一種具有本振校準(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，特別涉及一種具有本振校準(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對被測信號進(jìn)行頻譜分析的接收機(jī)，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(hù)、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?，F(xiàn)代頻譜分析儀能以模擬方式或數(shù)字方式顯示分析結(jié)果，能分析I赫茲以下的甚低頻到亞毫米波段的全部無線電頻段的電信號。頻譜分析儀的主要技術(shù)指標(biāo)有頻率范圍、分辨力、掃頻速度、靈敏度、顯示方式和假響應(yīng)等，頻譜分析儀一般分為掃頻式和實(shí)時(shí)分析式兩類。
[0003]參照圖1，現(xiàn)有技術(shù)的頻譜分析儀100包括射頻前端模塊101、中頻通道模塊102和顯示模塊103，射頻前端模塊101包括信號輸入端口 1011，對信號輸入端口 1011引入的輸入信號進(jìn)行前置放大、濾波等處理并輸出一個(gè)前端被測信號a的前端電路1012，射頻前端模塊101還包括一個(gè)產(chǎn)生本振信號bl的本振單兀1014,驅(qū)動(dòng)單兀1015對本振信號bl進(jìn)行驅(qū)動(dòng)以產(chǎn)生滿足混頻器1013需求的本振信號bl’，混頻器1013將前端被測信號a及本振信號bl’進(jìn)行混頻，產(chǎn)生中頻信號C，中頻通道模塊102對中頻信號c進(jìn)行多次混頻再進(jìn)行ADC采樣、并經(jīng)過數(shù)字中頻濾波器、檢波器和視頻濾波等處理后送入包含控制器的顯示模塊103進(jìn)行輸出和顯示。
[0004]本振單元1014—般由壓控振蕩器VCO和鑒相模塊構(gòu)成，當(dāng)然也可以由壓控振蕩器VCO通過鎖相電路鎖定得到。驅(qū)動(dòng)單元1015—般包括放大模塊、濾波模塊。
[0005]參照圖2，在現(xiàn)有技術(shù)中具有低頻通路和高頻通路的頻譜分析儀200中，射頻前端模塊201包括前端電路2012和前端電路2016，前端電路2012和前端電路2016分別對信號輸入端口 2011引入的輸入信號進(jìn)行前置放大、濾波等處理并輸出一個(gè)前端被測信號al和一個(gè)前端被測信號a2,本振單兀2014產(chǎn)生本振信號b2,驅(qū)動(dòng)單兀2015對本振信號b2進(jìn)行驅(qū)動(dòng)以產(chǎn)生滿足混頻器2013和混頻器2017需求的本振信號b2’，混頻器2013將前端被測信號al及本振信號b2’進(jìn)行混頻，產(chǎn)生高波段中頻信號Cl，混頻器2017將前端被測信號a2及本振信號b2’進(jìn)行混頻，產(chǎn)生低波段中頻信號c2。
[0006]可以看出，無論在頻譜分析儀100中還是在頻譜分析儀200中，本振信號b’對混頻器1013或2013或2017的性能都是有很大影響的。
[0007]本振單元輸出的本振信號具體包括本振頻率值及本振信號幅度，由于現(xiàn)有技術(shù)的頻譜分析儀需要測量的頻率范圍比較寬，一般在幾個(gè)G赫茲，甚至幾十個(gè)G赫茲以上，在頻譜分析儀的整機(jī)方案設(shè)計(jì)中，輸入混頻器的本振頻率值的范圍也比較寬，混頻器在不同的本振頻率值下需要不同的本振幅度才能達(dá)到最優(yōu)性能，否則容易使變頻損耗，變頻失真等現(xiàn)象更加惡化。而現(xiàn)有的技術(shù)方案，尚無法滿足混頻器的最優(yōu)性能，從而導(dǎo)致整個(gè)頻譜分析儀的相應(yīng)指標(biāo)整體下降。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]本發(fā)明的目的在于:解決現(xiàn)有技術(shù)中混頻器存在變頻損耗和變頻失真等技術(shù)問題，提供一種具有本振校準(zhǔn)功能的頻譜分析儀。
[0009]本發(fā)明提供的一種具有本振校準(zhǔn)功能的頻譜分析儀，包括輸出本振信號的本振單元、所述本振信號包括本振頻率值及本振信號幅度，輸出中頻信號的混頻器單元，連接所述本振單元與所述混頻器單元的驅(qū)動(dòng)單元，還包括一個(gè)可變增益模塊、一個(gè)控制單元、一個(gè)數(shù)模轉(zhuǎn)換模塊、一個(gè)存儲(chǔ)器，所述可變增益模塊設(shè)置在所述本振單元與所述驅(qū)動(dòng)單元之間，所述控制單元通過所述數(shù)模轉(zhuǎn)換模塊來調(diào)節(jié)所述可變增益模塊的增益。
