditional comb spectrum signal generator.%分析了经典梳状谱信号发生器的原理及应用局限，研制出了一种新型数字超宽带梳状谱信号发生器。
该方案采用数字电路方法实现，电路设计独特，信号稳定性好，同时具有较好的电路移植性，是传统梳状谱信号发生器的创新和突破。
设计出的新型数字超宽带梳状谱信号发生器能够产生稳定的梳状谱信号。
【期刊名称】《科学技术与工程》【年(卷),期】2016(000)005【总页数】4页(P161-164)【关键词】梳状谱;信号发生器;数字电路;电路移植性【作者】刘宇军;尹洪雁;刘扬;许真真【作者单位】北京出入境检验检疫局检验检疫技术中心，北京100026;北京出入境检验检疫局检验检疫技术中心，北京100026;北京出入境检验检疫局检验检疫技术中心，北京100026;北京出入境检验检疫局检验检疫技术中心，北京100026【正文语种】中文【中图分类】TN98梳状谱信号发生器在现代微波系统中的应用十分广泛，通过其倍频作用可以做成毫米波频率源，在仪表设备中也是展宽频带的重要部分，目前广泛应用于微波通信、EMC测试等领域。
基于SRD的梳状谱发生器设计
基于SRD的梳状谱发生器设计本文介绍了利用阶跃恢复二极管（SRD）倍频原理设计的梳普产生器。
梳普产生器的结构简单、性能稳定可靠，相位噪声逼近理论计算值。
输出谱线功率：当输入信号为200MHz、10dBm时，8GHz下输出功率大于-15dBm。
与国外同类产品水平相当。
标签：阶跃恢复二极管梳谱发生器一、引言随着雷达系统中的信号频率不断的提高及工作带宽的更高要求，各种宽带、超倍频程带宽的微波频率源相继出现。
通常采用间接频率合成器来提高最终输出频率，并同时满足相位噪声以及频率稳定性要求。
梳状谱发生器做为固态信号源，是用来产生含有以输入信号频率为基波频率的高次谐波的宽频带信号源。
它具有输入驻波小、噪声低、频带宽、频率稳度高、超小型等固态源所需要具备的优点，是一种可将低频、高稳定度的信号，延伸到高频、宽频带、高稳定度的微波信号的功能块。
解决了制作高频信号源的困难，可以很好的满足雷达及测试系统对固态源的应用要求。
二、SRD特性分析SRD是具有很强非线性特性的器件，利用它的强非线性导电特性来产生窄电流脉冲。
它产生谐波的效率可以接近1/n，这里n代表谐波次数。
阶跃恢复二极管倍频器无需空闲电路，使得电路具有十分简单、紧凑的优点。
因此，阶跃恢复二极管常常适用于需要高效率、高阶倍频的场合。
由于阶跃二极管本身的结构特点：在高阻抗状态下具有低的电容，而在低阻抗状态下具有大的电容。
阶跃恢复二极管在高频或者突变电压的激励下，正向导通时储存大量的电荷，呈现非常低的阻抗状态；当转到反向偏置，这些储存的电荷返回原处，形成了很大的反向电流。
等到储存的电荷接近耗尽时，反向电流迅速减小，并立刻以很陡峭的速度趋于截止状，即阶跃恢复。
正是因为这种反向电流的突变，形成了一个反向窄脉冲电压。
这种反向脉冲越窄，它所含有的谐波就越丰富，它能从几十MHz到几个GHz甚至到几十GHz，形成一个包括基波频率整数倍的高次谐波频谱，因此它具有高次高效的优点。
三、梳状谱发生器设计梳状谱发生器电路框图如图1所示，为了获得丰富的谐波输出，就要使阶跃恢复二极管能产生较大的窄电流脉冲，需要先将输入信号放大到一定的功率来推动阶跃恢复二极管。
基于SRD的梳状谱发生器设计
基于SRD的梳状谱发生器设计作者：张艳妮高云孙学君来源：《中文信息》2016年第07期摘要：本文介绍了利用阶跃恢复二极管（SRD）倍频原理设计的梳普产生器。
