一種信號發生器和信號產生方法技術

本申請公開了一種信號發生器，包括：參數設置單元、處理器、信號產生單元、數模轉換器和模擬通道，信號產生單元又包括數字信號產生模塊、白噪聲產生模塊、第一衰減模塊、第二衰減模塊和疊加處理模塊，根據信噪比數字信號產生模塊、白噪聲產生模塊分別產生數字信號和噪聲，再對數字信號和噪聲進行衰減、疊加和增益控制，使得信號發生器輸出的波形信息具有一定的信噪比，可模擬信道帶來的干擾，使得最終測試的結果更接近實際，也可設置不同的信噪比來模擬信號受到的不同干擾，真實反映不同條件下待測電路或系統的性能，使得信號發生器的功能更完備、性能更穩定。相應地，本申請還公開了一種信號發生器的信號產生辦法。

【技術實現步驟摘要】

本申請涉及電子儀器領域，尤其是一種信號發生器和信號產生方法。
技術介紹
信號發生器常用于在工程調試中，替代通信系統中的真實信號源，輸出用戶需要的信號用于測試待測電路或系統的性能。通信系統一般由信息源、信道、信宿組成，實際應用中，信道一般包含大量干擾與噪聲，該噪聲會對信宿的接收造成影響。電子設備或者電子系統中信號與噪聲的比例稱為信噪比(SIGNAL-NOISERATIO，SNR)，信噪比的計量單位是dB，傳統的信號發生器不能設置任意信號的信噪比，不能模擬信道帶來的干擾，會導致最終測試的性能和指標與實際情況略有偏差，不能真實反映待測電路或系統的性能。
技術實現思路
本申請提供一種信號發生器和信號產生方法，產生用戶需要的、信噪比可設置的波形信號。根據本申請的第一方面，本申請提供一種信號發生器，用于根據用戶設置的參數輸出用戶需要的波形信號，包括：參數設置單元、處理器、信號產生單元和數模轉換器，所述信號產生單元包括數字信號產生模塊；所述數字信號產生模塊用于根據所述初始相位和頻率產生數字信號；所述參數設置單元用于用戶設置參數，所述參數包括初始相位、頻率和信噪比；所述參數包括：初始相位、頻率、峰峰值和信噪比等，根據用戶設置的參數，確定數字信號的相位、頻率、峰峰值，并根據有效值計算公式計算數字信號的峰峰值有效值；所述處理器還用于根據數字信號的峰峰值有效值和信噪比計算公式，計算噪聲的峰峰值有效值，再進一步計算噪聲的峰峰值；所述信號產生單元還包括白噪聲產生模塊和疊加處理模塊；所述數字信號產生模塊根據所述數字信號的相位、頻率和峰峰值，生成數字信號；所述白噪聲產生模塊根據所述噪聲的峰峰值，生成噪聲；所述疊加處理模塊將所述數字信號與噪聲進行疊加，輸出疊加信號；所述數模轉換器將所述疊加信號進行數模轉換，輸出模擬信號，即用戶需要的波形信號。在有些實施例中，所述處理器還用于根據所述數字信號的峰峰值和噪聲的峰峰值，得到第一衰減系數和第二衰減系數。在有些實施例中，所述信號產生單元還包括第一衰減模塊和第二衰減模塊，所述第一衰減模塊兩端分別與所述數字信號產生模塊和所述疊加處理模塊相連接，根據所述第一衰減系數，對所述數字信號的數字量進行衰減；所述第二衰減模塊兩端分別與所述白噪聲產生模塊和所述疊加處理模塊相連接，根據所述第二衰減系數，對所述噪聲的數字量進行衰減。在有些實施例中，所述信號發生器還包括模擬通道，所述模擬通道根據所述數字信號的峰峰值和噪聲的峰峰值之和的總峰峰值，對所述模擬信號進行增益控制。在有些實施例中，所述參數設置單元還包括信噪比設置模塊，用于用戶設置和改變信噪比。根據本申請的第二方面，本申請提供一種信號發生器的信號產生方法，其特征在于，包括步驟：數字信號生成步驟：根據用戶設置的初始相位、頻率，確定數字信號的相位、頻率、峰峰值，產生數字信號，并根據有效值計算公式計算數字信號的峰峰值有效值；噪聲生成步驟：根據信噪比計算公式和所述數字信號的峰峰值有效值，計算噪聲的峰峰值有效值，再進一步計算噪聲的峰峰值，產生噪聲；數字信號處理步驟：將所述數字信號和噪聲進行疊加，輸出疊加信號；模擬信號處理步驟：對所述疊加信號進行數模轉換，得到模擬信號，即用戶需要的波形信號。在有些實施例中，所述數字信號處理步驟包括:根據所述數字信號的峰峰值和噪聲的峰峰值，得到第一衰減系數和第二衰減系數；先根據第一衰減系數對所述數字信號進行衰減和根據第二衰減系數對所述噪聲進行衰減，再將衰減后的數字信號與衰減后噪聲進行疊加，得到疊加信號。在有些實施例中，所述模擬信號處理步驟還包括根據所述數字信號的峰峰值和噪聲的峰峰值之和的總峰峰值，對所述模擬信號進行增益控制。在有些實施例中，在所述模擬信號處理步驟之后，所述方法還包括改變信噪比，重復所述噪聲生成步驟、數字信號處理步驟和模擬信號處理步驟，獲得不同信噪比的波形信號。