基于数字本振对射频信号高速扫频频谱测量的系统及方法技术方案

本发明专利技术涉及一种基于数字本振对射频信号高速扫频频谱测量的系统，包括依次串接的射频变换单元、中频信号调理单元和数字中频信号处理与控制单元，该数字中频信号处理与控制单元中具有数字扫描同步控制电路模块、可程控数字振荡器，数字扫描同步控制电路模块通过可程控数字振荡器与IQ正交信号分路处理电路模块连接，数字扫描同步控制电路模块分别与第一本振装置、检波器或FFT变换器连接。本发明专利技术还涉及一种基于该系统实现对射频信号高速扫频频谱测量中扫描同步控制的方法。采用该种基于数字本振对射频信号高速扫频频谱测量的系统及方法，扫描时间大大缩短，提高了扫描过程的本振频率精度，电路硬件简化，成本降低，工作性能稳定可靠、适用范围广泛。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及频谱分析领域，特别涉及射频信号频谱测量
，具体是指一种基于数字本振实现对宽带射频信号进行高速扫频频谱测量的系统及其方法。
技术介绍
频谱分析能够获得时域测量中所得不到的独特信息，例如谐波分量、寄生、交调、噪声边带等，成为信号测量领域内不可替代的重要手段。以扫频超外差结构的频谱分析仪以其宽频段、大动态范围、高灵敏度和高性价比而被广泛应用，随着软件无线电技术和大规模集成电路技术的发展，全数字中频技术以其高可靠性、高精度和高稳定性被广泛应用于新型的超外差式频谱分析仪中，一个典型的采用数字中频的超外差式频谱分析仪的技术框图请参阅附图说明图1所示。其基本工作原理如下宽带射频信号分别经过步进衰减器(Attenuator)和预选滤波器(Pre Filter)后进入混频器(Mixer)， 经混频后频率变换为较低的中频频率，然后经过步进增益(StepGain)、抗混叠滤波器(Ant1-Filt er)后进行模数变换，将信号变换成高速数字信号进行进一步处理。数字信号经数字下变频(DDC)、分辨率带宽滤波器后检波并将结果显示。扫描发生器(Sweep Generator)产生本振同步信号以获得稳定可靠的测量结果。一般来说，为适应宽带测量的需要，以克服混频器镜像频率、带外响应的问题，图中的混频装置大多采用高中频的多级变频结构，一般是2 3级，本振(LO)是频谱分析仪中的关键环节之一，如图2所示。图2中所示的是一个采用高中频方案的三级变频结构，在这个结构里，所有的被测信号都被搬移到固定频率为IF3的中频频率上。第一级变频一般采用高中频方案，即中频频率大于射频频率。因此，为满足频率测量范围的要求，第一本振必须覆盖一定的频率范围且与整个扫描电路同步调谐。其后是第二、第三级变频，由于输入输出都是固定的频率，因此其本振频率都是固定的。整个结构的调谐方程如下本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于数字本振实现对宽带射频信号进行高速扫频频谱测量的系统，包括依次串接的射频变换单元、中频信号调理单元和数字中频信号处理与控制单元，其特征在于，所述的射频变换单元包括依次串联连接的射频输入衰减器、前置预滤波器、第一变频电路模块和第二变频电路模块，所述的第一变频电路模块中包括第一混频器、第一带通滤波器和第一本振装置，所述的前置预滤波器依次通过所述的第一混频器和第一带通滤波器与所述的第二变频电路模块相串接，且所述的第一本振装置与所述的第一混频器的输入端相连接，所述的第二变频电路模块的输出端与所述的中频信号调理单元的输入端相连接；所述的数字中频信号处理与控制单元包括数字扫描同步控制电路模块、可程控数字振荡器、IQ正交信号分路处理电路模块、检波器或FFT变换器、存储器，所述的中频信号调理单元依次通过所述的IQ正交信号分路处理电路模块、检波器或FFT变换器与所述的存储器相连接，所述的数字扫描同步控制电路模块通过所述的可程控数字振荡器与IQ正交信号分路处理电路模块相连接，且该数字扫描同步控制电路模块分别与所述的第一本振装置、检波器或FFT变换器相连接。

【技术特征摘要】