梳普产生器的结构简单、性能稳定可靠，相位噪声逼近理论计算值。
输出谱线功率：当输入信号为200MHz、10dBm时，8GHz下输出功率大于-15dBm。
与国外同类产品水平相当。
关键词：阶跃恢复二极管梳谱发生器中图分类号：TN702 文献标识码：A 文章编号：1003-9082（2016）07-0275-01一、引言随着雷达系统中的信号频率不断的提高及工作带宽的更高要求，各种宽带、超倍频程带宽的微波频率源相继出现。
通常采用间接频率合成器来提高最终输出频率，并同时满足相位噪声以及频率稳定性要求。
梳状谱发生器做为固态信号源，是用来产生含有以输入信号频率为基波频率的高次谐波的宽频带信号源。
它具有输入驻波小、噪声低、频带宽、频率稳度高、超小型等固态源所需要具备的优点，是一种可将低频、高稳定度的信号，延伸到高频、宽频带、高稳定度的微波信号的功能块。
解决了制作高频信号源的困难，可以很好的满足雷达及测试系统对固态源的应用要求。
二、SRD特性分析SRD是具有很强非线性特性的器件，利用它的强非线性导电特性来产生窄电流脉冲。
它产生谐波的效率可以接近1/n，这里n代表谐波次数。
阶跃恢复二极管倍频器无需空闲电路，使得电路具有十分简单、紧凑的优点。
因此，阶跃恢复二极管常常适用于需要高效率、高阶倍频的场合。
由于阶跃二极管本身的结构特点：在高阻抗状态下具有低的电容，而在低阻抗状态下具有大的电容。
阶跃恢复二极管在高频或者突变电压的激励下，正向导通时储存大量的电荷，呈现非常低的阻抗状态；当转到反向偏置，这些储存的电荷返回原处，形成了很大的反向电流。
等到储存的电荷接近耗尽时，反向电流迅速减小，并立刻以很陡峭的速度趋于截止状，即阶跃恢复。
正是因为这种反向电流的突变，形成了一个反向窄脉冲电压。
基于ads仿真的梳状谱发生器的设计与实现
基于ads仿真的梳状谱发生器的设计与实现梳状谱发生器是一种广泛应用于通信、雷达、光谱分析等领域的信号发生器，它能够提供稳定、高分辨率、频率连续可调的信号输出。
本文将针对梳状谱发生器的设计与实现，基于ads仿真进行详细的介绍。
梳状谱发生器的基本原理是利用频率合成技术，通过将多个相位可调的载波信号进行混频合成，形成一个频率分辨率非常高的梳状谱，从而实现高精度的信号产生。
梳状谱发生器通常包括振荡器、相位调节器、混频器、滤波器和放大器等基本组成部分。
首先，我们需要确定梳状谱发生器的工作频率范围和分辨率要求。
在设计时，我们可以选择使用基于DDS（直接数字合成）技术的数字振荡器作为基频信号源，以实现频率连续可调的要求。
结合相位调节器可以实现每个频率分量的相位调节，从而实现梳状谱的产生。
其次，我们需要设计混频器和滤波器模块，用于将多路频率合成的信号进行混频和滤波处理，以获得稳定、纯净的输出信号。
在ads仿真中，我们可以通过建立适当的混频器和滤波器模型，进行电路的仿真分析和参数优化，以满足梳状谱发生器的输出性能要求。
另外，对于梳状谱发生器的放大器设计也非常关键。
放大器需要具备高线性度、宽带和低噪声等特性，以保证输出信号的幅度和谱纯度。
在ads仿真中，我们可以利用模拟器进行放大器电路的设计优化，以提高整个梳状谱发生器的整体性能。
在实际的工程应用中，还需要根据具体的系统需求，考虑梳状谱发生器的集成度、尺寸和功耗等方面的问题。
通过优化电路结构和选择合适的器件，可以实现梳状谱发生器的小型化和低功耗化。
总的来说，基于ads仿真的梳状谱发生器设计与实现涉及到频率合成技术、混频和滤波技术、放大器设计和电路优化等多个方面。
