專利名稱：頻率合成器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種頻率合成器，其具有用來輸出具有期望頻率信號的信號產(chǎn)生部分，尤其涉及一種用來輸出添加了期望噪聲的頻率信號的頻率合成器。
背景技術(shù)：
頻率合成器是合成頻率來產(chǎn)生并輸出具有高精度和高頻譜純度以及低相位噪聲等的期望頻率的裝置。所述頻率合成器被用于無線電通信中的載波信號、針對通信系統(tǒng)中發(fā)射器/接收器的混頻器、電路測試使用的信號等。
圖13是示出相關(guān)技術(shù)的頻率合成器的實例的結(jié)構(gòu)方框圖(例如，見JP-A-11-8554、JP-A-11-225022和JP-A-2003-283334)。
在圖13中，頻率基準10輸出頻率基準信號。頻率微調(diào)電路11接收來自頻率基準10的信號。頻率粗調(diào)電路12接收來自頻率基準10的信號。頻率產(chǎn)生電路13接收來自頻率微調(diào)電路11和頻率粗調(diào)電路12的信號。幅度調(diào)整部分14具有放大器14a和衰減器14b，放大器14a接收來自頻率產(chǎn)生電路13的信號，衰減器14b接收來自放大器14a的信號。順便地說，頻率基準10、頻率微調(diào)電路11和頻率產(chǎn)生電路13的至少一個由閉環(huán)構(gòu)成并且具有預(yù)定環(huán)頻帶。另外，信號產(chǎn)生部分包括頻率基準10、頻率微調(diào)電路11、頻率粗調(diào)電路12、頻率產(chǎn)生電路13和幅度調(diào)整單元14。
將說明上述裝置的操作。
頻率基準10輸出具有高頻率穩(wěn)定性、高精度和具有低相位噪聲(低抖動)的非常高的頻譜純度的頻率基準信號。順便地說，頻率基準10輸出多個頻率基準信號，每一頻率基準信號具有不同的頻率(例如100[MHz]、200[MHz]、400[MHz]等)，但這些頻率是固定的。上述的頻率基準10例如把OCXO(恒溫晶體振蕩器)作為基準頻率，并且包括乘法電路、除法電路、PLL(鎖相環(huán))電路等。
頻率微調(diào)電路11隨后輸出一個輸出信號，以來自頻率基準10的頻率基準信號為基礎(chǔ)來調(diào)整該輸出信號中的微小頻率步幅(例如1[Hz]步幅)的頻率。例如，使用N分數(shù)PLL電路、DDS(直接數(shù)字合成器)等作為這種頻率微調(diào)電路11。
相反，頻率粗調(diào)電路12把基于來自頻率基準10的頻率基準信號的各個頻率轉(zhuǎn)換成期望的頻率信號。順便地說，可由頻率粗調(diào)電路12進行頻率轉(zhuǎn)換的頻帶比從頻率基準10輸出的頻率基準信號的頻帶寬。
隨后頻率產(chǎn)生電路13根據(jù)由頻率微調(diào)電路11微調(diào)后的信號和由頻率粗調(diào)電路12進行頻率轉(zhuǎn)換后的信號，輸出其頻率以寬頻帶來調(diào)整的期望的頻率信號。頻率產(chǎn)生電路13由例如使用具有寬頻帶作為主振蕩器的VCO(壓控振蕩器)或YTO(YIG調(diào)諧振蕩器)的PLL電路構(gòu)成。順便地說，YIG意指釔鐵石榴石(Y3Fe5O12)。
另外，在幅度調(diào)整部分14中的放大器14a放大來自頻率產(chǎn)生電路13的信號，衰減器14b衰減來自放大器的信號來使將信號電平調(diào)整為期望的輸出電平(幅度)并輸出該信號。
接下來，圖14是示出描述用于輸出已調(diào)制信號一個實例的相關(guān)技術(shù)的頻率合成器另一構(gòu)造的方框圖。這里，與圖13中指示的相同部件附注了相同的參考數(shù)字，并省略對這些相同部件的說明。在頻率產(chǎn)生電路13和幅度調(diào)整單元14之間并聯(lián)提供了幅度調(diào)制電路15和IQ調(diào)制電路16。另外，新提供了頻率調(diào)制信號產(chǎn)生電路17、幅度調(diào)制信號產(chǎn)生電路18和IQ調(diào)制信號產(chǎn)生電路19。頻率調(diào)制信號產(chǎn)生電路17把用于執(zhí)行頻率調(diào)制的調(diào)制信號輸出到頻率微調(diào)電路11。幅度調(diào)制信號產(chǎn)生電路18把用于執(zhí)行幅度調(diào)制的調(diào)制信號輸出到幅度調(diào)制電路15。IQ調(diào)制信號產(chǎn)生電路19把用于執(zhí)行IQ調(diào)制的調(diào)制信號輸出到IQ調(diào)制電路16。
開關(guān)SW1把頻率產(chǎn)生電路13的輸出端連接到幅度調(diào)制電路15或IQ調(diào)制電路16兩者之一的輸入端。開關(guān)SW2把幅度調(diào)整部分14的輸入端連接到幅度調(diào)制電路15或IQ調(diào)制電路16兩者之一的輸出端。
將說明上述的裝置的操作。主要描述與圖13不同的部分。
首先，在頻率調(diào)制的情況下說明操作。
頻率調(diào)制信號產(chǎn)生電路17產(chǎn)生用于期望頻率調(diào)制的調(diào)制信號，對產(chǎn)生的調(diào)制信號數(shù)字化，并向頻率微調(diào)電路11輸出已數(shù)字化的調(diào)制信號。在頻率微調(diào)電路11中的DDS等隨后根據(jù)該調(diào)制信號輸出頻率調(diào)制信號。上述的頻率調(diào)制信號產(chǎn)生電路17包括例如DDS等。
另外，與在圖13中示出的裝置類似，頻率產(chǎn)生電路13根據(jù)從頻率微調(diào)電路11和頻率粗調(diào)電路12輸出的信號來輸出期望的頻率信號。然而，因為來自頻率微調(diào)電路11的信號被頻率調(diào)制，所以從頻率產(chǎn)生電路13輸出的信號也被頻率調(diào)制。
頻率產(chǎn)生電路13隨后根據(jù)被頻率微調(diào)電路11微調(diào)后的信號和被頻率粗調(diào)電路12進行頻率調(diào)制后的信號來輸出其頻率以寬頻帶調(diào)整了的期望頻率信號。當(dāng)然，在包括了主振蕩器(未示出)的頻率產(chǎn)生電路13中的PLL電路(未示出)的控制頻帶(環(huán)頻帶)比經(jīng)過頻率調(diào)制的頻帶要寬。
隨后，在幅度調(diào)制的情況下說明操作。
幅度調(diào)制信號產(chǎn)生電路18產(chǎn)生用于期望的幅度調(diào)制的調(diào)制信號，并把產(chǎn)生的調(diào)制信號輸出到幅度調(diào)制電路15。幅度調(diào)制電路15隨后以該調(diào)制信號為基礎(chǔ)對來自頻率產(chǎn)生電路13的信號執(zhí)行幅度調(diào)制，并把該信號輸出到幅度調(diào)整部分14。上述的幅度調(diào)制信號產(chǎn)生電路18包括例如DDS等。幅度調(diào)制電路15包括例如可變衰減器。
隨后，在IQ調(diào)制的情況下說明操作。
IQ調(diào)制信號產(chǎn)生電路19產(chǎn)生用于IQ調(diào)制的正交調(diào)制信號來成為期望的I(同相)和Q(正交相)，并把該信號輸出到IQ調(diào)制電路16。IQ調(diào)制電路隨后根據(jù)該正交調(diào)制信號對來自頻率產(chǎn)生電路13的信號執(zhí)行IQ調(diào)制，并輸出到幅度調(diào)制部分14。上述的IQ調(diào)制信號產(chǎn)生電路19包括例如DDS等。
