一種頻率擴展裝置、具備擴頻功能的頻譜分析儀制造方法及圖紙

本發(fā)明專利技術(shù)涉及了一種頻率擴展裝置及具備擴頻功能的頻譜分析儀，其中，具備擴頻功能的頻譜分析儀包括：射頻前端模塊、中頻通道模塊、數(shù)字中頻處理模塊和頻率擴展模塊；其中，頻率擴展模塊與射頻前端模塊的輸入端相連，射頻前端模塊的輸出端與中頻通道模塊的輸入端相連，中頻通道模塊的輸出端與數(shù)字中頻處理模塊相連；頻率擴展模塊包括第一開關(guān)、第二開關(guān)、第三開關(guān)、直通通道、混頻通道和第四開關(guān)；其中，被測信號輸入所述頻率擴展模塊，當(dāng)被測信號的頻率小于等于M時，第三開關(guān)和第四開關(guān)共同選通被測信號經(jīng)直通通道輸入至射頻前端模塊；當(dāng)被測信號的頻率大于M時，第三開關(guān)和第四開關(guān)共同選通被測信號經(jīng)混頻通道輸入至射頻前端模塊。

【技術(shù)實現(xiàn)步驟摘要】
一種頻率擴展裝置、具備擴頻功能的頻譜分析儀
本專利技術(shù)涉及頻譜分析儀
，特別涉及一種頻率擴展裝置、具備擴頻功能的頻譜分析儀。
技術(shù)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(guān)參數(shù)，通常具有很寬的頻率和幅值測量范圍。主要應(yīng)用于基站維護、電子產(chǎn)品研發(fā)、生產(chǎn)等領(lǐng)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(shù)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(yīng)、DANL等。如圖1所示，為傳統(tǒng)地頻譜分析儀的電路原理圖。輸入射頻信號經(jīng)過多次變頻將頻率較高的信號改變?yōu)閿?shù)字中頻處理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(zhuǎn)變過程中，由于混頻器本身的特性決定，會產(chǎn)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，為改進型的頻譜分析儀的電路結(jié)構(gòu)圖。可測射頻信號的頻率范圍為9kHz至7.5GHz。頻譜分析儀對射頻前端模塊引入的輸入被測信號通過第一混頻器及中頻通道模塊，對其進行多次變頻，使之變成數(shù)字中頻模塊可處理的低頻信號，然后送至數(shù)字中頻模塊處理。在射頻前端模塊中，被測信號從輸入端口進入，用單刀雙擲開關(guān)S1來選通輸入至開關(guān)S2或者選通輸入至功率負載，單刀雙擲開關(guān)S1有可能要承受較大功率，因此經(jīng)常采用大功率單刀雙擲開關(guān)或繼電器來構(gòu)成。單刀雙擲開關(guān)S2用于選通將被測信號輸入射頻前端模塊的后級鏈路還是將自校準信號接入射頻前端模塊的后級鏈路進行自校準。步進衰減器是一個衰減量可調(diào)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(xù)衰減至第一混頻器A和第一混頻器B的最佳混頻電平。單刀雙擲開關(guān)S3和單刀雙擲開關(guān)S6共同配合選通被測信號接入預(yù)選放大器模塊A還是預(yù)選放大器模塊B。當(dāng)被測信號為9kHz至3.2GHz時，選通接入預(yù)選放大器模塊A，濾波器1傳輸；當(dāng)被測信號為3.2GHz至7.5GHz時，選通接入預(yù)選放大器模塊B，并通過單刀四擲開關(guān)S4、S5配合選通濾波器2至濾波器n中的一路傳輸。預(yù)選放大器模塊用于小信號的測量，當(dāng)被測量的信號幅值比較小且接近頻譜分析儀的底噪時，打開前置放大器，將減小射頻前端模塊鏈路的噪聲系數(shù)，即降低了噪聲，這樣可以更準確的測量小信號，并可測的小信號幅度更小。濾波器1是低通濾波器，其作用是對第一混頻器A的鏡像頻率進行抑制。濾波器2至濾波器n是多個帶通濾波器，其作用是對第一混頻器B的鏡像頻率進行抑制。射頻前端模塊輸出的9kHz至3.2GHz和3.2GHz至7.5GHz分別通過第一混頻器A和第一混頻器B與對應(yīng)本振混頻，產(chǎn)生第一中頻信號A或第一中頻信號B，兩路第一中頻信號通過單刀雙擲開關(guān)S6合為一路輸入第二混頻器。