一種頻譜分析儀的校準方法技術

本發明專利技術涉及一種頻譜分析儀的校準方法，包括：確定中頻通道電路需校準的頻率點；利用每個校準頻率點對應的頻率，確定每個校準頻率點對應的第一本振信號的掃頻頻率和數控振蕩器的掃頻頻率；每一次校準時，設置第一本振的工作頻率和數控振蕩器的工作頻率；每個校準頻率點對應的校準信號依此經過射頻前端、中頻通道電路、采樣之后，輸入至所述數控振蕩器，經數控振蕩器混頻處理，將每個校準信號變頻至零中頻；對每個校準信號對應的零中頻信號處理獲得校準信號的測量幅度；每個校準信號的測量幅度與實際幅度比較，獲得中頻通道電路在對應頻率點的頻率響應；利用中頻通道電路在對應頻率點的頻率響應實現頻譜分析儀的校準。

【技術實現步驟摘要】
一種頻譜分析儀的校準方法
本專利技術涉及頻譜分析儀
，特別涉及一種頻譜分析儀的校準方法。
技術介紹
頻譜分析儀是一種用來對被測信號進行頻譜分析的接收機，可以測量未知信號的頻率、幅值、失真等相關參數，通常具有很寬的頻率和幅值測量范圍。主要應用于基站維護、電子產品研發、生產等領域。頻譜分析儀又可稱為頻域示波器、跟蹤示波器、分析示波器、諧波分析器、頻率特性分析儀或傅里葉分析儀等。頻譜分析儀的主要技術指標有頻率范圍、分辨力、掃頻速度、靈敏度、顯示方式和假響應、幅度精度等。如圖1所示，為傳統的頻譜分析儀的工作原理圖。輸入射頻信號經過多次變頻將頻率較高的信號改變為數字中頻模塊可處理的低頻信號。由于是多次混頻，所以必然要求提供多個本振信號。在這一轉變過程中，由于混頻器本身的特性決定，會產生無用邊頻及非線性雜散等，為了保證信號頻譜的純度，就需要用濾波器將不需要的信號濾除。如圖2所示，改進型頻譜分析儀的工作原理圖。頻譜分析儀100采用超外差式結構，對通過射頻前端模塊101引入的輸入信號、中頻通道模塊102對其進行多次變頻，使之變成中頻信號，然后送至包含ADC采樣單元、數字中頻濾波器單元、檢波器單元，控制單元及顯示器單元的顯示模塊103進行輸出和顯示。在射頻前端模塊101中，被測信號從輸入端口進入，用單刀雙擲開關1來選通前端鏈路104或者選通功率負載2，單刀雙擲開關1有可能要承受較大功率，因此經常采用大功率單刀雙擲開關或繼電器來構成。單刀雙擲開關4用于選通將被測信號輸入前端鏈路104還是將校準信號輸出單元3接入前端鏈路104從而進行自校準，校準信號輸出單元3通常由頻譜分析儀100的內部電路產生。單刀雙擲開關5與單刀雙擲開關7共同配合選通固定衰減器6是否接入前端鏈路104。固定衰減器6可以承受較大的輸入功率，當用頻譜分析儀100測量較大功率的信號時，為了保證混頻器13工作在線性區域，需要先將輸入信號進行衰減；固定衰減器6通常具有較高的壓縮點，以確保到達混頻器13的被測信號不會被壓縮。步進衰減器8是一個衰減量可調的衰減器，而且具有較寬的衰減范圍，可將輸入的被測信號繼續衰減至混頻器13的最佳混頻電平。單刀雙擲開關9和單刀雙擲開關11共同配合選通前置放大器10，前置放大器10用于小信號的測量，當被測量的信號幅值比較小且接近頻譜分析儀100的低噪時，打開前置放大器10，將減小前端鏈路104的噪聲系數，即降低了噪聲，這樣小信號可以被準確的測量。濾波器12是一個低通濾波器，其作用是對混頻器13的鏡像頻率進行抑制。該方案的校準方法是頻譜分析儀100對點頻的校準信號進行測量，將其通過測量得到的校準信號的幅值與校準信號的實際幅值做差值，顯示模塊203中的控制單元將所述差值保存起來，在頻譜分析儀100以后的測量結果中，自動加上該差值，以減少測量結果的誤差。從顯示模塊103中的數字中頻濾波單元后處理的信號是有一定帶寬的，信號帶寬等于當前設置RBW(分辨率濾波器帶寬)，而現有方案的校準方法并不能對中頻通道模塊電路在RBW帶寬內引入的頻率響應進行校準，因此中頻通道模塊電路引入的頻率響應平坦度會影響測試信號幅度的準確性(3dB帶寬內)，設備幅度測試準確度降低。頻譜分析儀100的中頻通道模塊中的模擬中頻濾波器帶寬須大于頻譜分析儀的最大可設RBW，如1MHz。經過顯示模塊103中ADC采樣、數字中頻濾波處理后的信號帶寬等于當前設置的RBW帶寬。因為數字中頻處理的信號并不是理想的單頻點信號，而是帶寬為RBW的信號，現有方案校準只進行單點校準，并沒有考慮中頻通道電路在信號帶寬內的頻率響應平坦度，測得的信號峰值準確度比較高，但是3dB帶寬內的幅度與實際值誤差可能會較大，無法校準。實時頻譜分析儀是同時采樣分析帶寬內的信號，分析帶寬通常較寬，分析帶寬內中頻通道的頻率響應平坦度對測試的準確性影響是無法忽略的，若應用現有方案的校準方法，校準信號須是帶寬等于分析帶寬的寬帶信號。為了完成校準，需要增加寬帶信號產生電路作為校準信號源，增加了電路成本，且保證全工作溫度范圍內寬帶校準信號幅度精度高，實現難度也比較大。
技術實現思路