順便地說，在對來自頻率產(chǎn)生電路13的信號執(zhí)行幅度調(diào)制的情況下，開關(guān)SW1和SW2把連接切換到幅度調(diào)制電路15的那端。相反，在對來自頻率產(chǎn)生電路13的信號執(zhí)行IQ調(diào)制的情況下，開關(guān)SW1和SW2把連接切換到IQ調(diào)制電路16的那端。其它操作與在圖13中示出的裝置的操作相同，從而省略其說明。
因為把具有高頻譜純度的頻率基準信號當(dāng)作基準，所以在圖13中示出的上述裝置可產(chǎn)生特別低的噪聲信號，從而可由頻率微調(diào)電路11以高分辨率執(zhí)行頻率設(shè)置。在圖14中示出的裝置可以以高精度對高頻譜純度信號執(zhí)行各種類型的調(diào)制(幅度調(diào)制、頻率調(diào)制、IQ調(diào)制、脈沖調(diào)制等)。
相反，在對合并在無線電通信設(shè)備中的裝置的評估、測試等的情況下，有必要執(zhí)行對要混合到載波信號上的噪聲(尤其是相位噪聲，所謂的抖動)執(zhí)行余量測試。作為在此情況下的一個實例，出現(xiàn)了許多需要，即對無線電通信設(shè)備、裝置等的抗噪性的評估、測試等作為要測試的目標應(yīng)當(dāng)以載波信號頻譜純度定量惡化的方法來執(zhí)行。在前述評估、測試等的情況下，有許多情況是來自圖13和圖14中示出的頻率合成器的輸出信號被用作載波信號的情況。
然而，相關(guān)技術(shù)的頻率合成器的主要目的是以高分辨率設(shè)置頻率，輸出低噪聲信號，并以高精度執(zhí)行各種類型的調(diào)制。
因此，在添加相位噪聲的情況下，在相關(guān)技術(shù)中，用戶對來自調(diào)制信號產(chǎn)生電路17、18和19的信號添加白噪聲以使得頻譜線寬度很濃密，從而將所述相位噪聲添加到了顯露的程度。因此，已有這樣的問題，即很難向要被測試的對象輸出具有期望的頻譜純度的載波信號并且很難測量要以高精度測試的對象的抗噪性。
發(fā)明內(nèi)容
考慮到上面的狀況而做出了本發(fā)明，并提供一種用于輸出添加了期望噪聲的頻率信號的頻率合成器。
在一些實施中，本發(fā)明的頻率合成器包含信號產(chǎn)生部分，用于輸出具有期望頻率的信號；噪聲產(chǎn)生部分，用于產(chǎn)生具有設(shè)置值的噪聲；以及噪聲添加部分，用于把來自所述噪聲產(chǎn)生部分的噪聲添加到來自所述信號產(chǎn)生部分的信號上。
在所述的頻率合成器中，所述噪聲產(chǎn)生部分根據(jù)所述信號產(chǎn)生部分的環(huán)頻帶來產(chǎn)生使來自該信號產(chǎn)生部分的信號的頻譜具有期望形狀的噪聲。
在所述的頻率合成器中，所述噪聲產(chǎn)生部分至少產(chǎn)生相位噪聲、幅度噪聲和背景噪聲中的一個。
在所述的頻率合成器中，所述噪聲產(chǎn)生部分包括白噪聲產(chǎn)生部分，用于輸出白噪聲；相位噪聲特性調(diào)整部分，用于根據(jù)所述信號產(chǎn)生部分的環(huán)頻帶來獲得相位調(diào)制量；頻率調(diào)整部分，用于根據(jù)來自所述相位噪聲特性調(diào)整部分的指令來調(diào)整來自所述白噪聲產(chǎn)生部分的白噪聲的頻率特性；以及幅度調(diào)整部分，用于根據(jù)來自所述相位噪聲特性調(diào)整部分的指令來調(diào)整來自所述頻率調(diào)整部分的信號的幅度特性。
在所述的頻率合成器中，所述噪聲添加部分是正交調(diào)制器。
所述的頻率合成器還包含相位差產(chǎn)生部分，用于把來自信號產(chǎn)生部分的信號分成具有90°相位差的信號；乘法器，用于根據(jù)來自所述噪聲產(chǎn)生部分的信號來對由所述相位差產(chǎn)生部分所分割的信號執(zhí)行幅度調(diào)制；以及加法器，用于對來自所述乘法器的輸出進行相加。
在所述的頻率合成器中，所述噪聲產(chǎn)生部分包括白噪聲產(chǎn)生部分，用于輸出白噪聲；幅度噪聲特性調(diào)整部分，用于根據(jù)所述信號產(chǎn)生部分的環(huán)頻帶來獲得幅度調(diào)制量；頻率調(diào)整部分，用于根據(jù)來自所述幅度噪聲特性調(diào)整部分的指令來調(diào)整來自所述白噪聲產(chǎn)生部分的白噪聲的頻率特性；以及幅度調(diào)整部分，用于根據(jù)來自所述幅度噪聲特性調(diào)整部分的指令來調(diào)整來自所述頻率調(diào)整部分的信號的幅度特性。
在所述的頻率合成器中，所述噪聲添加部分包括可變衰減器，其用于根據(jù)來自所述噪聲產(chǎn)生部分的信號對來自所述信號產(chǎn)生部分的信號執(zhí)行幅度調(diào)制。
在所述的頻率合成器中，所述噪聲添加部分包括用于對來自所述信號產(chǎn)生部分的信號進行衰減的可變衰減器，并且所述噪聲產(chǎn)生部分包括電平檢測器，用于獲得來自所述信號產(chǎn)生部分的信號的中心頻率的電功率電平與噪聲電平的比率；以及背景噪聲特性調(diào)整部分，用于根據(jù)由所述電平檢測器獲得的比率來調(diào)整所述可變衰減器的衰減量。
所述的頻率合成器還包含相位噪聲測量部分，用于測量被所述噪聲添加部分添加了相位噪聲的信號的相位噪聲；以及減法器，用于向所述噪聲產(chǎn)生部分輸出信號，該信號減小了所述設(shè)置值與所述相位噪聲測量部分所測量的相位噪聲之間的誤差。
所述的頻率合成器還包含電功率檢測部分，用于檢測被所述可變衰減器添加了幅度噪聲的信號的電功率，并用于輸出對應(yīng)于檢測到的電功率幅值的電壓值；基準電壓輸出部分，用于輸出基準電壓；加法器，用于把來自所述噪聲產(chǎn)生部分的幅度噪聲加到來自所述基準電壓輸出部分的基準電壓；以及減法器，用于向可變衰減器輸出信號，該信號減小了來自所述加法器的基準電壓與作為所述電功率檢測部分的檢測結(jié)果的電壓值之間的誤差。
圖1是示出本發(fā)明第一實施例的結(jié)構(gòu)框圖。
圖2是示出把相位噪聲添加到載波信號的一個實例的示圖。
圖3是示出在圖1中示出的相位噪聲產(chǎn)生部分21和相位噪聲添加部分26的詳細結(jié)構(gòu)的框圖。
圖4是示出本發(fā)明第二實施例的結(jié)構(gòu)框圖。
圖5是示出把幅度噪聲添加到載波信號的一個實例的示圖。
圖6是示出在圖4中示出的幅度噪聲產(chǎn)生部分31和幅度噪聲添加部分36的詳細結(jié)構(gòu)的框圖。
圖7是示出本發(fā)明第三實施例的結(jié)構(gòu)框圖。
圖8A到8D是代表在圖7中所示裝置中信號的頻譜的示圖。
圖9是示出本發(fā)明第四實施例的結(jié)構(gòu)框圖。
圖10是示出本發(fā)明第五實施例的結(jié)構(gòu)框圖。
圖11是示出本發(fā)明第六實施例的結(jié)構(gòu)框圖。
圖12是示出本發(fā)明第七實施例的結(jié)構(gòu)框圖。
圖13是示出相關(guān)技術(shù)的頻率合成器的結(jié)構(gòu)的框圖。
圖14是示出相關(guān)技術(shù)的頻率合成器的另一結(jié)構(gòu)的框圖。
具體實施例方式
將參照
本發(fā)明實施例。
