一種具有校準(zhǔn)功能的頻譜分析儀的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及頻譜分析裝置領(lǐng)域，特別涉及一種具有校準(zhǔn)功能的頻譜分析儀。
【背景技術(shù)】
[0002]頻譜分析儀是一種用來(lái)對(duì)被測(cè)信號(hào)進(jìn)行頻譜分析的接收機(jī)，可以測(cè)量未知信號(hào)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(cè)量范圍。主要應(yīng)用于基站維護(hù)、電子產(chǎn)品研發(fā)、生產(chǎn)等領(lǐng)域。頻譜分析儀一般分為掃頻式和實(shí)時(shí)分析式兩類。
[0003]參照?qǐng)D1，現(xiàn)有技術(shù)的頻譜分析儀100多采用超外差式結(jié)構(gòu)，對(duì)通過(guò)射頻前端模塊101引入的輸入信號(hào)、中頻通道模塊102對(duì)其進(jìn)行多次變頻，使之變成中頻信號(hào)，然后送至包含ADC采樣單元、數(shù)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(jìn)行輸出和顯示。在射頻前端模塊101中，被測(cè)信號(hào)從輸入端口進(jìn)入，用單刀雙擲開關(guān)I來(lái)選通前端鏈路或者選通功率負(fù)載2，單刀雙擲開關(guān)I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(lái)構(gòu)成。單刀雙擲開關(guān)4用于選通將被測(cè)信號(hào)輸入前端鏈路還是將校準(zhǔn)信號(hào)輸出單元3接入前端鏈路從而進(jìn)行自校準(zhǔn)，校準(zhǔn)信號(hào)輸出單元3通常由頻譜分析儀100的內(nèi)部電路產(chǎn)生。單刀雙擲開關(guān)5與單刀雙擲開關(guān)7共同配合選通固定衰減器6是否接入前端鏈路。固定衰減器6可以承受較大的輸入功率，當(dāng)用頻譜分析儀100測(cè)量較大功率的信號(hào)時(shí)，為了保證混頻器13工作在線性區(qū)域，需要先將輸入信號(hào)進(jìn)行衰減；固定衰減器6通常具有較高的壓縮點(diǎn)，以確保到達(dá)混頻器13的被測(cè)信號(hào)不會(huì)被壓縮。步進(jìn)衰減器8是一個(gè)衰減量可調(diào)的衰減器，而且具有較寬的衰減器范圍，可將輸入的被測(cè)信號(hào)繼續(xù)衰減至混頻器13的最佳混頻電平。單刀雙擲開關(guān)9和單刀雙擲開關(guān)11共同配合選通前置放大器10，前置放大器10用于小信號(hào)的測(cè)量，當(dāng)被測(cè)量的信號(hào)幅值比較小且接近頻譜分析儀100的低噪時(shí)，打開前置放大器10，將減小射頻前端鏈路的噪聲系數(shù)，即降低了噪聲，這樣小信號(hào)可以被準(zhǔn)確的測(cè)量。濾波器12是一個(gè)低通濾波器，其作用是對(duì)混頻器13的鏡像頻率進(jìn)行抑制。
[0004]參照?qǐng)D2，在與本申請(qǐng)同日遞交的一件專利申請(qǐng)中還公開了一種改進(jìn)的頻譜分析儀200，在頻譜分析儀200中，中頻通道模塊202對(duì)通過(guò)射頻前端模塊201引入的輸入信號(hào)進(jìn)行多次變頻，使之變成中頻信號(hào)，然后送至包含ADC采樣單元、數(shù)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203進(jìn)行輸出和顯示。與現(xiàn)有技術(shù)頻譜分析儀100不同的是:該申請(qǐng)將射頻前端模塊101中的單刀雙擲開關(guān)4放置到該申請(qǐng)射頻前端模塊201中的固定衰減器6之前，使校準(zhǔn)信號(hào)輸出單元3通過(guò)固定衰減器6的通路進(jìn)入頻譜分析儀200中。
[0005]在頻譜分析儀100或頻譜分析儀200中，由于射頻前端模塊101或射頻前端模塊201會(huì)隨著時(shí)間和溫度的變化而引起增益的變化，使頻譜分析儀100或頻譜分析儀200測(cè)量的信號(hào)不準(zhǔn)確，因此，頻譜分析儀100或頻譜分析儀200會(huì)通過(guò)校準(zhǔn)信號(hào)輸出單元3輸出一路校準(zhǔn)信號(hào)，頻譜分析儀100或頻譜分析儀200將其通過(guò)測(cè)量得到的校準(zhǔn)信號(hào)的幅值與校準(zhǔn)信號(hào)的實(shí)際幅值做差值，顯示模塊103或顯示模塊203中的控制單元將所述差值保存起來(lái)，在頻譜分析儀100或頻譜分析儀200以后的測(cè)量結(jié)果中，都會(huì)自動(dòng)加上該差值，以減少測(cè)量結(jié)果的誤差。