[0010]本發(fā)明公開的一種具有本振校準(zhǔn)功能的頻譜分析儀，由于增加了可以控制本振信號幅度的可變增益模塊，使得本振信號幅度可以在不同本振頻率值下進(jìn)行調(diào)整，進(jìn)而使得所述混頻器更容易達(dá)到最優(yōu)性能，從而使整個(gè)頻譜分析儀的相應(yīng)指標(biāo)整體提升。
[0011]作為一種舉例，所述控制單元通過所述數(shù)模轉(zhuǎn)換模塊，依據(jù)預(yù)存在所述存儲(chǔ)器中的一組本振校準(zhǔn)數(shù)據(jù)來調(diào)節(jié)所述可變增益模塊的增益，所述本振校準(zhǔn)數(shù)據(jù)是指多個(gè)本振頻率值及與所述多個(gè)本振頻率值對應(yīng)的所述數(shù)模轉(zhuǎn)換模塊的輸出值。
[0012]由于存儲(chǔ)器中預(yù)存的一組本振校準(zhǔn)數(shù)據(jù)是通過對混頻器的最優(yōu)性能測試而得到的數(shù)據(jù)，所述控制單元依據(jù)預(yù)存在存儲(chǔ)器中的所述本振校準(zhǔn)數(shù)據(jù)來調(diào)節(jié)可變增益模塊的增益，使得混頻器在任意一個(gè)本振頻率值下都能達(dá)到最優(yōu)性能，進(jìn)一步提高了頻譜分析儀的整體性能。
[0013]作為一種舉例，所述可變增益模塊是可變衰減模塊，在所述可變衰減模塊與所述本振單元之間還連接一個(gè)放大器模塊。
[0014]采用可變衰減模塊來改變本振信號幅度值，由于可變衰減模塊對本振信號幅度做了衰減，為了彌補(bǔ)過度的衰減，在其前級使用一個(gè)放大器模塊，這樣的設(shè)計(jì)，可以使放大器模塊與可變衰減模塊相互配合，能夠更快地調(diào)整到合適的本振幅度值。
[0015]作為一種舉例，所述可變衰減模塊包括一個(gè)本振信號輸入端、一個(gè)本振信號輸出端、依次串聯(lián)連接在所述本振信號輸入端和本振信號輸出端之間的第一電容和第二電容，在所述第一電容和所述第二電容之間還依次反向串聯(lián)至少一個(gè)PIN 二極管，在所述第一電容與所述至少一個(gè)PIN 二極管之間設(shè)有一個(gè)第一節(jié)點(diǎn)，所述第一節(jié)點(diǎn)通過一個(gè)第一電感和一個(gè)電阻接地，在所述至少一個(gè)PIN 二極管和所述第二電容之間設(shè)有一個(gè)第二節(jié)點(diǎn)，所述第二節(jié)點(diǎn)通過一個(gè)第二電感連接所述數(shù)模轉(zhuǎn)換模塊的輸出端。
[0016]特殊的可變衰減模塊設(shè)計(jì)，對其他電路干擾小，可變增益衰減的增益量靈活可調(diào)。
[0017]作為一種舉例，在所述第一電容和所述第二電容之間依次反向串聯(lián)4個(gè)PIN 二極管。
[0018]4個(gè)PIN 二極管的設(shè)計(jì)，使得可變增益衰減調(diào)節(jié)精度和靈活度達(dá)到最優(yōu)。
[0019]作為一種舉例，所述可變衰減模塊包括一個(gè)本振信號輸入端、一個(gè)本振信號輸出端、依次串聯(lián)在所述本振信號輸入端和本振信號輸出端之間的第一電容和第二電容，在所述第一電容和所述第二電容之間還依次正向串聯(lián)至少一個(gè)PIN 二極管，在所述第一電容與所述至少一個(gè)PIN 二極管之間設(shè)有一個(gè)第一節(jié)點(diǎn)，所述第一節(jié)點(diǎn)通過一個(gè)第二電感連接所述數(shù)模轉(zhuǎn)換模塊的輸出端，在所述至少一個(gè)PIN 二極管和所述第二電容之間設(shè)有一個(gè)第二節(jié)點(diǎn)，所述第二節(jié)點(diǎn)通過一個(gè)第一電感和一個(gè)電阻接地。
[0020]作為一種舉例，在所述第一電容和所述第二電容之間依次正向串聯(lián)4個(gè)PIN 二極管。
[0021]作為一種舉例，所述可變增益模塊是可變增益放大器，所述驅(qū)動(dòng)單元是一個(gè)放大器。
[0022]當(dāng)本振單元輸出的本振信號幅度整體偏小時(shí)，所述可變增益模塊可以采用可變增益放大器，在所述驅(qū)動(dòng)單元也采用放大器的情況下，就降低了對可變增益放大器的可變增益幅度量的需求，使得可變增益模塊可控性強(qiáng)，并降低了對頻譜分析儀的干擾。
[0023]本發(fā)明的另一個(gè)目的在于:解決現(xiàn)有技術(shù)中混頻器單元存在變頻損耗和變頻失真等技術(shù)問題，提供