本实用新型专利涉及一种基于软硬件结合方法实现已知标准信号、已知噪声信号以及加噪信号三种输出的多参数可调加噪信号源，通过将标准信号和噪声信号(干扰)叠加形成新信号，将其作为精密仪器的输入信号，用以检验精密仪器的抗干扰能力，特别适用于检测测量仪器，例如光谱检测仪器。
背景技术：
信号源是我们实验室中常见的一种通用电子仪器，它可以产生各种类型的信号，还可以根据测量系统的要求对所产生信号的频率、输出电压和相位等参数进行改变。在电子实验中，信号源可以作为被测电路系统的激励源，结合其它仪器仪表(例如万用表等)测量电路的参数，可以验证电路的可靠性和稳定性。
对于测量仪器来说，实际应用中我们大多数情况下很难确定输入信号内含有的噪声大小，同时这些噪声对仪器处理结果产生的影响也很难确定，因此很难确定仪器系统的抗干扰能力。而加噪信号源作为一种可以选择性地把已知噪声信号加入到已知标准信号中输出的信号源，可以更方便直观地观察到噪声信号对仪器输出结果的影响，检测仪器的抗干扰能力。目前市场中的信号源，大都只能产生标准信号或者已知噪声信号，且其中包含的噪声未知，不能用来检测仪器的抗干扰能力。而部分加噪信号源能够产生噪声的种类较少且能够输出信号的频率和电压有限，不能满足部分系统实际检测的要求。
对一个信号源而言，最基本的判价标准为其输出信号的频率和输出电平等参数是否精确，能否输出具有不同参数信息(如波形、频率、输出电平等)的信号，以满足不同系统需要，该产品能否投入使用。对于加噪信号源来说，还需要考虑产生噪声信号的质量，以及两路信号叠加后的信号是否准确包含了两路信号的信息，如频率、幅值等，而且叠加后的信号不能失真变形。多参数可调加噪信号源产生信号的质量对后续检验仪器抗干扰能力具有很大的影响，因此需要采用合理的技术手段保证产生信号的质量。
考虑到输出信号的质量，本实用新型专利涉及的问题可以分为以下几方面：
(1)标准信号源通过dds技术产生标准信号，如何采用正确的时序和控制字产生需要的信号。
(2)噪声源包括两种：产生模拟式噪声源的调制信号和控制信号都由模拟电路产生，但模拟式噪声源的功能单一，不能满足多样式干扰选择；数字式噪声源的调制信号和控制信号都是由数字电路产生，关键是产生相对独立的高斯白噪声伪随机码。
(3)使用常用的da芯片进行数模转换产生的信号频率误差较大，很难达到频率值精确度要求。
(4)考虑到电子器件的内部噪声干扰以及器件的本身缺陷，如何控制程控放大得到符合要求的幅值。
(5)如何实现两路信号较好地叠加为一路信号输出。
技术实现要素：
为解决上述技术问题，本实用新型专利提供了一种多参数可调加噪信号源，该信号源采用直接数字式频率合成技术(dds技术)、数模转换和可控增益放大、虚拟仪器技术相结合的方法，可以得到较好的输出信号。
该信号源主要包括：主控模块、上位机模块、电源模块、标准信号生成模块、噪声信号生成模块、程控放大模块、两路信号合成模块以及开关。标准信号生成模块主要输出标准信号，其波形有正弦、方波、直流三种。正弦信号由dds单元产生，实现频率准确、可调，方波信号由dds单元输出的正弦信号通过过零比较器产生，直流信号由主控模块内置da输出，频率范围为1-1khz，幅值范围为-12-+12v，步进值为0.5v；噪声信号生成模块主要输出噪声信号，有高斯白噪声、固定频率噪声、带频噪声三种，工频噪声由dds单元产生，其余两种由外置数模转换单元进行转换，转换前的高斯白噪声数组和带频噪声数组都由matlab软件产生，具有较好的随机性，频率范围为1-1mhz，幅值范围为-5-+5v，步进值为0.5v；程控放大模块采用两路放大电路分别对标准信号和噪声信号进行可控放大，具体放大倍数由电压型程控放大芯片和后级放大电路控制，通过数模转换输出的电平值控制程控放大芯片的放大倍数，对两路信号进行放大；电源模块为各个模块提供不同大小的电源电压。
主控模块选用微控制器。上位机模块基于虚拟仪器技术，利用人机交互软件进行标准信号和噪声信号参数信息的设置，然后通过rs232串口通讯发送到主控模块，主控模块通过i/o口分别向标准信号生成模块和噪声信号生成模块发送波形和频率参数控制字，生成两路中间信号，同时向程控放大模块发送输出电平值去控制对两路信号的放大倍数，产生最终的标准和噪声信号。输出的两路信号分别由开关闭合或断开控制进入两路信号合成模块合成为输出信号，实现标准信号、噪声信号、加噪信号三种信号输出。