通过逐步分析和优化各个模块，可以实现高性能、高稳定性的梳状谱发生器设计，满足不同领域的应用需求。
基于SRD的梳状谱发生器仿真设计
基于SRD的梳状谱发生器仿真设计作者：刘婧费霞倪婷来源：《中国科技纵横》2014年第12期【摘要】本文介绍了一种利用ADS软件仿真C波段梳状谱发生器的方法。
主要论述了梳状谱发生电路的设计原理，介绍了一种用ADS软件对阶跃恢复二级管（SRD）的建模方法。
利用该方法仿真的梳状谱发生器具有结构简单，频谱纯度高的特点。
【关键词】阶跃恢复二极管梳状谱倍频如今微波电路日益固化，如何利用固体器件产生输出功率大，频率高，带宽宽，噪声小的信号源是一个重要内容。
梳状谱发生器能够在低频信号的激励下，产生窄脉冲信号，脉冲越窄，从频域上看，频谱分布越丰富，可一直延续到微波频段的高端[1]。
梳状谱发生器基于电路简单，输出频谱优良的特点，得到了广泛应用。
梳状谱发生器设计的关键技术就是高效率的高次倍频器设计[2]。
倍频器按倍频次数可分为：低次倍频，单级倍频的次数通常不超过5-8，倍频是通过其电容呈非线性变化的功率变容管的作用来实现；高次倍频器，单级倍频次数可达10-20以上，倍频使用的器件是阶跃恢复二极管（SRD）[3]。
本文利用SRD高次倍频，得到一系列相隔均匀的谱线。
1 仿真目标利用SRD的倍频特点，在输入频率为100MHz的低频信号激励下，得到频率可达到5GHz 的C波段梳状谱发生器。
2 电路设计2.1 SRD等效电路及建模SRD参量随外加电压而变，在有交流信号时，它基本处于正向低阻抗状态和反向高阻抗状态，中间的过渡极为迅速，即阶跃时间很短，因此可把SRD看成迅速地在低阻和高阻两状态间转换的电荷开关。
在现有的EDA软件中还没有现成的SRD模型，仿真时只能通过等效电路或公式对SRD 的状态进行近似。
这里采用电量电压关系式[4]，建立SRD的spice模型，在ADS中建模如图1。
（1）2.2 SRD的选择进行二极管选择时，Cj应满足10Ω3T0，阶跃时间tt应小于脉冲宽度tp，1/2fN其中：（2）本设计选用Mpulse公司的MP4042，其参数见表1。
02～18+GHz梳状谱信号发生器研制
［/ W ’］ &+ 系统方案选择
“ "# $ % &’ ()* 梳状谱信号发生器” 要求系统在输 入端输入 $"" X)* 高纯谱信号， 输入功率为 " S6B， 在 输出端要 求 同 时 输 出 频 率 间 隔 为 $"" X)*， 从 $"" X)* % &’ ()* 的梳状谱信号。按输出功率要求大致 分为 "# $ % , ()*， , ()* % ’ ()*， ’ ()* % &$# , ()*， &$# , % &’ ()* 四个频率段。按 &" S6 下降， 具体 "# $ % , ()* 内最小输出功率 W - S6B， , % ’ ()* 输出功 率最小 W &/ S6B， ’ % &$# , ()* 输 出 功 率 最 小 W $/ S6B， &$# , % &’ ()* 输出功率最小 W Y/ S6B。要求器 件体积为 Y$ BB Z &. BB。
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图 )2 系统电路板步线图
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信号源提供 -** <%1 C * &’+ 输入信号， 工作电压 D/ E ， 工作电流 B5* +?， 输出各段频率如表 ! 所示，