圖1是示出本發(fā)明第一實施例的結(jié)構(gòu)框圖。這里，與圖13中指示的相同部件附注了相同的參考數(shù)字，并省略其說明。順便地說，作為說明的一個實例，將以這樣的實例來進行說明其中從本發(fā)明的裝置輸出的信號被用作載波信號來執(zhí)行無線電通信設(shè)備、裝置等的評估、測試等。當(dāng)然，從所述裝置輸出的信號還可以用作對通信系統(tǒng)中的發(fā)送器/接收器單元和電路的混頻器執(zhí)行測試的信號等。
圖1示出相位噪聲被添加到由頻率合成器輸出的載波信號中的情況。具體地說，執(zhí)行了相位調(diào)制，并且噪聲被添加到載波信號。在圖1中，新提供了相位噪聲設(shè)置部分20，并且其設(shè)置了包含在由幅度調(diào)整部分14輸出的信號中的相位噪聲的設(shè)置值。
新提供了相位噪聲產(chǎn)生部分21，其具有相位噪聲特性調(diào)整部分22、噪聲產(chǎn)生部分23、頻率調(diào)整部分24和幅度調(diào)整部分25，并且接收來自相位噪聲設(shè)置部分20的設(shè)置值。
相位噪聲特性調(diào)整部分22從相位噪聲設(shè)置部分20接收設(shè)置值。噪聲產(chǎn)生部分23輸出白噪聲。頻率調(diào)整部分24對來自噪聲產(chǎn)生部分23的白噪聲濾波，并根據(jù)來自相位噪聲特性調(diào)整部分22的指令來調(diào)整它們的頻率特性。幅度調(diào)整部分25調(diào)整由頻率調(diào)整部分24濾波的每一個頻率分量的幅度特性。
在頻率產(chǎn)生電路13和幅度調(diào)整部分14之間提供相位噪聲添加部分26，其根據(jù)來自幅度調(diào)整部分25的信號來對來自頻率產(chǎn)生電路13的信號執(zhí)行相位調(diào)制。順便地說，相位噪聲產(chǎn)生部分21對應(yīng)于噪聲產(chǎn)生部分，并且相位噪聲添加部分26對應(yīng)于噪聲添加部分。
在頻率產(chǎn)生電路13和幅度調(diào)整部分14之間與相位噪聲添加部分26并聯(lián)地提供傳輸路徑L1。開關(guān)SW3把頻率產(chǎn)生電路13的輸出端連接到相位噪聲添加部分26或傳輸路徑L1兩者之一的輸入端。開關(guān)SW4把幅度調(diào)整部分14的輸入端連接到相位噪聲添加部分26或傳輸路徑L1兩者之一的輸出端。
將說明上述裝置的操作。
在相位噪聲設(shè)置部分20設(shè)置針對相位噪聲的設(shè)置值(例如，在Δf1(對載波頻率的偏差頻率)設(shè)置-20[dBc/Hz]，在Δf2設(shè)置-50[dBc/Hz]，在Δf3設(shè)置-80[dBc/Hz])。隨后把已被設(shè)置的這些設(shè)置值輸出到相位噪聲特性調(diào)整部分22。
此外，根據(jù)頻率基準10的輸出頻率、頻率微調(diào)電路11的輸出頻率、頻率產(chǎn)生電路13的環(huán)頻帶、以及相位噪聲添加部分26的調(diào)制頻帶，相位噪聲特性調(diào)整部分22從相位噪聲設(shè)置部分20獲得要作為設(shè)置值的相位調(diào)制量，即用于相位調(diào)制的頻率和各個頻率的幅度。隨后，相位噪聲特性調(diào)整部分22向頻率調(diào)整部分24輸出指令來對所獲得的頻率進行濾波，并且向幅度調(diào)整部分25輸出指令來使幅度成為所獲得的幅度。順便地說，在該裝置的制造、校準等的時候，預(yù)先確定了頻率基準10的輸出頻率、頻率微調(diào)電路11的輸出頻率、頻率產(chǎn)生電路13的環(huán)頻帶、以及相位噪聲添加部分26的調(diào)制頻帶。它們可以被預(yù)先保存在相位噪聲特性調(diào)整部分22中。
隨后，頻率調(diào)整部分24根據(jù)來自相位噪聲特性調(diào)整部分22的指令，僅僅把來自噪聲產(chǎn)生部分23的白噪聲之中的期望頻率的噪聲輸出到幅度調(diào)整部分25。另外，幅度調(diào)整部分25根據(jù)來自相位噪聲特性調(diào)整部分22的指令，調(diào)整來自頻率調(diào)整部分24的各個頻率分量的幅度并輸出到相位噪聲添加部分26。
相位噪聲添加部分26隨后根據(jù)來自幅度調(diào)整部分25的信號對從頻率產(chǎn)生電路13輸出的載波信號執(zhí)行相位調(diào)制并把相位噪聲添加到載波信號，并輸出到幅度調(diào)整部分14。
這里，圖2是示出把相位噪聲添加到載波信號的一個實例的示圖，其中實線是在把相位噪聲添加到載波信號之后的頻譜。虛線是在添加相位噪聲之前的頻譜。橫坐標是頻率，縱坐標是C/N(載波噪聲)比(相位噪聲的量級)。
順便地說，當(dāng)把相位噪聲添加到來自頻率產(chǎn)生電路13的信號時，開關(guān)SW3、SW4把連接切換到相位噪聲添加部分26端。另一方面，當(dāng)沒有把相位噪聲添加到來自頻率產(chǎn)生電路13的信號時，開關(guān)SW3、SW4把連接切換到傳輸路徑L1端。
其它操作與在圖13中示出的裝置的操作相同，因此省略其說明。
接下來，圖3是示出在圖1中示出的相位噪聲產(chǎn)生部分21和相位噪聲添加部分26的詳細構(gòu)造的框圖。在圖3中，噪聲產(chǎn)生部分23具有噪聲產(chǎn)生源23a、放大器23b、模/數(shù)轉(zhuǎn)換器(以下簡寫為ADC)23c和FFT操作部分23d。
放大器23b從噪聲產(chǎn)生源23a接收噪聲信號。ADC23c接收被放大器23b放大的噪聲信號。FFT操作部分23d接收被ADC23c轉(zhuǎn)換的數(shù)字信號。數(shù)字濾波器24a是頻率調(diào)整部分24的一個實例，并接收來自相位噪聲特性調(diào)整部分22的指令和由FFT操作部分23d執(zhí)行傅立葉變換的結(jié)果。
此外，相位噪聲添加部分26是所謂的正交調(diào)制器，并具有相位差產(chǎn)生部分26a、26f，逆FFT操作部分26b、26c，數(shù)/模轉(zhuǎn)換器(以下簡寫為DAC)26d、26e，模擬乘法器26g、26h，以及模擬加法器26i。
相位差產(chǎn)生部分26a從幅度調(diào)整部分25接收信號。逆FFT操作部分26b接收來自相位差產(chǎn)生部分26a的信號中的一個。逆FFT操作部分26c接收來自相位差產(chǎn)生部分26a的信號中的另一個。DAC26d接收在逆FFT操作部分26b中的傅立葉逆變換的結(jié)果。DAC26e接收在逆FFT操作部分26c中的傅立葉逆變換的結(jié)果。相位差產(chǎn)生部分26f通過開關(guān)SW3接收來自頻率產(chǎn)生電路13的信號。模擬乘法器26g接收來自相位差產(chǎn)生部分26f的信號中的一個以及在DAC26d中轉(zhuǎn)換的模擬信號。模擬乘法器26h接收來自相位差產(chǎn)生部分26f的信號中的另一個以及在DAC26e中轉(zhuǎn)換的模擬信號。加法器26i把在乘法器26g和26h中的乘法結(jié)果相加并輸出到開關(guān)SW4。
將說明上述的裝置的操作。
放大器23b對從噪聲產(chǎn)生源23a輸出的白噪聲放大預(yù)定的增益并輸出到ADC23c。ADC23c隨后把該模擬信號白噪聲轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號并輸出到FFT操作部分23d。另外，F(xiàn)FT操作部分23d對該數(shù)字信號執(zhí)行傅立葉變換并輸出到數(shù)字濾波器24a。