現(xiàn)有方案采用了傳統(tǒng)的超外差接收方案，將被測信號由射頻信號經(jīng)過多次變頻轉(zhuǎn)換為數(shù)字可處理的低頻信號。此方案要求第一本振頻率的最大頻率與最小頻率差需等于頻譜分析儀可測射頻信號的最大頻率與最小頻率差，可測信號頻率越寬，要求第一本振覆蓋范圍越寬，電路實現(xiàn)難度及復(fù)雜度就越大。為了降低第一本振的實現(xiàn)難度，依據(jù)被測信號的頻率范圍將射頻前端和第一混頻分成兩個通道分別處理，第一本振的最大頻率與最小頻率差約3.2GHz即可，并且通過選擇合適的第一中頻信號頻率，可以使兩個通道的第一本振頻率基本一致，可以用同一個本振產(chǎn)生電路實現(xiàn)。但是，如果將可測頻率提高至7.5GHz以上時，要求第一本振頻率覆蓋范圍也要加寬，第一本振實現(xiàn)難度增大。
技術(shù)實現(xiàn)思路
為解決現(xiàn)有技術(shù)的問題，本專利技術(shù)提出一種頻率擴展裝置、具備擴頻功能的頻譜分析儀，本頻譜分析儀在現(xiàn)有頻譜分析儀的基礎(chǔ)上增設(shè)擴頻模塊，使得在不增加第一本振頻率實現(xiàn)難度的基礎(chǔ)上，擴大頻譜分析儀的可測頻率范圍。為實現(xiàn)上述目的，本專利技術(shù)提供了一種具備擴頻功能的頻譜分析儀，包括：射頻前端模塊、中頻通道模塊、數(shù)字中頻處理模塊和頻率擴展模塊；所述頻率擴展模塊與所述射頻前端模塊的輸入端相連，所述射頻前端模塊的輸出端與所述中頻通道模塊的輸入端相連，所述中頻通道模塊的輸出端與所述數(shù)字中頻處理模塊相連；所述頻率擴展模塊包括第一開關(guān)、第二開關(guān)、第三開關(guān)、直通通道、混頻通道和第四開關(guān)；其中，被測信號輸入所述頻率擴展模塊，當(dāng)所述被測信號的頻率小于等于頻率值M時，第三開關(guān)和第四開關(guān)共同選通被測信號經(jīng)所述直通通道輸入至所述射頻前端模塊；當(dāng)所述被測信號的頻率大于頻率值M時，第三開關(guān)和第四開關(guān)共同選通被測信號經(jīng)所述混頻通道輸入至所述射頻前端模塊。優(yōu)選地，所述第一開關(guān)的輸入端輸入被測信號，所述第一開關(guān)的第一輸出端與所述第二開關(guān)的第一輸入端相連，所述第一開關(guān)的第二輸出端與所述功率負載的一端相連，所述功率負載的另一端直接接地；所述第二開關(guān)的輸出端與所述第三開關(guān)的輸入端相連，所述第二開關(guān)的第二輸入端與自校準信號輸入端相連；所述第三開關(guān)的第一輸出端與所述直通通道的輸入端相連，所述第三開關(guān)的第二輸出端與所述混頻通道的輸入端相連，所述直通通道的輸出端與所述第四開關(guān)的第一輸入端相連，所述混頻通道的輸出端與所述第四開關(guān)的第二輸入端相連；所述第四開關(guān)的輸出端與所述射頻前端模塊的輸入端相連。優(yōu)選地，所述混頻通道包括：步進衰減器、預(yù)選放大器、第一濾波單元、混頻器和第二濾波單元；其中，所述步進衰減器的輸入端作為所述混頻通道的輸入端，與所述第三開關(guān)的第二輸出端相連，所述步進衰減器、預(yù)選放大器、第一濾波單元、混頻器和第二濾波單元依次串聯(lián)連接，所述第二濾波單元的輸出端作為所述混頻通道的輸出端，與所述第四開關(guān)的第二輸入端相連。優(yōu)選地，所述第一濾波單元為濾波器或濾波器組，用于濾除所述混頻器的鏡像頻率。優(yōu)選地，所述第二濾波單元用于對所述混頻器輸出的信號進行濾波，將所述混頻器輸出的信號的頻率限定為小于頻率值M。優(yōu)選地，所述混頻器的本振頻率為固定頻率。優(yōu)選地，所述頻率值M取值為7.5GHz。