其中 & / 为阶跃恢复二极管的结电容。
第0 期
郑博仁， 器研制 表 !" 输出功率表
收稿日期： $"".8"28&"+ + 修订日期： $"".8&$8&’
一种基于FPGA的数字可控梳状谱发生器设计
一种基于FPGA的数字可控梳状谱发生器设计作者：厉沁知周焚江蒋旭辉来源：《数字技术与应用》2018年第08期摘要：梳状谱发生技术是电子侦测系统的一项关键技术。
本文介绍了一种基于FPGA的数字可控梳状谱发生器的设计，该设计采用FPGA+DA的架构，仿真并实现了梳状谱间隔为250kHz、400kHz的梳状谱信号产生，该发生器具有梳状谱间隔可调整、幅度一致性高、频点数多等特点。
关键词：梳状谱发生器；FPGA 数字可控；幅度一致性高中图分类号：TP391.41 文献标识码：A 文章编号：1007-9416（2018）08-0159-03梳状谱信号发生器是一种常用的射频器件，作为高可靠性、高频谱纯度信号源广泛应用于微波通信，微波计数器，示波器，电子雷达，电子侦测设备中。
现有的大多数为模拟梳状谱发生器，利用阶跃恢复二极管的非线性电抗特性或者利用双极性晶体管的非线性电阻特性实现的一定周期的脉冲信号输出，从而获得各次谐波的梳状谱信号。
但模拟梳状谱发生器具有一定的使用局限性，如实际调试工作复杂，移植性差，工作频率范围有限，各次谐波幅度不一致，谱间隔不可调等[1][2]。
比如阶跃恢复二极管梳状谱发生器产生的梳状谱的谱线间隔不能调节，同时因属于模拟电路，稳定性较差[3][4]。
近年，数字梳状谱发生器得到了发展，基本利用FPGA或者其他数字模块的数字时钟模块（digital clock managers，DCM）来产生满足要求的窄脉冲，很好地解决了模拟电路实际调试工作复杂，移植性差的问题[5][6]。
但由于还是采用脉冲信号产生各次谐波的梳状谱生成技术的限制，仍具有特定的使用局限性，如工作频率范围有限，各次谐波幅度不一致，有多余谐波，谐波谱间隔较大，很难达到kHz级别等[7]。
针对上述数字梳状谱发生器存在的问题，本文提出了一种基于FPGA的数字可控梳状谱发生技术，基于软件无线电发射机数字模型，建立了FPGA+DA的硬件架构，可根据实际系统需求实现可变谱间隔、多频率点的高性能梳状谱信号输出，极大克服了现有梳状谱发生器的缺点，提升了梳状谱发生器的性能。
0.2——18G梳状谱信号发生器研究
电集团２９所的合作项目。本人负责这个项目的全部研制工作。 该项目存在的主要技术难点： ●系统在输入２００ＭＨｚ、ＯｄＢｍ的情况下要求输出频率达到１８Ｇ，倍 频比为９０倍，并在１８Ｇ功率输出要求＞一３５ｄＢｍ． ●系统对输出从０．２—４Ｇ，４Ｇ一８Ｇ．８Ｇ一１２．４Ｇ，１２．４一１８Ｇ各段功率输 出要求平坦度＜ｌＯｄＢ ·系统推动级功率放大器ＰｌｄＢ压缩点＞＝３０ｄＢｍ． ·尽量降低发生器带来的相位噪声。 ·由于频率较高，对器件、材质的选择要求高。 ·信号发生器外观腔体要求体积很小（３２ｍｍｘｌ６ｍｍ）。 这些难点要通过在仿真和实际系统电路设计中采取优化方法并进
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行反复精心调试才能得到解决。本项目是在电子科技大学成都赛英科 技有限公司进行研制的，公司具有先进齐全的高频与微波试验设备， 如：ＨＰ８５６４Ｅ频谱分析仪、ＨＰ８６５７Ｄ高频信号源、ＨＰ８５１０Ｂ网络分析仪、 ＨＰ８５１４Ｂ ｓ参数测试仪等，同时公司聘请的教授及高级工程师多人均具 有丰富的射频电路设计与调试经验。