數(shù)字濾波器24a隨后根據(jù)來自相位噪聲特性調(diào)整部分22的指令對已被傅立葉變換的數(shù)據(jù)(當(dāng)然，在預(yù)定頻帶上頻譜是均勻分布的)進行濾波，并且只傳輸在期望頻率上分布的頻譜。此外，幅度調(diào)整部分25對在被數(shù)字濾波器24a濾波之后的每個頻率的頻譜的電功率進行調(diào)整，并輸出到相位差產(chǎn)生部分26a。
相位差產(chǎn)生部分26a隨后從幅度調(diào)整部分25的輸出信號中產(chǎn)生兩個其間具有90°相位差的信號，并把這兩個信號中的一個輸出到逆FFT操作部分26b，而把另一個輸出到逆FFT操作部分26c。各個逆FFT操作部分26b、26c分別執(zhí)行傅立葉逆變換，并把變換結(jié)果分別輸出到DAC 26d、26e。另外，各個DAC 26d、26e分別把數(shù)字信號轉(zhuǎn)換成模擬信號并輸出到乘法器26g、26h。
相反，相位差產(chǎn)生部分26f把通過開關(guān)SW3從頻率產(chǎn)生電路13輸入的信號分成兩個其間具有90°相位差的信號，并且把這兩個信號的一個輸出到乘法器26g，而把另一個輸出到乘法器26h。
乘法器26g把來自相位差產(chǎn)生部分26f的信號中的一個與來自DAC26d的信號相乘并輸出到加法器26i。此外，乘法器26h把來自相位差產(chǎn)生部分26f的信號中的另一個與來自DAC26e的信號也相乘并輸出到加法器26i。即，各個乘法器26g、26h根據(jù)來自噪聲產(chǎn)生部分21的信號對在相位差產(chǎn)生部分26f中分割的各個信號執(zhí)行幅度調(diào)制。加法器26i隨后把乘法器26g、26h的輸出相加并通過開關(guān)SW4輸出到幅度調(diào)整部分14。
如上所述，相位噪聲特性調(diào)整部分22在環(huán)頻帶和調(diào)制頻帶的基礎(chǔ)上獲得相位調(diào)制量以便獲得來自相位噪聲設(shè)置部分20的設(shè)置值的信號，并執(zhí)行對載波信號的相位調(diào)制，從而可對載波信號添加定量的相位噪聲。因此，可對載波信號添加期望的噪聲，并且可輸出其中載波信號頻譜形狀成為期望形狀的頻率信號。因此，能以良好的精度來測量要被測試的對象的抗噪性。
圖4是示出本發(fā)明第二實施例的結(jié)構(gòu)框圖。這里，與圖1中指示的相同部件附注了相同的參考數(shù)字，并省略其說明。
圖4示出把期望的幅度噪聲添加到從頻率合成器輸出的載波信號的情況。具體地說，執(zhí)行了幅度調(diào)制，并且噪聲被添加到載波信號。在圖4中，提供幅度噪聲設(shè)置部分30來代替相位噪聲設(shè)置部分20。提供幅度噪聲產(chǎn)生部分31來代替相位噪聲產(chǎn)生部分21。提供幅度噪聲添加部分36來代替相位噪聲添加部分26。提供開關(guān)SW5、SW6和傳輸路徑L2來代替開關(guān)SW3、SW4和傳輸路徑L1。
幅度噪聲設(shè)置部分30對包含在從幅度調(diào)整部分14輸出的信號中的幅度噪聲的設(shè)置值進行設(shè)置。幅度噪聲產(chǎn)生部分31具有幅度噪聲特性調(diào)整部分32、噪聲產(chǎn)生部分33、頻率調(diào)整部分34和幅度調(diào)整部分35，并且從幅度噪聲設(shè)置部分30接收設(shè)置值。
幅度噪聲特性調(diào)整部分32從幅度噪聲設(shè)置部分30接收設(shè)置值。噪聲產(chǎn)生部分33輸出白噪聲。頻率調(diào)整部分34根據(jù)來自幅度噪聲特性調(diào)整部分32的指令對來自噪聲產(chǎn)生部分33的白噪聲進行濾波。幅度調(diào)整部分35根據(jù)來自幅度噪聲特性調(diào)整部分32的指令來調(diào)整針對被頻率調(diào)整部分34濾波的每個頻率分量的幅度特性。
幅度噪聲添加部分36隨后根據(jù)來自幅度噪聲調(diào)整部分35的信號對來自頻率產(chǎn)生電路13的信號執(zhí)行幅度調(diào)制。順便地說，幅度噪聲產(chǎn)生部分31對應(yīng)于噪聲產(chǎn)生部分，幅度噪聲添加部分36對應(yīng)于噪聲添加部分。
當(dāng)添加幅度噪聲時，開關(guān)SW5、SW6分別把幅度噪聲添加部分36連接到頻率產(chǎn)生電路13和幅度調(diào)整部分14，并且當(dāng)沒有添加幅度噪聲時，開關(guān)SW5、SW6分別把傳輸路徑L2連接到頻率產(chǎn)生電路13和幅度調(diào)整部分14。
將說明上述裝置的操作。
在幅度噪聲設(shè)置部分30設(shè)置幅度噪聲的設(shè)置值(例如，在Δf1(對載波頻率的偏差頻率)設(shè)置-50[dBc/Hz]，在Δf2設(shè)置-80[dBc/Hz]，在Δf3設(shè)置-100[dBc/Hz])。隨后把已被設(shè)置的這些設(shè)置值輸出到幅度噪聲特性調(diào)整部分32。
此外，根據(jù)頻率基準10的輸出頻率、頻率微調(diào)電路11的輸出頻率、頻率產(chǎn)生電路13的環(huán)頻帶、以及幅度噪聲添加部分36的調(diào)制頻帶，幅度噪聲特性調(diào)整部分32從幅度噪聲設(shè)置部分30獲得要作為設(shè)置值的幅度調(diào)制量，即用于幅度調(diào)制的頻率和各個頻率的幅度。幅度噪聲特性調(diào)整部分32向頻率調(diào)整部分34輸出指令來對所獲得的頻率進行濾波，并且向幅度調(diào)整部分35輸出指令來得到與所獲得的幅度相同的幅度。順便地說，在該裝置的制造、校準等的時候，預(yù)先確定了頻率基準10的輸出頻率、頻率微調(diào)電路11的輸出頻率、頻率產(chǎn)生電路13的環(huán)頻帶、以及幅度噪聲添加部分36的調(diào)制頻帶。它們可以被預(yù)先保存在幅度噪聲特性調(diào)整部分32中。
隨后，頻率調(diào)整部分34根據(jù)來自幅度噪聲特性調(diào)整部分32的指令，僅僅把來自噪聲產(chǎn)生部分33的白噪聲之中的期望頻率的噪聲輸出到幅度調(diào)整部分35。另外，幅度調(diào)整部分35根據(jù)來自幅度噪聲特性調(diào)整部分32的指令，調(diào)整來自頻率調(diào)整部分34的各個頻率分量的幅度并輸出到幅度噪聲添加部分36。
幅度噪聲添加部分36隨后根據(jù)來自幅度調(diào)整部分35的信號對從頻率產(chǎn)生電路13輸出的載波信號執(zhí)行幅度調(diào)制，把幅度噪聲添加到載波信號，并輸出到幅度調(diào)整部分14。
這里，圖5是示出把幅度噪聲添加到載波信號的一個實例的示圖，其中實線是在把幅度噪聲添加到載波信號之后的頻譜。虛線是在添加幅度噪聲之前的頻譜。橫坐標是頻率，縱坐標是C/N(載波噪聲)比(幅度噪聲的量級)。
順便地說，當(dāng)把幅度噪聲添加到來自頻率產(chǎn)生電路13的信號時，開關(guān)SW5、SW6把連接切換到幅度噪聲添加部分36端。另一方面，當(dāng)沒有把幅度噪聲添加到來自頻率產(chǎn)生電路13的信號時，開關(guān)SW5、SW6把連接切換到傳輸路徑L2端。
其它操作與在圖1中示出的裝置的操作相同，因此省略其說明。
接下來，圖6是示出在圖4中示出的幅度噪聲產(chǎn)生部分31和幅度噪聲添加部分36的詳細構(gòu)造的框圖。在圖6中，噪聲產(chǎn)生部分33具有噪聲產(chǎn)生源33a、放大器33b、ADC 33c和FFT操作部分33d。