1.一种基于数字本振实现对宽带射频信号进行高速扫频频谱测量的系统，包括依次串接的射频变换单元、中频信号调理单元和数字中频信号处理与控制单元，其特征在于， 所述的射频变换单元包括依次串联连接的射频输入衰减器、前置预滤波器、第一变频电路模块和第二变频电路模块，所述的第一变频电路模块中包括第一混频器、第一带通滤波器和第一本振装置，所述的前置预滤波器依次通过所述的第一混频器和第一带通滤波器与所述的第二变频电路模块相串接，且所述的第一本振装置与所述的第一混频器的输入端相连接，所述的第二变频电路模块的输出端与所述的中频信号调理单元的输入端相连接； 所述的数字中频信号处理与控制单元包括数字扫描同步控制电路模块、可程控数字振荡器、IQ正交信号分路处理电路模块、检波器或FFT变换器、存储器，所述的中频信号调理单元依次通过所述的IQ正交信号分路处理电路模块、检波器或FFT变换器与所述的存储器相连接，所述的数字扫描同步控制电路模块通过所述的可程控数字振荡器与IQ正交信号分路处理电路模块相连接，且该数字扫描同步控制电路模块分别与所述的第一本振装置、检波器或FFT变换器相连接。2.根据权利要求1所述的基于数字本振实现对宽带射频信号进行高速扫频频谱测量的系统，其特征在于，所述的数字扫描同步控制电路模块包括扫描进程脉冲信号发生器、扫描相位累加器、分段相位累加量寄存器表、分段本振频率控制寄存器表，所述的扫描进程脉冲信号发生器通过所述的扫描相位累加器与所述的可程控数字振荡器相连接，且该扫描进程脉冲信号发生器通过所述的分段相位累加量寄存器表与所述的扫描相位累加器的输入端相连接，所述的扫描相位累加器的输出端与该扫描相位累加器的输入端相连接；所述的扫描进程脉冲信号发生器通过所述的分段本振频率控制寄存器表与所述的第一本振装置相连接，且该扫描进程脉冲信号发生器与所述的检波器或FFT变换器相连接。3.根据权利要求1所述的基于数字本振实现对宽带射频信号进行高速扫频频谱测量的系统，其特征在于，所述的第二变频电路模块包括第二混频器、第二带通滤波器、第二本振装置，所述的第一带通滤波器依次通过该第二混频器、第二带通滤波器与所述的中频信号调理单元的输入端相连接，且所述的第二本振装置与所述的第二混频器的输入端相连接。4.根据权利要求1所述的基于数字本振实现对宽带射频信号进行高速扫频频谱测量的系统，其特征在于，所述的系统中还包括第三变频电路模块，所述的第三变频电路模块串接于所述的第二变频电路模块的输出端和所述的中频信号调理单元的输入端之间。5.根据权利要求1所述的基于数字本振实现对宽带射频信号进行高速扫频频谱测量的系统，其特征在于，所述的第三变频电路模块包括第三混频器、第三带通滤波器、第三本振装置，所述的第二变频电路模块依次通过该第三混频器、第三带通滤波器与所述的中频信号调理单元的输入端相连接，且所述的第三本振装置与所述的第三混频器的输入端相连接。6.根据权利要求1所述的基于数字本振实现对宽带射频信号进行高速扫频频谱测量的系统，其特征在于，所述的IQ正交信号分路处理电路模块包括IQ正交数字下变频器、I路信号数字低通滤波器、I路信号数字信号速率抽取变换器、I路信号分辨率带宽成型滤波器、Q路信号数字低通滤波器、Q路信号数字信号速率抽取变换器、Q路信号分辨率带宽成型滤波器，所述的中频信号调理单元依次通过所述的IQ正交数字下变频器的I路信号输出端、I路信号数字低通滤波器、I路信号数字信号速率抽取变换器、I路信号分辨率带宽成型滤波器、检波器或FFT变换器与所述的存储器相连接，所述的IQ正交数字下变频器的Q路信号输出端依次通过所述的Q路信号数字低通滤波器、Q路信号数字信号速率抽取变换器、Q路信号分辨率带宽成型滤波器、检波器或FFT变换器与所述的存储器相连接。7.根据权利要求1至6中任一项所述的基于数字本振实现对宽带射频信号进行高速扫频频谱测量的系统，其特征在于，所述的中频信号调理单元包括依次串接的多级步进增益放大器、抗混叠滤波器和高速模数变换器，所述的第二变频电路模块的输出端依次通过所述的多级步进增益放大器、抗混叠滤波器和高速模数变换器与所述的IQ正交信号分路处理电路模块相连接。8.一种基于权利要求1所述的系...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈爽，
申请(专利权)人：上海创远仪器技术股份有限公司，
类型：发明
国别省市：