（保密的学位论文在解密后应遵守此规定）
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年月 日
电子科技大学颈士论文
Ｏ．２—１８Ｇ梳状谱信号发生器研究
序言
倍频器是把输入信号频率倍增的电子组件，它在通讯、雷达、频 率合成器、测量等领域中有着广泛的应用。在工作频率较高又对频率 稳定度要求较严格的通信设备中，采用ＬＣ振荡器很难达到系统要求的 频率稳定度，着用高稳定的晶振。通过倍频放大既可很容易的实现频 稳要求。在频率合成器中，利用倍频器中所产生的各次谐波，通过频 率合成可得到步进间隔很小、点数很多的稳定频率输出，可以很方便 的用到雷达、通讯、测量遥控和仪器中去。在～些测试设备中可以采 用梳状谱信号来扩展工作频段。利用倍频器还可以很容易的制造成毫 米波信号源，在毫米波通信、军事侦察、制导等方面有着广泛的应用。
非线性传输线梳状谱发生器的设计
细调试 。第二种方法 中工作于雪崩 区的晶体管 ， 易
产 生雪 崩振 荡 ， 且 只 能 工 作 在 较 低 频 率 ， 用 范 并 应
围受 限 。
…
现 以皮秒 （ ｓ 脉 冲 压 缩 （ ｐ） 梳状 谱 发 生器 ） 线 非 性传 输线为 研究对 象 ， 于非 线 性传 输 线 和孤 子 波 基 理论 ， 利用 非 线 性 传 输 线 上 孤 子 波 的分 解 特 性 ， 实 现 了梳状谱 产生 。其 电路 结构 简 单 、 计结 果 同理 设
摘
要
以非 线 性传 输 线 （ Ｌ Ｌ ） 论 和 孤 子 波理 论 为 基 础 ， 真 设 计 了一 种 非 线 性 传 输 线 梳 状 谱发 生器 。该 梳 状 谱 发 生 器 Ｎ Ｔ ｓ理 仿
由 ５段 具 有 不 同布 拉格 截 止 频 率 的 Ｎ Ｔ Ｌ Ｌ级 联 而 成 。测 试 结 果 显 示 ， 梳 状 谱 发 生 器 的 １ 该 ０次谐 波输 出 功 率 为 ４ ２ｄ ｍ。 本 方 ． Ｂ 法 同 统 方 法 相 比 ， 有 高 次 谐 波 输 出功 率 大 、 具 电路 结 构 简 单 、 试 容 易等 优 点。 调
１ １ 非线 性传 输线理 论 ．
第一作者简介： 夏
莹 （９ ｌ ） 女 ， １８ 一 ， 汉族 ， 苏泰州 人。常州信息 江
非线性 传 输 线 由 周 期 加 载 反 向偏 置 二 极 管 的 共 面波导组 成 。将 非线 性 传 输 线划 分 成 多 级 ， 每级
职业技术学院电子与电气工程 学院 ， 师 ， 讲 硕士 。Ｅ ｍ ｉ：ｉｇｉｇ — ａｌｙｎｙ — ｎ
特性 ；
纯度信 号源 。例 如 ， 次倍 频 信 号 （ ＞ ） 高 Ｎ ５ 的产 生 ，
0.1～5GHz梳状谱发生器的设计与实现
ｉ ｉ ｌｏ ａ ｋ ｙ ｐ ｒ ｏ ａ ｈ ｅ ｅ ｓ ｅ ｔｕ ｓ ｅ ｄ ｎ ｏ ｎ ｔ ｍｅ ｔｏ ｐ ａ ａｕｓ Ｓｅ ｅ ｏ ｅ ｙ ｄ ｏ ｅ ｒ ｅ ｅ ａｌ ｔ ｓａｓ ｅ ａ ｔｔ ｃ ｉｖ ｐ ｃ ｒ ｍ ｐｒａ ｉ ｇ ｆ ｒｉ ｓｒ ｕ ｎ ｒａ ｐ ｒ ｔ ． ｔｐ ｒ ｃ ｖ ｒ ｉ ｄ ｓ ａ ｅ ｇ ｎ ｒ ｌｙ
第４ ０卷 第 １ （ 期 总第 １５期 ） ５
２１ ０ １年 ３月
火 控 雷 达技 术
Ｆｉｅ Ｃｏ ｒ ｌＲａ ｒＴｅ ｈ ｌｇ ｒ ｎｔｏ ｄａ ｃ ｎｏｏ ｙ
Ｖ １ ０ Ｎ ． （ ｅ ｅ １５ ｏ． ｏ １ Ｓ ｒ ｓ ５ ） ４ ｉ
