DTO组件工程设计

摘要：DTO组件作为电子对抗设备的干扰信号源，由于其技术特点而必将得到大量应用，本文简要阐述了DTO组件电路框图的组成及其工作原理，分析了该组件的主要关键技术，最后简要介绍一下其在军事领域方面尤其在电子对抗方面的应用。

关键词：DTO 干扰信号源 恒温VCO

1 引言

DTO（Digitally Tuned Oscillators for simulator applications）组件是一种带调制的数字化调谐振荡器，具有频段范围宽、带宽线性度好、调谐速率快、体积小、重量轻等技术特点，其非常适合于电子对抗设备研制的小型化，由于它具有模块化的结构特征，大大增强了设备的可靠性、可维护性。其相关器件的集成化发展，使DTO组件的体积及重量也趋向进一步的小型化，在全工作环境下的频率精度、调谐速率、频段范围内的带宽线性度等技术指标必将进一步的提高。由于DTO组件在军事上的使用价值，很难买到国外的相关产品，查阅了国外的相关资料，其技术也处于保密状态。因此，迫切需要这方面的技术，来研发出各种波段的DTO组件，满足国内研制各种电子对抗装备的需求。

2 下面介绍2-6GHz DTO的电路框图及工作原理。

2-6GHz DTO的实现如图1所示。

如图1所示，2-6GHz频段被分成2-3.9，3.9-6GHz两个频段，分别由2-4GHz恒温VCO1和3.8-6GHz恒温VCO2来组成，从而保证在频率交界点上还能有大于200MHz的噪声调制带宽。在2-6GHz频段中，如频率间隔为1MHz，则有4001个频点，需要12位二进制码来寻址，故来自外部12位二进制码，作为DTO组件的频码，即ROM1和ROM2的地址码，读取ROM1中的恒温VCO调谐电压码，调谐电压码为16位二进制码，由编制的校正程序产生（下面讲述），经过16位D/A转换成一直流电压进入加法器，其输出去调谐恒温VCO产生所需要的频率。

从外部来的噪声调制信号进入加法器，与12位频码寻址ROM1产生的调谐电压码经16位D/A形成的直流电压相加产生干扰噪声调制信号，送入恒温VCO，产生一个具有一定噪声带宽的射频信号。

3 改善调谐线性度方法

由于恒温VCO调谐曲线是非线性的，这样对DTO调谐线性度有影响，假设恒温VCO的调谐曲线如图2所示：

将该曲线分成若干直线段，由于A段和B段斜率不一样，则在A段的频率和B段的频率点上加相同幅度的噪声信号，其带宽也不一样。

本设计方案采用如下方法改善DTO调谐线性度。

若恒温VCO调谐曲线如图3所示，理想曲线如B所示，实际曲线为A。把曲线A转换成如图2所示，由N根折线所组成，将每根折线的斜率变换成一个合适的二进制码修正值存入ROM2中，即改变折线的斜率就改善了DTO的调谐线性度，12位频码作为ROM2的地址，则每个频率点对应折线的斜率。外部来的噪声调制信号进入DTO组件后，送入一个数控放大器，由频率对应的地址码找出ROM2中的修正值去改变数控放大器的增益，从而改变该频率点的噪声调制信号的幅度大小，使实际的恒温VCO线性度达到指标要求。

两路恒温VCO输出通过一个吸收式单刀双掷开关，由调谐电压码最低位作为控制开关选通一路输出。因16位调谐电压码的最低1位变化不影响输出频率的精度，故由频率校正程序形成的调谐电压码最低位放置频段码控制位。编制一个二进制码转换程序来完成由校正程序产生的调谐电压码转换成带频段码控制位的调谐电压码。

见转换程序流程图 图4

4 频率校正过程（见校正程序流程图 图5）

在DTO组件硬件配置完成以后，需要编制一个校正频率的程序，对DTO组件进行校频，以达到要求的置频精度，校频原理如图6所示：

先由PC机从低端起由编制的校正程序中预置一个调谐电压码，经上图链路由恒温VCO产生调谐频率，其中的8255接口为扩展数据口，产生16位电压调谐码，D/A是把16位电压调谐码转换成直流模拟调谐电压，加法器的作用是与外部来的噪声调制信号相加，产生干扰噪声调制信号，但在校频时，不加外部噪声调制信号。经频率计产生实际调谐电压码，送入PC机与预置电压调谐码相比较，若大于预置码，则由程序调整减小电压调谐码，若小于预置码，则增加调谐电压码，直至实际频率逼近所需频率误差范围。把实际频率所对应的调谐电压码储存，如此循环往复，把2～6GHz频段每间隔1MHz共4001个频率点所对应的调谐电压码储存起来，完成2～6GHz的频率修正，将其校正程序产生的调谐电压码烧至ROM1中。再测出每个恒温VCO调谐曲线所对应折线的斜率，转换成二进制的修正码烧至ROM2中，这样就完成了2～6GHzDTO组件的设计。设计其它频段的DTO组件（如宽频段DTO组件），其设计原理差不多，就是分成多段恒温VCO，再由单刀多掷开关选择输出。频段码控制位1位变多位。

5 结束语

目前，国外不同频段的DTO组件已逐步应用于军事装备中，尤其在电子对抗领域，可作为电子对抗设备的干扰源，它以其独特的技术特点，正受到相关军工研发单位的青睐，与采用混频技术相比，由于其模块化结构的特点，在组成干扰单元设备中，具有设备简单、可靠性高、维护方便、体积小、成本低等诸多优点。其必将广泛应用于国内的电子对抗领域。本文提供的设计方案，DTO置频精度小于3MHz，调谐速率小于2μs，调谐线性度优于1.3：1，在某工程上得到过应用，具有较高的工程设计参考价值。

参考文献

1. DAC16F Designers Reference Manual

2. ZDQ010A恒温VCO 产品手册

3. ASPDT开关产品手册