本申請的有益效果是：本申請的信號發生器通過白噪聲產生模塊根據設置的信噪比產生噪聲，再利用疊加處理模塊將噪聲與數字信號進行疊加，使得最終輸出的波形信號具有一定信噪比，模擬信道帶來的干擾，使得最終測試的結果更接近實際；通過設置不同的信噪比可模擬信號受到的不同干擾，更能真實反映不同條件下待測電路或系統的性能；還可以進一步測試信號源、信道在極端惡劣情況下待測電路或系統的極限指標，使得信號發生器的功能更完備、性能更穩定。附圖說明圖1為本申請提供一種信號發生器的結構框圖；圖2為本申請提供的信號發生器的信號產生方法流程圖。具體實施方式下面通過具體實施方式結合附圖對本申請作進一步詳細說明。參考圖1，為本申請提供一種信號發生器的結構框圖，該信號發生器包括：參數設置單元5、處理器1、信號產生單元2、數模轉換器3和模擬通道4，信號產生單元2又包括數字信號產生模塊21、白噪聲產生模塊22、第一衰減模塊23、第二衰減模塊24和疊加處理模塊25。參數設置單元5用于用戶設置參數，包括設置初始相位、頻率和信噪比等。本實施中，參數設置單元5還具有信噪比設置模塊51，用于用戶設置和改變信噪比。處理器1用于接收初始相位θ0、頻率f和信噪比SNR，根據初始相位θ和頻率f，確定數字信號的相位θ、頻率ω和峰峰值Vsp-p，并在根據有效值計算公式(1-1)計算數字信號的峰峰值有效值Vs。上述公式(1-1)為其中，m＝(某點碼字對應的幅度)^2，表示所述數字信號各點的瞬時功率；n表示點數。在一些具體實施例中，對于一些典型的波形信號，數字信號的峰峰值有效值Vs的計算將較為簡便。如，對于脈沖波或方波，Vs＝Vsp-p/2；對于直流，Vs等于直流的幅度；對于三角波，對于正弦波，若帶諧波，則Vs等于各個基波和諧波的功率之和的平方根，若不帶諧波，在一些具體實施例中，對于以上述典型波形為載波的調制波形，有效值VSS的計算將也較為簡便，可根據載波的有效值Vs。如，對于PWM，VSS＝Vsp-p/2；對于ASK，對于PSK、FSK、FM、PM，VSS＝Vs；對于DSBAM，當shape為正弦函數，對于AM，當shape為正弦函數，其中，x為調制深度。處理器1還用于根據信噪比計算公式(1-2)計算噪聲的峰峰值有效值Vn，再進一步，根據固定的硬件電路參數K，計算噪聲的峰峰值Vnp-p＝Vn×K。上述公式(1-2)為SNR＝20Lg(Vs/Vn)，即其中，Vs表示數字信號的峰峰值有效值，SNR表示信噪比。處理器1還用于根據數字信號的峰峰值Vsp-p和噪聲的峰峰值Vnp-p，得到總峰峰值V＝Vsp-p+Vnp-p、第一衰減系數和第二衰減系數數字信號產生模塊21根據相位θ、頻率ω和峰峰值Vsp-p，生成數字信號，并將其輸出至第一衰減模塊23；第一衰減模塊根據第一衰減系數G1，對該數字信號的數字量進行衰減。白噪聲產生模塊22根據噪聲的峰峰值Vsp-p，生成噪聲，并將其輸出至第二衰減模塊24；第二衰減模塊24根據第二衰減系數G2，對該噪聲的數字量進行衰減。疊加處理模塊用于將衰減后的數字信號與衰減后噪聲進行疊加處理，輸出疊加信號。數模轉換器3用于對疊加信號進行數模轉換，輸出模擬信號。模擬通道4根據總峰峰值V，對模擬信號進行增益控制，輸出用戶需要的波形信號。由此可見，通過利用本申請提供的信號發生器對數字信號和白噪聲進行先衰減再疊加，再本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種信號發生器，用于根據用戶設置的參數輸出用戶需要的波形信號，包括：參數設置單元、處理器、信號產生單元和數模轉換器，所述信號產生單元包括數字信號產生模塊；所述數字信號產生模塊用于根據所述初始相位和頻率產生數字信號；其特征在于，所述處理器用于接收用戶設置的參數，所述參數包括：初始相位、頻率、峰峰值和信噪比等，根據用戶設置的參數，確定數字信號的相位、頻率、峰峰值，并根據有效值計算公式計算數字信號的峰峰值有效值；所述處理器還用于根據數字信號的峰峰值有效值和信噪比計算公式，計算噪聲的峰峰值有效值，再進一步計算噪聲的峰峰值；所述信號產生單元還包括白噪聲產生模塊和疊加處理模塊；所述數字信號產生模塊根據所述數字信號的相位、頻率和峰峰值，生成數字信號；所述白噪聲產生模塊根據所述噪聲的峰峰值，生成噪聲；所述疊加處理模塊將所述數字信號與噪聲進行疊加，輸出疊加信號；所述數模轉換器將所述疊加信號進行數模轉換，輸出模擬信號，即用戶需要的波形信號。