Ｍａ．２ ｒ ０１１
Ｏ １～ Ｈ 梳 状 谱 发 生 器 的设 计 与 实 现 ． ５ ｚ Ｇ
饶 睿 楠 李 辉 王 栋
（ 西安 电子工程 研 究所 西安 ７０ ０ ） １ １ ０
【 摘要】 梳状谱信号发生器在捷 变频 雷达 、 频标发生器等要 求激励 源同时输 出数十个高纯频点中有
着普 遍 的应 用 ， 同时在 仪 器设 备 中常 常是扩展 频 带 的 关键 器件 。阶跃 恢 复 二极 管常 用 于梳 状谱 发 生 器及 单 阶 高次的倍 频 器 的设 计 。这 里 利 用 阶跃 恢 复二 极 管 的 强 非 线性 特 性 ， 计 一 个 ０ １到 设 ．
５ Ｈ 梳 状谱 发 生 器 ， 入信 号 为 １０ Ｇ ｚ 输 ０ ＭＨｚ 首先 通过 理 论计 算和 Ａ Ｓ辅 助 仿 真获 得初 值 ， 。 Ｄ 然后 通 过在 真 实 系统上 大量 的 实验 获得 最终 结果 。
关键 词 ： 跃 恢 复 二 极 管 ； 状 谱 发 生 器 ； Ｄ 阶 梳 Ａ Ｓ 中 图分 类号 ：Ｎ ４ Ｔ ７ 文献标志码 ： Ａ 文 章 编 号 ：０ ８８５ （０ １０ ＿ ６０ １０ —６ ２ ２ １ ）１０ － ７ ３
梳状谱发生器电路设计
梳状谱发生器电路设计
梳状谱发生器是一种电子电路，用于生成特定频率的梳状谱信号。
它的应用主要在无线电仪器中，如干扰分析仪、频谱分析仪和测向仪等。
它通常由放大器、滤波器和振荡器组成。
因此，梳状谱发生器电路设计是一个复杂的工程，其中包括很多复杂的电路设计。
首先，需要设计一个放大器，它能够有效地放大输入信号，使输出信号更强。
这里可以使用多种放大器，如晶体管放大器、集成电路放大器、反馈放大器等。
其次，需要设计一个滤波器，它能够有效地滤除高频噪声，以便获得更好的信号质量。
常见的滤波器有低通滤波器、带通滤波器、带阻滤波器等。
最后，需要设计一个振荡器，它能够产生所需的梳状谱频率。
通常用的振荡器有LC振荡器、RC振荡器、振荡器等。
上述电路设计完成后，就可以将它们结合起来，形成完整的梳状谱发生器电路。
其基本原理是，将输入信号经过放大器放大，然后经过滤波器滤除高频噪声，最后经过振荡器产生梳状谱频率信号。
在实际设计中，还需要考虑到一些其他因素，如电路材料、电路尺寸、电路结构、电路稳定性等。
这些因素会
影响梳状谱发生器的性能，因此，在设计时需要进行严格的考虑和综合分析。
总之，梳状谱发生器电路设计是一项复杂的工程，要求设计者具备丰富的电路设计经验和知识，并能够综合考虑相关因素，以确保电路的可靠性和性能。
用于EMI测试的梳状源设计
产品介绍引言如今，电磁兼容（EMC）已经成为影响电子电气产品性能的一个重要因素。
随着产品类型的不断丰富，电磁兼容实验室也面临着不同测试要求带来的挑战。
为了保证测试结果的可靠性与可重复性，要求在每次更换设备或改变测试布置后对测试系统进行重新验证。
在测试要求不断细化的今天，这导致了电磁兼容实验室时间成本的大幅增加。
1 梳状信号发生器梳状信号发生器（梳状源）是EMC实验室的重要设备，它通常作为已知的参考源用于测试系统的验证工作。
梳状信号发生器已广泛用于现代微波系统中。
随着通信行业的快速发展，微波通信和电磁兼容等相关行 业[1]对高质量梳状信号发生器的需求不断增长。
电磁兼容测试中，电磁骚扰（EMI）测试的测试系统相对敏感，应该在每次更换或移动设备后对其重新验证。
在某些要求较为严苛的测试中，更换测试对象后也需对测试系统重新验证，这给测试工作带来了高昂的时间成本。
