Mir kam ein Eichmarkengeber (auch „Lattenzaun-Generator“ genannt) unter, der Kalibrier-Signale alle 100kHz mit konstanter Amplitude macht. Hier etwas Theorie dazu:

Der „Klassiker“ für so einen Generator ist ein Rechteck-Signal. Der Nachteil dabei ist, dass die Amplituden der einzelnen Oberwellen nicht konstant sind. Bei einem perfekt symmetrischen Rechteck fehlt jede zweite Oberwelle und das Signal fällt auch noch stark ab mit steigender Frequenz, wie sich aus der Reihenentwicklung nach Fourier ergibt.

Eine Lösung wäre der Sägezahngenerator. Der hätte zumindest mal jede Oberwelle, aber auch hier fallen die Amplituden der Oberwellen stark ab. Zudem ist ein Sägezahn in HF schwieriger zu erzeugen.

Ein anderer Weg ist, das Rechteck unsymmetrisch zu machen. Die Fourier-Reihe sieht erst mal schlimm aus. Wenn a die Pulsbreite und n die Oberwelle ist, ist die Amplitude sin(an)/n. Das heißt die Amplituden können sogar 0 sein, je nachdem ob sich an durch π teilen lässt. Und konstant sind die Amplituden noch weniger.

EichmarkengeberWenn der Puls aber extrem schmal ist, das Rechteck also extrem unsymmetrisch ist, ergibt sich etwas anderes. So lange an kleiner ist als etwa 1/5 der Periodendauer der Grundfrequenz, kann der Sinus großzügig abgeschätzt als linear angenommen werden, denn es gilt dann sin(x) ≈ x und die Amplituden der Oberwellen sind dann sin(an)/na. Das heißt wenn der Puls hinreichend schmal ist, haben wir bis zu einer bestimmten Frequenz einen konstanten Verlauf der Amplitude der Oberwelle.

In konkreten Zahlen:

Grundfrequenz des „Lattenzaun“ f = 100kHz
minimal erzeugbare Pulsbreite a = 5ns
Periodendauer von f: T = 1/f = 10μs
linearer Bereich T‘ = T/5 = 2μs
maximale konstante Oberwelle n = T’/a = 400
Frequenz der Oberwelle f’= f*n = 40MHz

Das heißt mit der Verzögerung von z.B. einem Logik-Gatter lässt sich ein Generator bauen der die gesamte Kurzwelle mit einem konstanten Pegel an Oberwellen überstreicht. Durch Wahl von besonders schnellen Gattern und mit „Augen zudrücken“ bei der Konstanz der Amplituden ist das Gerät bis weit in den UKW-Bereich geeignet.

Zu einer Aufbauanleitung des Lattenzaungenerator:

http://ajwp.mb4ham.de/

Hier noch eine genauere Herleitung aus der auch hervor geht, dass der Puls sogar noch doppelt so breit sein darf: fourierrechteck.pdf