[0006]參照?qǐng)D3，結(jié)合參考圖1、圖2，無(wú)論在射頻前端模塊101中還是在射頻前端模塊201中，在步進(jìn)衰減器8后面都可以設(shè)置兩路波段信號(hào)通路，如由第一前置放大器301以及與第一前置放大器301順序連接的第一濾波器302、第一混頻器303組成的低波段信號(hào)通道307，通過(guò)第一混頻器303輸出一路低波段中頻信號(hào)A ;以及由第二前置放大器304及與第二前置放大器304順序連接的第一濾波器組305、第二混頻器306組成的高波段信號(hào)通道308，通過(guò)第二混頻器輸出一路高波段中頻信號(hào)B。
[0007]以圖2為例，低波段中頻信號(hào)A和高波段中頻信號(hào)B輸出后，在中頻通道模202中再經(jīng)過(guò)一次混頻，使低波段中頻信號(hào)A和高波段中頻信號(hào)B變成相同頻率的中頻信號(hào)，然后送至顯示模塊203進(jìn)行輸出和顯示。
[0008]參照?qǐng)D3，結(jié)合參考圖1、圖2，現(xiàn)有的校準(zhǔn)信號(hào)輸出單元3可以輸出一路校準(zhǔn)信號(hào)，要么是高波段校準(zhǔn)信號(hào)，要么是低波段校準(zhǔn)信號(hào)，當(dāng)射頻前端模塊101或射頻前端模塊201中的步進(jìn)衰減器8后面具有低波段信號(hào)通道307和高波段信號(hào)通道308時(shí)，校準(zhǔn)信號(hào)輸出單元3也只輸出一路校準(zhǔn)信號(hào)進(jìn)行校準(zhǔn)。比如，當(dāng)校準(zhǔn)信號(hào)輸出單元3輸出的是低波段校準(zhǔn)信號(hào)時(shí)，所述低波段校準(zhǔn)信號(hào)僅通過(guò)低波段信號(hào)通道307進(jìn)入中頻通道模塊202和顯示模塊203，頻譜分析儀100或頻譜分析儀200將測(cè)量值與低波段校準(zhǔn)信號(hào)的實(shí)際幅值做差值，并將所述差值保存起來(lái)，在頻譜分析儀100或頻譜分析儀200以后的測(cè)量結(jié)果中，都會(huì)自動(dòng)減除該差值，以減少測(cè)量結(jié)果的誤差；當(dāng)頻譜分析儀100或頻譜分析儀200測(cè)量高波段信號(hào)時(shí)，也采用上述低波段校準(zhǔn)信號(hào)產(chǎn)生的差值來(lái)校準(zhǔn)測(cè)量結(jié)果。
[0009]又比如，校準(zhǔn)信號(hào)輸出單元3輸出的是高波段校準(zhǔn)信號(hào)時(shí)，所述高波段校準(zhǔn)信號(hào)也僅通過(guò)高波段信號(hào)通道308進(jìn)入中頻通道模塊202和顯示模塊203，頻譜分析儀100或頻譜分析儀200將測(cè)量值與高波段校準(zhǔn)信號(hào)的實(shí)際幅值做差值，并將所述差值保存起來(lái)，在頻譜分析儀100或頻譜分析儀200以后的測(cè)量結(jié)果中，都會(huì)自動(dòng)減除該差值，以減少測(cè)量結(jié)果的誤差；當(dāng)頻譜分析儀100或頻譜分析儀200測(cè)量低波段信號(hào)時(shí)，也采用上述高波段校準(zhǔn)信號(hào)產(chǎn)生的差值來(lái)校準(zhǔn)測(cè)量結(jié)果。
[0010]但是，研究中發(fā)現(xiàn)，現(xiàn)有技術(shù)所采用的校準(zhǔn)方法是有缺陷的，無(wú)論校準(zhǔn)信號(hào)的頻率采用高頻還是低頻，或是采用高頻和低頻信號(hào)的臨界頻率信號(hào)，并不能同時(shí)滿足頻譜分析儀100或頻譜分析儀200對(duì)高波段信號(hào)和低波段信號(hào)測(cè)量的準(zhǔn)確性，如，當(dāng)采用一路低波段校準(zhǔn)信號(hào)對(duì)頻譜分析儀100或頻譜分析儀200進(jìn)行校準(zhǔn)時(shí)，頻譜分析儀100或頻譜分析儀200對(duì)高波段信號(hào)進(jìn)行測(cè)量時(shí)產(chǎn)生的測(cè)量誤差較大，當(dāng)采用一路高波段校準(zhǔn)信號(hào)對(duì)頻譜分析儀100或頻譜分析儀200進(jìn)行校準(zhǔn)時(shí)，頻譜分析儀100或頻譜分析儀200又對(duì)低波段信號(hào)進(jìn)行測(cè)量時(shí)產(chǎn)生了較大的測(cè)量誤差。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0011]本發(fā)明的目的在于:解決現(xiàn)有技術(shù)的頻譜分析儀不能同時(shí)滿足對(duì)高波段信號(hào)和低波段信號(hào)測(cè)量的準(zhǔn)確性的技術(shù)問(wèn)題，提供一種具有校準(zhǔn)功能的頻譜分析儀。