梳状信号发生器作为稳定、即插即用的参考源，可以快速有效地验证测试系统中是否发生了会导致测试结果无效的改动，极大地节省了测试时间，并保证测量结果的可重复性。
2 数字信号的梳状谱产生原理经典的梳状谱发生器大多为模拟发生器，利用阶跃恢复二极管的非线性电抗特性或者双极性晶体管的非线性电阻特性，可以实现一定周期的脉冲信号输出[2]，从而获得谐波丰富的梳状谱信号。
但模拟梳状谱发生器具有一定的使用局限性，如谐波分量落差大、易受温度和偏置电压影响、工作频段有限、谱间隔不可调等[3]，作为参考源使用时有时无法满足测试需要。
而采用数字电路设计的梳状信号发生器不仅可以实现更高的平坦度和独立可调的频谱间隔，还具有资源丰富、可重复编程、集成度高、成本低的特点，方便硬件工程师灵活操作。
梳状谱是由基频的谐波构成的等间隔频率信号。
周期性脉冲信号可以产生丰富的谐波。
假设一个周期为T、脉宽为τ的方波信号[4]，信号波形如图1。
函数可表示为:用于EMI测试的梳状源设计Comb Spectrum Generator Designed for EMI Test中国信息通信研究院 王雪 史锁兰 熊宇飞 陈天伟 周镒*摘要提出了一种基于FPGA的梳状信号发生装置，可用于传导骚扰测试系统的有效性验证。
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ＹＵ Ｚｈ ｉ — ｈ ｕ ａ． ＺＨＡＮＧ Ｃｈ ａ ｎ ｇ — Ｊ ｕ ｎ
（Ｔ ｈｅ ２７ ｔ ｈ Ｒｅ ｓ ｅ ａ ｒ ｃ ｈ Ｉ ｎ ｓ ｔ ｉ ｔ ｕ ｔ ｅ ｏ ｆ Ｃ ｈ ｉ ｎａ Ｅｌ ｅ ｃ ｔ ｒ ｏ ｎ ｉ ｃ ｓ Ｔ ｅ ｃ ｈ ｎｏ ｌ ｏ ｇ ｙ
析 。 通过 高速 宽带 芯片 的使 用 ， 使得梳 状 谱发 生 器具备 带 宽宽 、 体 积 小、 速度 高的特点 。
关键 词 ： 梳状 谱发 生 器 ； 超 窄脉 冲 ；高速 宽带 开 关
中 图分类 号 ： Ｔ Ｎ ７ ８ ４ ． １ 文献标 识码 ： Ａ
Ａ Ｄｅ ｓ ｉ ｇ ｎ ｏ ｆ Ｃｏ ｍｂ Ｓ ｐ ｅ ｃ ｔ ｒ ｕ ｍ Ｇｅ ｎ ｅ ｒ ａ ｔ ｏ ｒ
要 有储能 元件 充 放 电得 到持 续 时 间较
图１ 遂 道 二 极 管 产 生 窄 脉 冲 原 理 图
短 的信 号 ， 通 过 脉 冲 成 形 网 络 整 形 形 成 满 足 要 求
的脉 冲波形 ， 这类 器件 包 括 隧 道二 极 管 、 阶跃恢 复
另一类 是 采 用 诸 如 １ Ｔ ｒ Ｌ ， Ｅ Ｃ Ｌ ， ＭＯ Ｓ ， Ｉ ２ Ｌ等 电 平 形 式 的数字 逻辑 器件 设 计 生 成脉 冲 信号 。数 字 逻辑 器件 主要 是利 用 门 电路 的竞 争 冒险 现象 来 产 生窄 脉 冲 ， 有 两种方 法 ： 一 种是 采 用 两 输入 端 与 非 门（ Ｎ Ａ Ｎ Ｄ） 产 生窄 脉 冲 ， 如图 ２ （ ａ ） 所示 ； 另 一种 是
对 接收设 备 的各 通道 传 输延 迟 作 精确 的校 准 。梳
状谱 发 生器 可 产 生 高 精 度 相 位 校 准信 号 ， 在 宽 带
综合时， 可 将 导致 接 收设 备 各 通 道 传 输 不 一 致 的 附加相 位去 掉 ， 从 而得 到精 确 的群延 迟测 量值 ¨ Ｊ 。 目前用 于梳 状谱 超 窄脉 冲信 号产 生 的方 法 主
管 利用 晶体 管 的雪 崩 击 穿 特 性 ， 生 成 振 幅 可 达 几
十 Ｖ到 几百 Ｖ 的脉 冲 ； 脉 冲放 电管 利 用 高压 电将