放大器33b從噪聲產(chǎn)生源33a接收噪聲信號。ADC33c接收被放大器33b放大的噪聲信號。FFT操作部分33d接收被ADC33c轉(zhuǎn)換的數(shù)字信號。
數(shù)字濾波器34a是頻率調(diào)整部分34的一個實例，并接收來自幅度噪聲特性調(diào)整部分32的指令和由FFT操作部分33d執(zhí)行傅立葉變換的結(jié)果。
此外，幅度噪聲添加部分36具有逆FFT操作部分36a、DAC36b以及可變衰減器36c。
逆FFT操作部分36a接收來自幅度調(diào)整部分35的信號。DAC36b接收在逆FFT操作部分36a中執(zhí)行的傅立葉逆變換的結(jié)果?？勺兯p器36c根據(jù)來自DAC36b的信號對通過開關(guān)SW5從頻率產(chǎn)生電路13輸入的信號執(zhí)行幅度調(diào)制，并輸出到開關(guān)SW6。
將說明上述裝置的操作。
放大器33b對從噪聲產(chǎn)生源33a輸出的白噪聲放大預(yù)定的增益并輸出到ADC33c。ADC33c隨后把該模擬信號白噪聲轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號并輸出到FFT操作部分33d。另外，F(xiàn)FT操作部分33d對該數(shù)字信號執(zhí)行傅立葉變換并把該數(shù)字信號輸出到數(shù)字濾波器34a。
數(shù)字濾波器34a隨后根據(jù)來自幅度噪聲特性調(diào)整部分32的指令對已被傅立葉變換的數(shù)據(jù)(當(dāng)然，在預(yù)定頻帶上頻譜是均勻分布的)進行濾波，并且只傳輸在期望頻率上分布的頻譜。此外，幅度調(diào)整部分35對在被數(shù)字濾波器34a濾波之后的每個頻率的頻譜的電功率進行調(diào)整，并輸出到逆FFT操作部分36a。
逆FFT操作部分36a對來自幅度調(diào)整部分35的數(shù)據(jù)執(zhí)行傅立葉逆變換，并向DAC36b輸出變換后的結(jié)果。另外，DAC36b把數(shù)字信號轉(zhuǎn)換成模擬信號并把該模擬信號輸出到可變衰減器36c?？勺兯p器36c根據(jù)DAC36b的信號對來自頻率產(chǎn)生電路13的載波信號執(zhí)行幅度調(diào)制，并通過開關(guān)SW6輸出到幅度調(diào)整部分14。
如上所述，幅度噪聲特性調(diào)整部分32根據(jù)環(huán)頻帶和調(diào)制頻帶來獲得幅度調(diào)制量以便獲得來自幅度噪聲設(shè)置部分30的設(shè)置值的信號，并對載波信號執(zhí)行幅度調(diào)制，從而可添加定量的幅度噪聲。因此，可對載波信號添加期望的噪聲，并且可輸出其中載波信號頻譜形狀成為期望形狀的頻率信號。因此，能以良好的精度來測量要被測試對象的抗噪性。
圖7是示出本發(fā)明第三實施例的結(jié)構(gòu)框圖。這里，與圖1中指示的相同部件附注了相同的參考數(shù)字，并省略其說明。通常，從頻率合成器輸出的載波信號具有低噪聲。在離載波頻率足夠遠的位置，即在作為背景噪聲的位置，關(guān)于載波信號中心頻率的電功率的噪聲被抑制到在一定程度上幾乎可以忽略的低電平上。因此C/N比非常高。圖7示出了使背景噪聲中的C/N比成為期望的值。
在圖7中，提供背景噪聲設(shè)置部分40來代替相位噪聲設(shè)置部分20。提供背景噪聲產(chǎn)生部分41來代替相位噪聲產(chǎn)生部分21。提供背景噪聲添加部分45來代替相位噪聲添加部分。提供開關(guān)SW7、SW8和傳輸路徑L3來代替開關(guān)SW3、SW4和傳輸路徑L1。
背景噪聲設(shè)置部分40對包含在從幅度調(diào)整部分14輸出的信號中的背景噪聲的設(shè)置值進行設(shè)置。背景噪聲產(chǎn)生部分41具有背景噪聲特性調(diào)整部分42和電平檢測器43、44，并接收來自背景噪聲設(shè)置部分40的設(shè)置值、來自頻率產(chǎn)生電路13的信號以及輸出到幅度調(diào)整部分14的信號。
背景噪聲特性調(diào)整部分42接收來自背景噪聲設(shè)置部分40的設(shè)置值和來自電平檢測器43、44的檢測結(jié)果。電平檢測器43接收來自頻率產(chǎn)生電路13的信號。電平檢測器44接收輸出到幅度調(diào)整部分14的信號。
背景噪聲添加部分45具有可變衰減器46、48和寬頻帶放大器47。背景噪聲添加部分45根據(jù)來自背景噪聲特性調(diào)整部分42的信號，調(diào)整通過開關(guān)SW7從頻率產(chǎn)生電路13輸入的信號的背景噪聲，并通過開關(guān)SW8輸出到電平檢測器44和幅度調(diào)整部分14。順便地說，背景噪聲產(chǎn)生部分41對應(yīng)于噪聲產(chǎn)生部分，而背景噪聲添加部分45對應(yīng)于噪聲添加部分。
當(dāng)添加背景噪聲時，開關(guān)SW7、SW8把背景噪聲添加部分45與頻率產(chǎn)生電路13和幅度調(diào)整部分14兩者連接，并且當(dāng)沒有添加背景噪聲時，把傳輸路徑L3與頻率產(chǎn)生電路13和幅度調(diào)整部分14兩者連接。
將說明上述裝置的操作。
圖8A-8D是每一個都表示在圖7中所示裝置的信號的頻譜的示圖，其中橫坐標指示頻率，縱坐標指示頻譜幅值(電功率)。圖8A示出頻率產(chǎn)生電路13的輸出。圖8B示出可變衰減器46的輸出。圖8C示出寬頻帶放大器47的輸出。圖8D示出可變衰減器48的輸出。順便地說，來自頻率產(chǎn)生電路13的載波信號的電功率電平被設(shè)置到Pc，并且圖8D中所示的黑色圓點指示設(shè)置值。
對背景噪聲設(shè)置部分40設(shè)置背景噪聲的設(shè)置值(例如，在作為對載波頻率的偏差頻率的Δf4(離載波信號足夠遠，并且可忽略對載波信號頻譜的影響的位置)設(shè)置-130[dBc/Hz])。該設(shè)置值被輸出到背景噪聲特性調(diào)整部分42。
相反，電平檢測器43獲得載波頻率的電功率電平與來自頻率產(chǎn)生電路13的信號(參見圖8A)的背景噪聲電平的比率，并輸出到背景噪聲特性調(diào)整部分42。背景噪聲特性調(diào)整部分42隨后調(diào)整可變衰減器46的衰減比以獲得設(shè)置值。由此，可變衰減器46根據(jù)背景噪聲特性調(diào)整部分42的指令來衰減來自頻率產(chǎn)生電路13的信號。
另外，寬頻帶放大器47既放大載波信號也放大背景噪聲，并輸出到可變衰減器48(參見圖8C)。可變衰減器48隨后把來自寬頻帶放大器47的信號以預(yù)定衰減量或不衰減的通過開關(guān)SW8輸出到電平檢測器44。
電平檢測器44隨后根據(jù)通過開關(guān)SW8進入的來自可變衰減器48的輸出來獲得在載波頻率上的電功率電平和電功率電平與背景噪聲電平的比率，并輸出到背景噪聲特性調(diào)整部分42。
背景噪聲特性調(diào)整部分42隨后調(diào)整可變衰減器48的衰減比以使得從頻率產(chǎn)生電路13輸出的信號的電功率Pc變得與從可變衰減器48輸出的信號的電功率的電平相同。另外，可變衰減器48根據(jù)背景噪聲特性調(diào)整部分42的指令來衰減來自寬頻帶放大器47的信號，并通過開關(guān)SW8輸出到電平檢測器44和幅度調(diào)整部分14(參考圖8D)。
其它操作與在圖1中所示的裝置相同，因此省略其說明。
