高频信号发生器自动校准系统

唐高阳

(国家新闻出版广电总局九一六台，青海格尔木，816099)

高频信号发生器自动校准系统

唐高阳

(国家新闻出版广电总局九一六台，青海格尔木，816099)

高频信号发生器是目前对广播等行业进行电磁波模拟的一个重要仪器，为了能够更加准确的模拟出复杂的电磁波环境。高频信号发生器系统自动校准的研发也就势在必行。以集成电路为技术核心，融合计算机编程技术和电磁波测量系统等设备，搭建出一个能够进行电磁波测量工作的硬件平台，再连接上能够改变高频信号发生器频率和波段的设备。基于硬件平台对其进行相关的程序和软件开发，最终形成能够进行人工设定并自我校准的高频信号发生器自动校准系统。

高频信号；中波短波；射频抗干扰

1 高频信号发生器的工作原理

1.1 高频信号发生器

高频信号发生器一般是指100千赫—30兆赫的高频、30千赫—300兆赫的甚高频信号发生器，一般采用电阻电容调谐式振荡器作为主要构成，频率通常在振荡器的表盘中显示。主要用途是对各种接收机的技术指标进行测定。输出信号的调幅或调频由内部或外加低频正弦信号实现，此时的输出载频电压便能够衰减到1微伏以下。电子高频信号发生器能够准确独处输出信号的类型、大小和所加振幅并显示在电表上。

高频信号发生器目前主要可以对电视机、录音机、收音机等家用电器的元件性能进行测试，对于收音机中、短波段频率范围进行调整，还能测试晶体管放大器的频带，对收音机选频网络中的中频信号进行调试，还可以观察电感、电容器的高频特性。

1.2 高频信号发生器的工作原理

高频信号发生器一般分为主振级、调制级、输出级和缓冲级这几部分组成。而高频信号发生器通常的作用是模拟出相应接收设备能够进行接收的各种高频模拟信号，而调节的信号主要是以电磁波的形式存在，信号频率范围广、振幅波动区域大。高频信号发生器主要的技术参数包括：频率精准度的频率参数、电平准确度的幅度参数、剩余调幅和剩余调频、谐波、单边带相位噪声以及调制参数。其中调制参数包括调幅准确度及伴随调频，频偏准确度以及伴随调幅，调制解调失真等。

2 高频信号自动校准系统的介绍

2.1 自动校准系统的主要构成

此系统的组成结构是基于硬件设备搭建出一个平台，基于此平台进行软件开发。将GPIB接口及电缆、GPIB转换器和计算机等硬件设备共同协作，组成硬件平台，并给予该平台，进行自动校准系统程序与软件的开发。由于高频信号范围较广，高频信号发生器的规格也多种多样。可以根据之前的经验将高频信号发生器信号分为三类：英国马可尼公司2023B系列；美国落得与施瓦茨公司的SML01/02/03系列；安捷伦公司的8648A/B/C/D系列。

在整个软件的开发过程中，基于硬件设施进行相关系统和软件的开发，通过设备通信控制和处理、输入的功能，以及用户操作使用中对于界面和处理方式的要求。进行整个软件的开发和程序的编写。通信设备控制和数据采集部分主要由与计算机相连的测试仪器通过GPIB转换卡开发出关于通信方面的相关模块，设置满足正常工作的各项参数，获取相关电波的数据。数据获得后，通过对数据进行不同设备间的转换，利用算法转换出针对高频信号特点的数值，采用指令方式实现对原始记录的调用和读取。最后是对用户界面部分的设计，根据使用功能，和人机交互的原则，尽可能简化用户界面，同时还要体现出对各种操作的控制和对仪器的调整，并且根据完成的多项工作，最终输出系统对于电波的获取数据和校准过程。

2.2 校准系统的工作原理

上述的数据工作完成后，还需要进行一定程度参数的调整，才能确保系统的准确性。

校准工作是通过物理时间标准的仪器设进行的，通过将物理上的时间频率标准设备接入到硬件平台上。在平台的数字显示器上显示出在精准的时间范围内发出的电磁波的各项数据，以及硬件平台能够对其造成的影响，以此来调整仪器对发出模拟电波的精准度。

软件则可以调整监测仪器使其与电波频率发生共振，通过这种方式实现对此频点电波信号功率的测量，这个过程均可通过编写的程序来完成，通过系统自动的操作，准确模拟出频点信号的功率及频率，较小人工操作的失误。需要注意的是，在进行测量工作之前，需要对接受机等接受设备进行事前校准，减少误差的发生。

3 收音机等广播器材中的应用

此类信号发生装置能够对广播行业中高频载波信号进行很好地模拟，根据模拟的结果实现对收音机等设备的调试。在进行调试的过程中，高频型号发生器的自动校准系统可以通过控制高频发生器产生的频率，完成对广播行业中，中波（525—1605kHz）和短波（3500—18000kHz）以及国际标准频段（88—108MHz）的模拟，将人们对于收音机等相关高频载波设备进行调整，对中波、短波等各个波段的信号进行模拟，也方便了人们对于射频抗干扰技术的研究。

4 基于不同技术层面的高频信号发生器自动校准系统的研发

高频信号发生器由于在广播、无线电、生物、工业等领域有着良好的发展前景，为了能够更加准确地进行工作，研究人员也在不断地开发高频信号发生器的自动校准系统，以求能够更加直观和便利地利用高频信号发射器模拟出有针对性的，复杂的电磁波。

4.1 基于VEE开发出的相关高频信号模拟装置

VEE是安捷伦公司近年来为测试程序开发者提供的一种高效、简便易用的图形化编程环境。VEE直观地简化了开发测试系统需要的工作,可以完成连接仪器、测试、分析结果并生成报表等工作,所有这些都是在一个开放的、标准的、友好的图形化编程环境中实现的。基于VEE编程软件的特点,开发了信号发生器自动校准系统。系统利用VEE编程软件实现了计算机对测量接收机系统和信号发生器的同时控制,用自动化测试取代了手动测试,很大程度上提高了工作效率,减小了人为误差。

4.2 基于LabVIEW的信号发生器自动校准系统

LabVIEW是美国NI公司推出的虚拟仪器开发平台软件,它们能够以其直观简便的编程方式、众多的源码级的设备驱动程序、多种多样的分析和表达功能支持,为用户快捷地构筑自己在实际生产中所需要的仪器系统创造了基础条件。基于LabVIEW编程软件的特点,信号发生器自动校准系统。系统利用LabVIEW编程软件实现计算机对信号接收机及信号发生器的同时控制,用自动化测试取代了传统的手动测试,减少了测试上的人为误差,提高了测试速度。

[1]吴诚,魏开利,王翠娟,等.一种信号发生器自动校准系统:,CN104833936A[P].2015.

[2]赖树明,杨卓鑫,张丽娟,等.一种新型数字高频信号发生器的研制[J].数字技术与应用,2015(2)

Automatic calibration system for high frequency signal generator

Tang Gaoyang
（State Press and Publication Administration of radio 916，Golmud Qinghai，816099）

high frequency signal generator is an important instrument for electromagnetic wave simulation in broadcasting industry. The high frequency signal generator system for automatic calibration is imperative.With the integrated circuit as the core technology, integration of computer programming technology and electromagnetic wave measurement system and other equipment, to build a hardware platform of the electromagnetic wave measurement, then connect to change the high frequency signal generator frequency and band equipment. Based on the hardware platform to carry out the relevant procedures and software development, and ultimately the formation of self calibration and self calibration of high frequency signal generator automatic calibration system.

high frequency signal; short wave; radio frequency interference