[0012]本發(fā)明提供的一種具有校準(zhǔn)功能的頻譜分析儀(400)，參考圖4，包括一個(gè)產(chǎn)生校準(zhǔn)源基準(zhǔn)的基準(zhǔn)產(chǎn)生單元(401)、一個(gè)產(chǎn)生功率基準(zhǔn)(c)的DAC單元(404)、一個(gè)依據(jù)所述校準(zhǔn)源基準(zhǔn)和所述功率基準(zhǔn)(C)，輸出校準(zhǔn)信號(hào)(d)的自動(dòng)電平控制單元(403)、和一個(gè)接收所述校準(zhǔn)信號(hào)(d)的具有高頻通道(406)和低頻通道(407)的信號(hào)處理單元(405)，所述基準(zhǔn)產(chǎn)生單元(401)并行輸出一個(gè)高波段校準(zhǔn)源基準(zhǔn)(a)和一個(gè)低波段校準(zhǔn)源基準(zhǔn)(b)，所述自動(dòng)電平控制單元(403 )分時(shí)接收所述高波段校準(zhǔn)源基準(zhǔn)(a)和低波段校準(zhǔn)源基準(zhǔn)(b )，產(chǎn)生所述校準(zhǔn)信號(hào)(d);在所述自動(dòng)電平控制單元(403)接收所述高波段校準(zhǔn)源基準(zhǔn)(a)，產(chǎn)生所述校準(zhǔn)信號(hào)(d)時(shí)，所述信號(hào)處理單元(405)的高頻通道(406)接收所述校準(zhǔn)信號(hào)(d)，在所述自動(dòng)電平控制單元(403)接收所述低波段校準(zhǔn)源基準(zhǔn)(b)，產(chǎn)生所述校準(zhǔn)信號(hào)Cd)時(shí)，所述信號(hào)處理單元(405)的低頻通道(407)接收所述校準(zhǔn)信號(hào)(d)。
[0013]本發(fā)明公開的具有校準(zhǔn)功能的頻譜分析儀(400)，由于所述基準(zhǔn)產(chǎn)生單元(401)并行輸出一個(gè)高波段校準(zhǔn)源基準(zhǔn)(a)和一個(gè)低波段校準(zhǔn)源基準(zhǔn)(b)，且在所述自動(dòng)電平控制單元(403)接收所述高波段校準(zhǔn)源基準(zhǔn)(a)，產(chǎn)生所述校準(zhǔn)信號(hào)(d)時(shí)，所述信號(hào)處理單元(405)的高頻通道(406)接收所述校準(zhǔn)信號(hào)(d)，信號(hào)處理單元(405)將其通過(guò)測(cè)量得到的信號(hào)幅值與校準(zhǔn)信號(hào)(d)的實(shí)際幅值做差值，并將所述差值保存起來(lái)，在頻譜分析儀(400)對(duì)高波段信號(hào)進(jìn)行測(cè)量的測(cè)量結(jié)果中，會(huì)自動(dòng)減除該差值，以減少高波段測(cè)量結(jié)果的誤差；在所述自動(dòng)電平控制單元(403)接收所述低波段校準(zhǔn)源基準(zhǔn)(b)，產(chǎn)生所述校準(zhǔn)信號(hào)Cd)時(shí)，所述信號(hào)處理單元(405)的低頻通道(407)接收所述校準(zhǔn)信號(hào)(d)，信號(hào)處理單元(405)將其通過(guò)測(cè)量得到的信號(hào)幅值與校準(zhǔn)信號(hào)(d)的實(shí)際幅值做差值，并將所述差值保存起來(lái)，在頻譜分析儀(400)對(duì)低波段信號(hào)進(jìn)行測(cè)量的測(cè)量結(jié)果中，都會(huì)自動(dòng)減除該差值，以減少低波段測(cè)量結(jié)果的誤差；由此，無(wú)論頻譜分析儀(400)對(duì)高波段信號(hào)進(jìn)行測(cè)量還是對(duì)低波段信號(hào)進(jìn)行測(cè)量，都能夠保證測(cè)量結(jié)果的準(zhǔn)確性。
[0014]作為一種舉例，在所述自動(dòng)電平控制單元(403)接收所述高波段校準(zhǔn)源基準(zhǔn)(a)，產(chǎn)生所述校準(zhǔn)信號(hào)(d)時(shí)，所述DAC單元(404)產(chǎn)生的功率基準(zhǔn)(c)可以為一個(gè)高波段功率基準(zhǔn)，在所述自動(dòng)電平控制單元(40