如上所述，背景噪聲特性調(diào)整部分42使可變衰減器46、48根據(jù)電平檢測器43、44的檢測結(jié)果對載波信號衰減和放大，以獲得來自噪聲設(shè)置部分40的設(shè)置值的信號。因此，背景噪聲可被設(shè)置到針對載波信號的電功率電平的期望電平。由此，可對載波信號添加期望的噪聲，并且可輸出其中載波信號頻譜形狀成為期望形狀的頻率信號。因此，能以良好的精度來測量要被測試的對象的抗噪性。
順便地說，本發(fā)明并不局限于前述實施例，而可以應(yīng)用以下替代方案。
(1)在圖1、圖4和圖7中所示的裝置中，已經(jīng)示出分別地添加相位噪聲、幅度噪聲和背景噪聲的每一個的結(jié)構(gòu)，但還可以一起添加每個需要的噪聲。例如，還可應(yīng)用如圖9中所示的結(jié)構(gòu)。這里，與圖1、圖4和圖7中指示的相同部件附注了相同的參考數(shù)字，并省略其說明。
在圖9中，用于添加相位噪聲的部分20、21、26、SW3、SW4和L1相串聯(lián)。用于添加幅度噪聲的部分30、31、36、SW5、SW6和L2相串聯(lián)。用于添加背景噪聲的部分40、41、45、SW7、SW8和L3相串聯(lián)。當(dāng)然，當(dāng)不需要添加這些噪聲時，開關(guān)SW3到SW8選擇傳輸路徑L1到L3。另外，可以采用用于添加每個噪聲的部分的任何排列次序，而且還可提供用于兩種噪聲的部分。
(2)已經(jīng)說明了如適用于圖13中所示的裝置的構(gòu)造的圖1、圖4和圖7中的發(fā)明。該構(gòu)造還適用于提供了在圖14中所示的調(diào)制電路15到19的頻率合成器。在此情況下，用于執(zhí)行幅度調(diào)制的部分15、18和用于執(zhí)行IQ調(diào)制的部分16、19優(yōu)選地是提供到用于把噪聲添加到載波信號的噪聲添加部分26、36、45的后級。
(3)在圖1、圖4和圖7中所示的裝置中，可使用由設(shè)置部分20、30、40所設(shè)置的設(shè)置值的任何數(shù)字，并且任何值也可被用作設(shè)置值。
(4)在圖1和圖4中所示的裝置中，該構(gòu)造指示了數(shù)字濾波器24a、34a被用作頻率調(diào)整部分24、34的一個實例，但也可使用模擬濾波器。在此情況下，不需要對來自噪聲產(chǎn)生部分33的白噪聲數(shù)字化，因此不需要提供ADC 23c、33c，F(xiàn)FT操作部分23d、33d，逆FFT操作部分26b、26c、36a，以及DAC 26d、26e、36b。
(5)在圖1中所示的裝置中，該構(gòu)造指示了相位噪聲添加部分26根據(jù)來自相位噪聲產(chǎn)生部分21的信號對載波信號執(zhí)行相位調(diào)制。例如，當(dāng)由使用PLL電路的同相環(huán)來構(gòu)造頻率產(chǎn)生電路13時，在添加具有比該同相環(huán)的環(huán)頻帶更低的頻帶的相位噪聲的情況下，還可使用在圖10中所示的構(gòu)造。這里，與圖1和圖3中指示的相同部件附注了相同的參考數(shù)字，并省略其說明。在圖10中，頻率產(chǎn)生電路13以相位比較器13a、VCO13b和混頻器13c來構(gòu)成為閉環(huán)。相位比較器13a隨后比較來自頻率微調(diào)電路11和混頻器13c的信號的相位，并根據(jù)比較結(jié)果控制VCO13b的輸出頻率。VCO13b把所述輸出頻率輸出到開關(guān)SW3和混頻器13c。混頻器13c隨后混合來自VCO13b和頻率粗調(diào)電路12的輸出來輸出到相位比較器13a。
另外，在相位噪聲產(chǎn)生部分21中提供數(shù)字濾波器(第二頻率特性調(diào)整部分)27和第二幅度調(diào)整部分28。
提供逆FFT操作部分29作為第二相位噪聲添加部分(對應(yīng)于噪聲添加部分)。對來自作為相位調(diào)制信號源的幅度調(diào)整部分28的信號執(zhí)行傅立葉逆變換，并把變換后的信號輸出到頻率微調(diào)電路11。
將說明上述裝置的操作。
該操作實質(zhì)上與在圖1和圖3中所示的相同。不同的操作是，相位噪聲特性調(diào)整部分22根據(jù)頻率基準10的輸出頻率、頻率微調(diào)電路11的輸出頻率、頻率產(chǎn)生電路13的環(huán)頻帶、以及相位噪聲添加部分26的調(diào)制帶，獲得相位調(diào)制量來從相位噪聲設(shè)置部分20獲得設(shè)置值的信號，即用于相位調(diào)制的頻率和各個頻率的幅度。相位噪聲特性調(diào)整部分22隨后向數(shù)字濾波器24a、27輸出指令來對所獲得的頻率進行濾波，并向幅度調(diào)制部分25、28輸出指令從而來具有與所獲得幅度相同的幅度。
此時，向數(shù)字濾波器24a和幅度調(diào)整部分25輸出與處在比頻率產(chǎn)生電路13環(huán)頻帶更高的頻帶中的相位噪聲成分的相位調(diào)制量有關(guān)的指令。向數(shù)字濾波器27和幅度調(diào)整部分28輸出與處在較低頻帶的相位噪聲成分的相位調(diào)制量有關(guān)的指令。
各數(shù)字濾波器24a、27根據(jù)來自相位噪聲特性調(diào)制部分22的指令向幅度調(diào)整部分25、28僅僅輸出來自噪聲產(chǎn)生部分23的白噪聲中的期望的頻率噪聲。另外，各幅度調(diào)整部分25、28根據(jù)來自相位噪聲特性調(diào)整部分22的指令，調(diào)整來自數(shù)字濾波器24a、27的各頻率分量，并輸出到相位噪聲添加部分26和逆FFT裝置29。
另外，逆FFT操作部分29對來自幅度調(diào)整部分28的信號執(zhí)行傅立葉逆變換，并向頻率微調(diào)電路11輸出變換后的信號。頻率微調(diào)電路11隨后根據(jù)來自逆FFT操作部分29的信號執(zhí)行相位調(diào)制，并輸出到頻率產(chǎn)生電路13中的相位比較器13a中。其它操作與在圖1和圖3中所示裝置的操作相同，因此省略其說明。
實際上，進入相位噪聲添加部分26的信號是用于對僅僅具有比幅度調(diào)整部分28的頻帶更高的頻帶分量的相位噪聲進行調(diào)整的信號。相位噪聲添加部分26使用來自作為相位調(diào)制信號源的幅度調(diào)整部分25的信號來對來自頻率產(chǎn)生電路13的載波信號執(zhí)行相位調(diào)制，隨后把相位噪聲添加到該載波信號上。
當(dāng)然，在圖10中，在以進入相位噪聲設(shè)置部分20的設(shè)置值為基礎(chǔ)的相位噪聲的頻帶僅僅被設(shè)置到比頻率產(chǎn)生電路13的環(huán)頻帶更低的頻帶的情況下，可以不提供頻率調(diào)整部分24、幅度調(diào)整部分25、相位噪聲添加部分26、開關(guān)SW3、SW4和傳輸路徑L1。
(6)在圖7中所示的裝置中，可變衰減器48示出了用于對寬頻帶放大器47放大的信號進行衰減的構(gòu)造，然而，可使寬頻帶放大器47的放大系數(shù)成為可變的而不提供可變衰減器48。寬頻帶放大器47根據(jù)來自背景噪聲特性調(diào)整部分42的指令來調(diào)整來自可變衰減器46的信號并輸出到開關(guān)SW8，以使得被放大的載波信號的電功率電平成為Pc。
(7)在圖1、圖9和圖10中所示的裝置中添加相位噪聲的情況下，該構(gòu)造指示出由開環(huán)控制相位噪聲。然而，還可通過反饋幅度調(diào)整部分14的輸出來調(diào)整相位噪聲的噪聲量。利用圖11來描述其說明。與圖1中指示的相同部件附注了相同的參考數(shù)字，并省略其說明。當(dāng)然，用于執(zhí)行在圖11中所示的反饋的構(gòu)造還可應(yīng)用到在圖9和圖10所示的裝置中。