【技術特征摘要】
1.一種信號發生器，用于根據用戶設置的參數輸出用戶需要的波形信號，包括：參數設置單元、處理器、信號產生單元和數模轉換器，所述信號產生單元包括數字信號產生模塊；所述數字信號產生模塊用于根據所述初始相位和頻率產生數字信號；其特征在于，所述處理器用于接收用戶設置的參數，所述參數包括：初始相位、頻率、峰峰值和信噪比等，根據用戶設置的參數，確定數字信號的相位、頻率、峰峰值，并根據有效值計算公式計算數字信號的峰峰值有效值；所述處理器還用于根據數字信號的峰峰值有效值和信噪比計算公式，計算噪聲的峰峰值有效值，再進一步計算噪聲的峰峰值；所述信號產生單元還包括白噪聲產生模塊和疊加處理模塊；所述數字信號產生模塊根據所述數字信號的相位、頻率和峰峰值，生成數字信號；所述白噪聲產生模塊根據所述噪聲的峰峰值，生成噪聲；所述疊加處理模塊將所述數字信號與噪聲進行疊加，輸出疊加信號；所述數模轉換器將所述疊加信號進行數模轉換，輸出模擬信號，即用戶需要的波形信號。2.如權利要求1所述的信號發生器，其特征在于，所述處理器還用于根據所述數字信號的峰峰值和噪聲的峰峰值，得到第一衰減系數和第二衰減系數。3.如權利要求2所述的信號發生器，其特征在于，所述信號產生單元還包括第一衰減模塊和第二衰減模塊，所述第一衰減模塊兩端分別與所述數字信號產生模塊和所述疊加處理模塊相連接，根據所述第一衰減系數，對所述數字信號的數字量進行衰減；所述第二衰減模塊兩端分別與所述白噪聲產生模塊和所述疊加處理模塊相連接，根據所述第二衰減系數，對所述噪聲的數字量進行衰減。4.如權利要求1所述的信號發...

【專利技術屬性】
技術研發人員：陸順杰，宋民，王永添，
申請(專利權)人：深圳市鼎陽科技有限公司，
類型：發明
國別省市：廣東;44