本实用新型的创新点是：
(1)本实用新型专利因在标准信号上叠加已知噪声信号得到的加噪信号，可以更好地去检测仪器的抗干扰能力以及噪声信号对整体系统的影响。
(2)本实用新型专利可产生多种形式的标准信号和噪声，同时产生信号的频率与输出电压可调范围较大。
本专利满足的技术指标：
1、标准信号：
(1)波形：正弦、方波、直流
(2)频带范围：1—1000hz可选
(3)输出电压范围：-12v—12v可选
(4)输出电压误差范围：±10mv
2、噪声信号：
(1)噪声形式：高斯白噪声，工频噪声，带频噪声
(2)频率范围：工作频率，1—1mhz
(3)输出电压范围：0—5v
3、输出模式：噪声信号、标准信号、加噪声信号。
附图说明
图1为本实用新型专利的原理框图。
图2为本实用新型专利的软件程序流程图。
图3为程控放大模块6、7组成框图。
图4为两路信号合成模块8组成框图。
具体实施方式
下面结合附图对本实用新型作进一步的详细说明：
如图1所示，多参数可调加噪信号源主要包括：主控模块1、上位机模块2、电源模块3、标准信号生成模块4、噪声信号生成模块5、两路程控放大模块6和7、两路信号合成模块8、开关9和开关10。
上位机模块2采用labview等软件设计的人机交互程序设置输出的标准和噪声信号的参数，如波形、频率、电压等，通过rs232串口线向主控模块1传输设置的参数信息。
主控模块1选用微控制器stm32f103zet6，通过如图2所示的程序来计算处理接收的参数信息，并根据计算结果将对应的时序和控制字通过i/o口向标准信号生成模块4和噪声信号生成模块5发送信号波形和频率参数要求，输出相应的中间信号，同时主控模块1向两路程控放大模块6、7分别发送输出电平值，控制两路程控放大模块对中间信号进行可控放大，产生两路信号：标准信号和噪声信号。最后开关在主控模块1控制下闭合或断开，使两路信号分别通过开关进入信号合成模块8合成为最后的输出信号，包含标准信号、噪声信号、加噪信号三种信号形式。电源模块3对其它各部分进行供电。
标准信号生成模块4包括ad9850(dds芯片)正弦信号产生单元、lm393方波信号产生单元，该模块通过导线与主控器的i/o输出口相连接，接收主控模块1传输的标准信号波形、频率参数，输出具有一定波形、频率、电压的标准信号(正弦波、方波、直流信号)，并通过导线与程控放大模块6的ad603前级程控放大单元的输入端连接，作为开关9的输入信号。
噪声信号生成模块5包括ad9850(dds芯片)正弦信号产生单元、dac0832数模转换信号产生单元，该模块通过导线与主控器的i/o输出口相连接，接收主控模块1传输的噪声信号波形、频率参数，输出具有一定波形、频率、电压的噪声信号(高斯白噪声、工频噪声、带频噪声)，并通过导线与程控放大模块7的ad603前级程控放大单元的输入端连接，作为开关10的输入信号。
开关9为接收标准信号开关，通过导线与主控制器的i/o输出口和程控放大模块6的输出端相连接，通过主控模块1输出的通断信息控制开关9，选择标准信号是否输出；开关10为接收噪声信号开关，通过导线与主控制器的i/o输出口和程控放大模块7的输出端相连接，通过主控模块1输出的通断信息控制开关，选择噪声信号是否输出。
两路程控放大模块6和7包括ad603前级程控放大单元、由op07芯片(op07具有低噪声特性)组成的后级放大电路单元和dac0832数模转换单元，通过导线与主控制器的i/o口输出相连接，接收主控模块1对接收到的电平值参数进行计算后输出的电压值，对输入的标准信号和噪声信号进行放大后输出。
两路信号合成模块8包括由lm358芯片组成的反相器、由op07芯片组成的反相加法电路单元，该模块通过导线与标准信号接收开关9、噪声信号接收开关10相连接，对开关9和开关10输出的信号合成并输出。
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