[发明专利]一种三角波信号发生器

说明书

技术领域

本发明涉及雷达探测、通讯和导航等电子设备领域，特别涉及一种三角波信号发生器。

背景技术

目前，在雷达探测、通讯和导航等领域，常需要高精度的三角波信号作为调制信号或基准信号。特别在微波无线电探测装置中，需要提供高频率、高精度、高线性度和高稳定性的三角波作为压控振荡器（VCO）的线性调频信号源。同时，为满足压控振荡器产生不同频率扫频信号，三角波信号的电压值和峰峰值均需要满足特定要求。因此，三角波信号的质量直接影响到无线电探测装置的准确性和可靠性。并且，微波无线电探测装置还要求三角波发生器响应快、功耗低、电路简洁、抗干扰能力强、环境适应性强、体积小、重量轻、成本低等。

传统的三角波发生器常采用模拟器件构成脉冲发生电路和充放电电路产生三角波信号，如申请号为201010102591.5，专利名称为《三角波产生电路》的专利文献，以及申请号为200820122432.X，专利名称为《三角波发生器》的专利文献等。这些传统的三角波发生器电路复杂、参数调试困难、受模拟器件的温度特性、工艺特性影响较大，产生的三角波信号频率范围、线性度、稳定度均不能满足对可靠性较高的无线电探测装置使用。

当前，随着高速数字信号处理技术快速发展和生产工艺日益完善，数字信号处理器件处理能力迅速提高、传统的模拟处理转向数字处理成为必然趋势。同时，直接数字频率合成器（DDS）是一种基于全数字的技术，由参考时钟、相位累加器、只读存储器、数模转换器和滤波器组成，输出频率高达几百MHZ，具有工作频率范围宽、稳定度高、频率分辨率高、转换时间短、数字调制性能好、全数字化实现、便于集成、体积小、重量轻等优点。

申请号为200910199090.0，专利名称为《一种基于DDS的高精度任意波形发生器》的专利文献公开的技术方案采用以FPGA作为核心控制器件，以FLASH和RAM作为波形数据存储模块，在上位机软件的控制下利用高精度D/A转换器实现正弦波、方波、三角波、锯齿波、高斯白噪声等任意波形输出。该发明采用数字信号处理技术和直接数字频率合成技术实现了高分辨率、高转换速度、高稳定性的三角波发生器，但是该方案电路结构较为复杂，器件种类较多，成本高，并且只能产生50HZ～200KHZ的三角波信号，频率范围窄，还有该系统只有在上位机软件控制下才能工作，独立性、实用性不强，显然不能满足无线电探测装置频率高、电路简洁、体积小、重量轻、成本低等要求。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术中三角波发生器的频率范围窄、电路复杂、器件种类较多、成本高、独立性不强等不足，提供一种适用于无线电探测装置的高精度三角波信号发生器，不仅综合了高速数字信号处理技术和直接数字频率合成器技术的优点，同时弥补了现有三角波发生器频率范围窄、电路复杂、器件种类较多、成本高、独立性不强等不足。

为了实现上述发明目的，本发明采用的技术方案是：一种三角波信号发生器，包括时钟电路单元、可编程逻辑控制器单元、DDS单元、放大器单元和加法器单元，所述时钟电路单元、可编程逻辑控制器单元、DDS单元、放大器单元和加法器单元依次相连，所述可编程逻辑控制器单元还连接有JTAG接口单元，所述加法器单元还连接有直流参考电压单元；其中，所述时钟电路单元，用于为所述可编程逻辑控制器单元提供工作所需的时钟控制信号；所述JTAG接口单元，用于为所述可编程逻辑控制器单元提供在线仿真和程序下载的专用接口；所述可编程逻辑控制器单元，用于生成控制所述DDS单元产生三角波电压信号的控制信号；所述DDS单元，用于接收所述控制信号，根据所述控制信号输出频率范围宽、响应时间快、分辨率高、线性度高和稳定性高的三角波电压信号；所述放大器单元，用于将所述DDS单元输出的三角波电压信号放大；所述加法器单元，用于将所述放大器单元放大输出的三角波信号与所述直流参考电压单元提供的恒定直流参考电压作加法运算，将所述放大器单元输出的三角波电压信号整体抬高，输出频率稳定、高精度、高线性度的三角波电压信号给负载使用。

上述三角波信号发生器中，所述时钟电路单元采用高精度固定频率晶体振荡器。

上述三角波信号发生器中，所述可编程逻辑控制器单元为CPLD控制器单元或FPGA控制器单元。

上述三角波信号发生器中，所述CPLD控制器单元采用高速数字处理可编程逻辑器件CPLD芯片U1， CPLD芯片U1电源输入端连接外部稳定直流电压+VDD1，CPLD芯片U1电源输入端还连接去耦电容C1一端，CPLD芯片U1接地端和所述去耦电容C1另一端分别接地DGND，CPLD芯片U1输出端与DDS单元输入端相连。