為解決現有技術的問題，本專利技術提出一種頻譜分析儀的校準方法，在現有方案電路的基礎上可以不增加額外電路就能實現對中頻通道電路的帶內頻率響應進行校準，減小中頻通道電路的帶內頻率響應對幅度測量的影響。為實現上述目的，本專利技術提供了一種頻譜分析儀的校準方法，包括：確定中頻通道電路需校準的頻率點；利用每個校準頻率點對應的頻率，確定每個校準頻率點對應的第一本振信號的掃頻頻率和數控振蕩器的掃頻頻率；每一次校準時，根據每個校準頻率點對應的第一本振信號的掃頻頻率和所述頻譜分析儀的數控振蕩器的掃頻頻率，設置第一本振的工作頻率和數控振蕩器的工作頻率；每個校準頻率點對應的校準信號依此經過射頻前端、中頻通道電路、采樣之后，輸入至所述數控振蕩器，經所述數控振蕩器混頻處理，將每個校準信號變頻成零中頻信號；所述頻譜分析儀利用每個校準信號對應的零中頻信號獲得相應校準信號的測量幅度；每個校準信號的測量幅度與實際幅度比較，獲得每個校準信號的差值，該差值為中頻通道電路在對應頻率點的頻率響應；利用中頻通道電路在對應頻率點的頻率響應實現頻譜分析儀的校準。優選地，所述數控振蕩器的掃頻頻率與所述中頻通道電路輸出的中頻信號的頻率相等。上述技術方案具有如下有益效果：本技術方案簡單易實現，且不額外增加電路成本，用以校準中頻通道電路分析帶寬內的頻率響應，以減小其對幅度測量準確度的影響。附圖說明為了更清楚地說明本專利技術實施例或現有技術中的技術方案，下面將對實施例或現有技術描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本專利技術的一些實施例，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他的附圖。圖1為傳統的頻譜分析儀的工作原理圖；圖2為改進型頻譜分析儀的工作原理圖；圖3為本專利技術提出的一種頻譜分析儀的校準方法流程圖；圖4為本實施例需要校準的頻譜分析儀的電路圖。具體實施方式下面將結合本專利技術實施例中的附圖，對本專利技術實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本專利技術一部分實施例，而不是全部的實施例。基于本專利技術中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本專利技術保護的范圍。本技術方案的工作原理：現有技術通常采用寬帶信號作為校準信號的方法，需要增加寬帶信號產生電路，增加了電路成本，占用PCB面積也會相應增加，且幅度精準的寬帶信號產生電路實現難度也是比較大的。基于此，本技術方案為了校準中頻通道的寬帶頻率響應，沒有增加一個寬帶的校準信號產生電路，當進行校準時，校準信號不變，第一本振頻率和數振蕩器頻率同步變化，可測試得到校準信號變頻至中頻通道帶內任意位置后進行采樣處理的幅度，與校準信號實際幅度值比較得到的差值，保存下來，作為輸出該中頻頻率時中頻通道頻率響應的校準數據。頻譜分析儀進行測量時，自動加上相應的差值。實現頻譜分析儀的校準，不需要為了配合校準增加額外的電路。基于上述工作原理，本專利技術提出一種頻譜分析儀的校準方法，如圖3所示。包括：步驟301)確定中頻通道電路需校準的頻率點；步驟本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種頻譜分析儀的校準方法，其特征在于，包括：確定中頻通道電路需校準的頻率點；利用每個校準頻率點對應的頻率，確定每個校準頻率點對應的第一本振信號的掃頻頻率和數控振蕩器的掃頻頻率；每一次校準時，根據每個校準頻率點對應的第一本振信號的掃頻頻率和所述頻譜分析儀的數控振蕩器的掃頻頻率，設置第一本振的工作頻率和數控振蕩器的工作頻率；每個校準頻率點對應的校準信號依次經過射頻前端、中頻通道電路、采樣之后，輸入至所述數控振蕩器，經所述數控振蕩器混頻處理，將每個校準信號變頻成零中頻信號；所述頻譜分析儀利用每個校準信號對應的零中頻信號獲得相應校準信號的測量幅度；每個校準信號的測量幅度與實際幅度比較，獲得每個校準信號的差值，該差值為中頻通道電路在對應頻率點的頻率響應；利用中頻通道電路在對應頻率點的頻率響應實現頻譜分析儀的校準。

【技術特征摘要】
1.一種頻譜分析儀的校準方法，其特征在于，包括：確定中頻通道電路需校準的頻率點；利用每個校準頻率點對應的頻率，確定每個校準頻率點對應的第一本振信號的掃頻頻率和數控振蕩器的掃頻頻率；每一次校準時，根據每個校準頻率點對應的第一本振信號的掃頻頻率和所述頻譜分析儀的數控振蕩器的掃頻頻率，設置第一本振的工作頻率和數控振蕩器的工作頻率；每個校準頻率點對應的校準信號依次經過射頻前端、中頻通道電路、采樣之后，輸入至所述數控振...

【專利技術屬性】
技術研發人員：張弘，王悅，王鐵軍，李維森，
申請(專利權)人：蘇州普源精電科技有限公司，
類型：發明
國別省市：江蘇,32