火 花 隙击 穿 后 产 生 电离 ， 可 产 生 幅度 超 过 几 百 Ｖ 的亚 ａ ｓ 脉 冲 。 目前 ， 上 述器 件 为 主 的 电路 由 于存 在 放 电拖尾 现象 ， 所产 生 的脉 冲波形 不稳 定 。
ｗｏ ｒ ｋ ｐ ｒ ｏ ｃ ｅ ｓ ｓ ｅ ｓ ａ ｒ ｅ ａ ｎａ ｌ ｙ ｚ ｅ ｄ． Ｔｈ ｅ ｃ ｏ ｍｂ ｓ ｐ ｅ ｃ ｔ ｒ ｕ ｍ ｇ ｅ ｎ ｅ ｒ ａ ｔ ｏ ｒ ｈ ａ ｓ ｔ ｈ ｅ ｐ ｅ ｒ ｆ ｏ ｒ ｍａ ｎ ｃ ｅ ｓ ｏ ｆ ｂ ｒ ｏ ａ ｄ ｂ ａ ｎ ｄｗｉ ｄ ｔ ｈ， ｓ ｍａ ｌ ｌ ｓ ｉ ｚ ｅ
第 １ 期
２ ０ １ ４年 ３月
电
光 系
统
Ｎｏ ．１ Ｍａ ｒ ．２ ０１ ４
Ｅｌ ｅ ｃ ｔ ｒ ｏ ｎ ｉ ｃ ａ ｎ ｄ Ｅｌ ｅ ｃ ｔ ｒ ｏ — ｏ ｐ ｔ ｉ ｃ ａ ｌ Ｓ ｙ ｓ ｔ ｅ ｍｓ
梳 状 谱 发 生 器 的 设 计
于志华 ， 张 长 军
中国电子科技 集 团公 司第 二十 七研 究所 ， 郑州 ４ ５ ０ ０ ４ ７
摘 要 ：文 章介 绍 了梳 状谱 发 生 器 的设 计 思路 以及 工 作原 理 ， 并 对其 中的设 计要 点做 了重
点介 绍 ， 超快 脉 冲采 用 ＨＭＣ ７ ２ ２ Ｌ Ｃ ３ Ｃ芯 片和 Ｈ ＭＣ Ｃ ０ １ ９开 关 实现 。最后 对 工作 过 程 进行 分
Ｇ ｒ ｏ ｕ ｐ Ｃ ｏ ｒ ｐ ｏ ｒ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ 。 Ｚ ｈ ｅ ｎ ｇ ｚ ｈ ｏ ｕ ４ ５ ０ ０ ４ ７ 。 Ｃ ｈ ｉ ｎ ａ ）
Ａｂ ｓ ｔ ｒ ａ ｃ ｔ ： Ｆ ｉ ｒ ｓ ｔ ｌ ｙ ，ｔ ｈ ｅ ｄ ｅ ｓ ｉ ｇ ｎ ｉ ｄ ｅ ａ ｓ ａ ｎ ｄ ｏ ｐ ｅ ｒ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｐ ｒ ｉ ｎ ｃ ｉ ｐ ｌ ｅ ｓ ｏ ｆ ｔ ｈ ｅ ｃ ｏ ｍｂ ｓ ｐ ｅ ｃ ｔ ｒ ｕ ｍ ｇ ｅ ｎ ｅ ｒ ａ ｔ ｏ ｒ ｉ ｓ ｉ ｎ ｔ ｒ ｏ ｄ ｕ ｃ ｅ ｄ， ｗｉ ｔ ｈ ａ ｎ ｅ ｍｐ ｈ ａ ｓ ｉ ｓ ｏ ｎ ｔ ｈ ｅ ｄ ｅ ｓ ｉ ｇ ｎ ｐ ｏ ｉ ｎ ｔ ｓ ． Ｕｈ ｒ ａ ｆ ａ ｓ ｔ ｐ ｕ ｌ ｓ ｅ ｉ ｓ ｉ ｍｐ ｌ ｅ ｍｅ ｎ ｔ ｅ ｄ ｂ ｙ ＨＭ Ｃ ７ ２ ２ Ｌ Ｃ ３ Ｃ ａ ｎ ｄ ＨＭＣＣ ０１ ９ ． Ｆ ｉ ｎ ａ ｌ ｌ ｙ，ｔ ｈ ｅ
质， 与 电感构 成 振 荡 回路 后 可生 成 振 幅 为 几 Ｖ到
１ 引 言
在 甚长 基 线 干 涉 测 量 系 统 中 ， 为 实 现 地 面 观 测 站接 收信 号 几 何 传 播 延 迟 差 的精 确 测 量 ， 要 求
十几 Ｖ 的 ｎ ｓ 和亚 ｎ ｓ 脉冲； 雪崩 晶体 管和俘 越二 极
ａ ｎ ｄ ｈ ｉ 【 ｇ ｈ ｓ ｐ ｅ ｅ ｄ ｂ ｙ ｕ ｓ ｅ ｏ ｆ ｈ ｉ ｇ ｈ ｓ ｐ ｅ ｅ ｄ ｂ ｒ ｏ ａ ｄ ｂ ａ ｎ ｄ ．
Ｋｅ ｙ ｗｏ ｒ ｄ ｓ： Ｃｏ ｍｂ Ｓ ｐ ｅ ｃ ｔ ｒ ｕ ｍ Ｇｅ ｎ ｅ ｒ ａ ｔ ｏ ｒ ； Ｕｌ ｔ ｒ ａ ｆ ａ ｓ ｔ Ｐｕ ｌ ｓ ｅ； Ｈｉ ｇ ｈ— ｓ ｐ ｅ ｅ ｄ Ｂｒ ｏ ａ ｄ ｂａ ｎ ｄ Ｓ ｗｉ ｔ ｃ ｈ