在圖11中，新提供了相位噪聲測量部分50、信號處理部分51、減法器52和積分器53。相位噪聲測量部分50測量從幅度調(diào)整部分14輸出的信號的相位噪聲。信號處理部分51從相位噪聲測量部分50接收測量結(jié)果。減法器52從相位噪聲設(shè)置部分20和信號處理部分51接收信號。積分器53從減法器52接收相減結(jié)果，以預(yù)定時間對相減結(jié)果積分，并把積分結(jié)果輸出到相位噪聲產(chǎn)生部分21。
另外，在相位噪聲設(shè)置部分20與相位噪聲產(chǎn)生部分21之間提供與減法器52和積分器53并聯(lián)的傳輸路徑L4。SW9把相位噪聲設(shè)置部分20的輸出端連接到減法器52或傳輸路徑L4兩者之一的輸入端。開關(guān)SW10把相位噪聲產(chǎn)生部分21的輸入端連接到積分器53或傳輸路徑L4兩者之一的輸出端。
將說明上述裝置的操作。
類似于在圖1中所示的裝置，在由開環(huán)控制相位噪聲的情況下做出說明。開關(guān)SW9、SW10把連接切換到傳輸路徑L4端。類似于在圖1中所示的裝置，相位噪聲設(shè)置部分20隨后向相位噪聲產(chǎn)生部分21輸出設(shè)置值。其它操作與在圖1中所示的裝置的操作相同，因此省略其說明。
接下來，將說明幅度調(diào)整部分14的輸出被反饋以此來調(diào)整相位噪聲的噪聲量的情況。
開關(guān)SW9、SW10把連接切換到減法器52和積分器53的那端。相位噪聲設(shè)置部分20隨后向減法器52輸出設(shè)置值。另外，減法器52從相位噪聲設(shè)置部分20的值中減去來自信號處理部分51的值，并輸出到積分器53。
積分器53通過開關(guān)SW10向相位噪聲產(chǎn)生部分21輸出對預(yù)定時間的積分結(jié)果。類似于在圖1中所示的裝置，相位噪聲產(chǎn)生部分21產(chǎn)生預(yù)定的相位噪聲。另外，相位噪聲添加部分26根據(jù)來自相位噪聲產(chǎn)生部分21的信號對來自頻率產(chǎn)生電路13的載波信號執(zhí)行相位調(diào)制以此來對該載波信號添加相位噪聲，并輸出到幅度調(diào)整部分14。幅度調(diào)整部分14使載波信號成為期望的輸出電平(幅度)然后輸出該信號。
此外，相位噪聲測量部分50測量來自幅度調(diào)整部分14(例如，見JP-A-2005-308509等作為相位噪聲的測量)并向信號處理部分51輸出測量的結(jié)果。信號處理部分51隨后對測量的結(jié)果執(zhí)行預(yù)定操作并把操作結(jié)果輸出到減法器52。因此，減法器52再次獲得來自相位噪聲設(shè)置部分20的設(shè)置值與來自信號處理部分51的測量結(jié)果之間的差。將該再次獲得的相減結(jié)果輸出到積分器53。如上所述，重復(fù)操作該反饋來調(diào)整相位噪聲以使得添加到從幅度調(diào)整部分14輸出的信號上的相位噪聲與相位噪聲設(shè)置部分20的設(shè)置值之間的差為“0”。其它操作與在圖1中所示的裝置的操作相同，因此省略其說明。
如上所述，相位噪聲測量部分50測量來自幅度調(diào)整部分14的輸出信號的相位噪聲。減法器52獲得相位噪聲的測量結(jié)果與來自相位噪聲設(shè)置部分20的設(shè)置值之間的差，并向相位噪聲產(chǎn)生部分21輸出用于減小對設(shè)置值的誤差的信號。因此，該信號收斂以使得對相位噪聲的差成為“0”。因此，對相位噪聲設(shè)置部分20設(shè)置的相位噪聲能以良好的精度添加到載波信號上。
(8)在對圖4、圖6和圖9中所示裝置的載波信號添加幅度噪聲的情況下，示出了這樣的構(gòu)造根據(jù)來自在幅度噪聲產(chǎn)生部分31中幅度調(diào)整部分35的信號來開環(huán)控制在幅度噪聲添加部分36中的可變衰減器36c。然而，還可構(gòu)造這樣的閉環(huán)控制，即可通過對在幅度噪聲添加部分36中添加了噪聲的信號進行反饋來調(diào)整幅度噪聲。將參照圖12來陳述對閉環(huán)控制的說明。與圖6中指示的相同部件附注了相同的參考數(shù)字，并省略其說明。
在圖12中，在幅度噪聲添加部分36中提供DAC36d、加法器36e、減法器36f、積分器36g、電功率分割部分36h和電功率檢測部分36i。DAC36d是基準電壓輸出部分，其接收由幅度噪聲添加部分36輸出的幅度電平的設(shè)置值，并輸出對應(yīng)于該設(shè)置值的基準電壓。加法器36e接收來自DAC36b、36d的電壓信號。減法器36f接收加法器36e的相加結(jié)果(電壓值)和電功率檢測部分36i的檢測值(電壓值)。積分器36g接收減法器36f的相減結(jié)果，以預(yù)定時間對它積分，并把積分結(jié)果輸出到可變衰減器36c。電功率分割部分36h把由可變衰減器36c添加了幅度噪聲的信號分割成依照預(yù)定比率的信號，并把已分割信號的一個輸出到SW6，把另一個輸出到電功率檢測部分36i。電功率分割部分36h例如是定向耦合器、電功率分配器等。電功率檢測部分36i例如是包絡(luò)線波形檢測器、對數(shù)放大器等。
以上述構(gòu)造(用于輸出基準電壓的DAC36d，以及閉環(huán)(減法器36f、積分器36g、可變衰減器36c、電功率分割部分36h和電功率檢測部分36i))給幅度噪聲添加部分36賦予ALC(自動電平控制)功能。
將說明上述裝置的操作。首先將說明ALC功能的操作。
DAC36d通過加法器36e向減法器36f輸出基準電壓。相反，電功率分割部分36h取出由可變衰減器36c輸出的信號的一部分電功率并輸出到電功率檢測部分36i。電功率檢測部分36i隨后檢測電功率的幅值，產(chǎn)生指示被檢測電功率幅值的電壓值信號，并輸出到減法器36f。
此外，減法器36f獲得來自DAC36d的基準電壓與來自電功率檢測部分36i的電壓之間的差。從該操作獲得的結(jié)果，即基準電壓與被檢測電壓之間的差被輸出到積分器36g。積分器36g隨后向可變衰減器36c輸出對應(yīng)于該差的信號。可變衰減器36c響應(yīng)于該信號，對來自頻率產(chǎn)生電路13的載波信號進行衰減并輸出到電功率分割部分36h。
通過電功率分割部分36h和電功率檢測部分36i再次獲得衰減電壓值。另外，減法器36f獲得基準電壓與新檢測的電壓之間的差，并把該差輸出到積分器36g。通過執(zhí)行上述反饋，可變衰減器36c的輸出收斂于來自DAC36d的基準電壓與來自幅度噪聲添加部分36的輸出信號之間的差基本為零的一點。因此，幅度噪聲添加部分的輸出電平被穩(wěn)定化，成為給定的輸出電平。
下面將對添加幅度噪聲的情況進行描述。加法器36e把來自DAC36b的電壓(用于根據(jù)幅度噪聲產(chǎn)生部分31產(chǎn)生的幅度噪聲的信號)加到來自DAC36d的要作為ALC電路基準電壓的輸出，并輸出到減法器36f。處于執(zhí)行了加法的ALC后級的閉環(huán)電路跟隨著在環(huán)響應(yīng)頻帶中添加了噪聲的基準電壓的信號。實際上，在實現(xiàn)ALC時從幅度噪聲添加部分36輸出添加了幅度噪聲的信號。后級的幅度調(diào)整部分14隨后放大該輸出以獲得期望增益。