對應(yīng)地，為實現(xiàn)上述目的，本專利技術(shù)還提供了一種頻率擴展裝置，用于頻譜分析儀的頻率擴展，所述頻率擴展裝置包括：第一開關(guān)、第二開關(guān)、第三開關(guān)、直通通道、混頻通道和第四開關(guān)；其中，所述第一開關(guān)的輸入端輸入被測信號，所述第一開關(guān)的第一輸出端與所述第二開關(guān)的第一輸入端相連，所述第一開關(guān)的第二輸出端與所述功率負載的一端相連，所述功率負載的另一端直接接地；所述第二開關(guān)的輸出端與所述第三開關(guān)的輸入端相連，所述第二開關(guān)的第二輸入端與自校準信號輸入端相連；所述第三開關(guān)的第一輸出端與所述直通通道的輸入端相連，所述第三開關(guān)的第二輸出端與所述混頻通道的輸入端相連，所述直通通道的輸出端與所述第四開關(guān)的第一輸入端相連，所述混頻通道的輸出端與所述第四開關(guān)的第二輸入端相連；所述第四開關(guān)的輸出端與所述射頻前端模塊的輸入端相連。上述技術(shù)方案具有如下有益效果：本技術(shù)方案是在現(xiàn)有頻譜分析儀中增加一種外置頻率擴展模塊，將頻譜分析儀的頻率測試范圍從7.5GHz擴展至13.6GHz。頻率擴展無需改動現(xiàn)有頻譜分析儀電路，只需要以提供選件的方式增加頻率擴展模塊即可實現(xiàn)頻率擴展。選件的方式可以方便靈活的滿足不同用戶對頻率可測范圍的需求。附圖說明為了更清楚地說明本專利技術(shù)實施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對實施例本文檔來自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護點】
一種具備擴頻功能的頻譜分析儀，包括：射頻前端模塊、中頻通道模塊和數(shù)字中頻處理模塊；其特征在于，還包括：頻率擴展模塊；所述頻率擴展模塊與所述射頻前端模塊的輸入端相連，所述射頻前端模塊的輸出端與所述中頻通道模塊的輸入端相連，所述中頻通道模塊的輸出端與所述數(shù)字中頻處理模塊相連；所述頻率擴展模塊包括第一開關(guān)、第二開關(guān)、第三開關(guān)、直通通道、混頻通道和第四開關(guān)；其中，被測信號輸入所述頻率擴展模塊，當(dāng)所述被測信號的頻率小于等于頻率值M時，第三開關(guān)和第四開關(guān)共同選通被測信號經(jīng)所述直通通道輸入至所述射頻前端模塊；當(dāng)所述被測信號的頻率大于頻率值M時，第三開關(guān)和第四開關(guān)共同選通被測信號經(jīng)所述混頻通道輸入至所述射頻前端模塊。

【技術(shù)特征摘要】
1.一種具備擴頻功能的頻譜分析儀，包括：射頻前端模塊、中頻通道模塊和數(shù)字中頻處理模塊；其特征在于，還包括：頻率擴展模塊；所述頻率擴展模塊與所述射頻前端模塊的輸入端相連，所述射頻前端模塊的輸出端與所述中頻通道模塊的輸入端相連，所述中頻通道模塊的輸出端與所述數(shù)字中頻處理模塊相連；所述頻率擴展模塊包括第一開關(guān)、第二開關(guān)、第三開關(guān)、直通通道、混頻通道和第四開關(guān)；其中，被測信號輸入所述頻率擴展模塊，當(dāng)所述被測信號的頻率小于等于頻率值M時，第三開關(guān)和第四開關(guān)共同選通被測信號經(jīng)所述直通通道輸入至所述射頻前端模塊；當(dāng)所述被測信號的頻率大于頻率值M時，第三開關(guān)和第四開關(guān)共同選通被測信號經(jīng)所述混頻通道輸入至所述射頻前端模塊。2.如權(quán)利要求1所述的頻譜分析儀，其特征在于，所述第一開關(guān)的輸入端輸入被測信號，所述第一開關(guān)的第一輸出端與所述第二開關(guān)的第一輸入端相連，所述第一開關(guān)的第二輸出端與所述功率負載的一端相連，所述功率負載的另一端直接接地；所述第二開關(guān)的輸出端與所述第三開關(guān)的輸入端相連，所述第二開關(guān)的第二輸入端與自校準信號輸入端相連；所述第三開關(guān)的第一輸出端與所述直通通道的輸入端相連，所述第三開關(guān)的第二輸出端與所述混頻通道的輸入端相連，所述直通通道的輸出端與所述第四開關(guān)的第一輸入端相連，所述混頻通道的輸出端與所述第四開關(guān)的第二輸入端相連；所述第四開關(guān)的輸出端與所述射頻前端模塊的輸入端相連。3.如權(quán)利要求2所述的頻譜分析儀，其特征在于，所述混頻通道包括：步進衰減器、預(yù)選放大器、第一濾波單元、混頻器和第二濾波單元；其中，所述步進衰減器的輸...

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