順便地說，在幅度噪聲添加部分36中的可變衰減器36c對來自頻率產(chǎn)生電路13的載波信號執(zhí)行幅度調(diào)制，并輸出到幅度調(diào)整部分14。在幅度調(diào)整部分14中的放大器14a和可變衰減器14b使被幅度調(diào)制的信號具有期望的輸出電平(幅度)并輸出該信號。然而，沒有提供可變衰減器14b時，在可變衰減器14b中執(zhí)行的衰減還可由在幅度噪聲添加部分36中的可變衰減器36c來執(zhí)行。
如上所述，DAC36d的輸出被設(shè)置到基準電壓。加法器36e把DAC36b的輸出加到基準電壓并輸出到減法器36f。減法器36f隨后獲得可變衰減器36c的輸出與基準電壓之間的差，并向可變衰減器36c輸出用于減小與基準信號的誤差的信號。因此，來自可變衰減器36c的輸出被收斂以使可變衰減器36c的輸出與基準電壓之間的差成為“0”。因此，來自幅度噪聲添加部分36的幅度變得穩(wěn)定。
本發(fā)明具有各種優(yōu)點。
根據(jù)本發(fā)明的頻率合成器，所述噪聲產(chǎn)生部分產(chǎn)生要成為設(shè)置值的噪聲，并且所述噪聲添加部分把來自噪聲產(chǎn)生部分的噪聲添加到來自信號產(chǎn)生部分的信號上，從而可對該信號添加定量的噪聲。由此，可對來自信號產(chǎn)生部分的信號添加期望的噪聲，并且可使得來自信號產(chǎn)生部分的信號的頻譜形狀成為期望的形狀。因此，能以良好精度測量要測試的對象的抗噪性。
根據(jù)本發(fā)明的頻率合成器，所述噪聲產(chǎn)生部分根據(jù)信號產(chǎn)生部分的環(huán)頻帶來產(chǎn)生噪聲，該噪聲使來自信號產(chǎn)生部分的信號頻譜成為期望的形狀，并且噪聲添加部分把所獲得的噪聲添加到來自信號產(chǎn)生部分的信號，從而可對該信號添加定量的噪聲。因此，可對來自信號產(chǎn)生部分的信號添加期望噪聲，并可使得來自信號產(chǎn)生部分的信號的頻譜形狀成為期望的形狀。這樣，能以良好精度測量要測試的對象的抗噪性。
根據(jù)本發(fā)明的頻率合成器，所述電平檢測器獲得來自所述信號產(chǎn)生部分的信號中心頻率的電功率電平與噪聲電平的比率，并且所述背景噪聲特性調(diào)整部分根據(jù)由電平檢測器獲得的該比率來調(diào)整可變衰減器的衰減量，從而可對該信號添加定量的噪聲。由此，可對來自信號產(chǎn)生部分的信號添加期望的噪聲，并可使得來自信號產(chǎn)生部分的信號的頻譜形狀成為期望的形狀。這樣，能以良好精度測量要測試的對象的抗噪性。
對該領(lǐng)域里的技術(shù)人員顯而易見的是在不脫離本發(fā)明的精神或范圍的情況下可對所描述的本發(fā)明優(yōu)選實施例做出各種修改和變化。因此，認為本發(fā)明覆蓋了與所附權(quán)利要求及其等同物相一致的本發(fā)明的所有修改和變化。
權(quán)利要求
1.一種頻率合成器，其包括信號產(chǎn)生部分，用于輸出具有期望頻率的信號；噪聲產(chǎn)生部分，用于產(chǎn)生具有設(shè)置值的噪聲；以及噪聲添加部分，用于把來自所述噪聲產(chǎn)生部分的噪聲添加到來自所述信號產(chǎn)生部分的信號上。
2.如權(quán)利要求1所述的頻率合成器，其中所述噪聲產(chǎn)生部分根據(jù)所述信號產(chǎn)生部分的環(huán)頻帶來產(chǎn)生使來自該信號產(chǎn)生部分的信號的頻譜具有期望形狀的噪聲。
3.如權(quán)利要求1所述的頻率合成器，其中所述噪聲產(chǎn)生部分至少產(chǎn)生相位噪聲、幅度噪聲和背景噪聲中的一個。
4.如權(quán)利要求1所述的頻率合成器，其中所述噪聲產(chǎn)生部分包括白噪聲產(chǎn)生部分，用于輸出白噪聲；相位噪聲特性調(diào)整部分，用于根據(jù)所述信號產(chǎn)生部分的環(huán)頻帶來獲得相位調(diào)制量；頻率調(diào)整部分，用于根據(jù)來自所述相位噪聲特性調(diào)整部分的指令來調(diào)整來自所述白噪聲產(chǎn)生部分的白噪聲的頻率特性；以及幅度調(diào)整部分，用于根據(jù)來自所述相位噪聲特性調(diào)整部分的指令來調(diào)整來自所述頻率調(diào)整部分的信號的幅度特性。
5.如權(quán)利要求4所述的頻率合成器，其中所述噪聲添加部分是正交調(diào)制器。
6.如權(quán)利要求5所述的頻率合成器，還包含相位差產(chǎn)生部分，用于把來自信號產(chǎn)生部分的信號分成具有90°相位差的信號；乘法器，用于根據(jù)來自所述噪聲產(chǎn)生部分的信號來對由所述相位差產(chǎn)生部分所分割的信號執(zhí)行幅度調(diào)制；以及加法器，用于對來自所述乘法器的輸出進行相加。
7.如權(quán)利要求1所述的頻率合成器，其中所述噪聲產(chǎn)生部分包括白噪聲產(chǎn)生部分，用于輸出白噪聲；幅度噪聲特性調(diào)整部分，用于根據(jù)所述信號產(chǎn)生部分的環(huán)頻帶來獲得幅度調(diào)制量；頻率調(diào)整部分，用于根據(jù)來自所述幅度噪聲特性調(diào)整部分的指令來調(diào)整來自所述白噪聲產(chǎn)生部分的白噪聲的頻率特性；以及幅度調(diào)整部分，用于根據(jù)來自所述幅度噪聲特性調(diào)整部分的指令來調(diào)整來自所述頻率調(diào)整部分的信號的幅度特性。
8.如權(quán)利要求7所述的頻率合成器，其中所述噪聲添加部分包括可變衰減器，其用于根據(jù)來自所述噪聲產(chǎn)生部分的信號對來自所述信號產(chǎn)生部分的信號執(zhí)行幅度調(diào)制。
9.如權(quán)利要求1所述的頻率合成器，其中所述噪聲添加部分包括用于對來自所述信號產(chǎn)生部分的信號進行衰減的可變衰減器，并且所述噪聲產(chǎn)生部分包括電平檢測器，用于獲得來自所述信號產(chǎn)生部分的信號的中心頻率的電功率電平與噪聲電平的比率；以及背景噪聲特性調(diào)整部分，用于根據(jù)由所述電平檢測器獲得的比率來調(diào)整所述可變衰減器的衰減量。
10.如權(quán)利要求4所述的頻率合成器，其還包含相位噪聲測量部分，用于測量被所述噪聲添加部分添加了相位噪聲的信號的相位噪聲；以及減法器，用于向所述噪聲產(chǎn)生部分輸出信號，該信號減小了所述設(shè)置值與所述相位噪聲測量部分所測量的相位噪聲之間的誤差。
11.如權(quán)利要求8所述的頻率合成器，還包含電功率檢測部分，用于檢測被所述可變衰減器添加了幅度噪聲的信號的電功率，并用于輸出對應(yīng)于檢測到的電功率幅值的電壓值；基準電壓輸出部分，用于輸出基準電壓；加法器，用于把來自所述噪聲產(chǎn)生部分的幅度噪聲加到來自所述基準電壓輸出部分的基準電壓；以及減法器，用于向可變衰減器輸出信號，該信號減小了來自所述加法器的基準電壓與作為所述電功率檢測部分的檢測結(jié)果的電壓值之間的誤差。
全文摘要
一種頻率合成器，其包括信號產(chǎn)生部分，用于輸出具有期望頻率的信號；噪聲產(chǎn)生部分，用于產(chǎn)生具有設(shè)置值的噪聲；以及噪聲添加部分，用于把來自所述噪聲產(chǎn)生部分的噪聲添加到來自所述信號產(chǎn)生部分的信號上。
文檔編號H03L7/16GK1996759SQ200610167390
公開日2007年7月11日 申請日期2006年12月31日 優(yōu)先權(quán)日2006年1月5日
發(fā)明者吉武哲, 田中竜太 申請人:橫河電機株式會社