一种频谱仪及其迹线测量低电平信号方法技术

本发明专利技术提供了一种频谱仪及其迹线测量低电平信号方法，包括包装外壳，所述包装外壳内部设置有集成电路板，且集成电路板又包括主控电路板和辅控电路板，所述辅控电路板通过排线和主控电路板电连接，所述主控电路板主要包括FPGA(现场可编程门阵列)、ARM和DSP(数字信号处理器)。本发明专利技术处理速度方面大大提高了，相互之间分工明确，提高了工作效率，并且本发明专利技术对射频控制电路板进行了特别设计，使得射频输入信号通过三级混频后，最终得到10.7MHz的中频，通过减小输入损耗、减小分辨率带宽和取迹线平均轨迹测量低电平信号，能够将低电平信号与噪声区分开，更加容易的对低电平信号进行测量和通过迹线观察比较。

A spectrum analyzer and its trace measuring method of low level signal

The invention provides a spectrum analyzer and its trace measuring low-level signal method, including a packaging shell, the packaging shell is internally provided with an integrated circuit board, and the integrated circuit board also includes a main control circuit board and a auxiliary control circuit board, the auxiliary control circuit board is electrically connected with the main control circuit board through wire arrangement, the main control circuit board mainly includes FPGA (field programmable gate array), arm and DSP\uff08 DSP). The processing speed of the invention is greatly improved, the division of labor between them is clear, and the working efficiency is improved. In addition, the RF control circuit board is specially designed to make the RF input signal get 10.7MHz intermediate frequency after three-stage mixing. The low-level signal can be measured by reducing the input loss, reducing the resolution bandwidth and taking the trace average track It is easier to measure the low level signal and compare it by trace observation.

【技术实现步骤摘要】
一种频谱仪及其迹线测量低电平信号方法
本专利技术涉及频谱仪
，特别涉及一种频谱仪及其迹线测量低电平信号方法。
技术介绍
频谱仪对于电子器件行业的发展起到非常重要的作用，对于一些电子仪器的BUG通过频谱仪可以通过信号检测查看其频域，并通过检测频率和扫宽等参数来测试电子仪器出现的错误，申请号为201510067056.3公开了一种频谱仪，主要是利用多个射频接受芯片进行射频收发控制，但这样技术的频谱仪只能测量一些简单的信号，对于一些低电平小信号无法精准的测量，并且其由多个射频接受芯片组成，处理速度和稳定性也比较差；目前，由于低电平信号容易与噪声相混合不容易被区分出来，对低电平信号测量不准确，测量的结果是包含了噪声的低电平信号，目前的频谱仪还不能很好地将低电平信号与噪声进行分离，而且目前的频谱仪核心硬件主要是单片机，单片机的处理速度较慢容易使得信号波不稳定，基于现状，急需对现有技术进行改革。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种频谱仪及其迹线测量低电平信号方法，以有效改善频谱仪的处理速度以及测量效率。第一方面，本专利技术实施例提供的一种频谱仪。在一些可选实施例中，所述频谱仪包括包装外壳，所述包装外壳内部设置有集成电路板，且集成电路板又包括主控电路板和辅控电路板，所述辅控电路板通过排线和主控电路板电连接，所述主控电路板主要包括FPGA(现场可编程门阵列)、ARM和DSP(数字信号处理器)，FPGA作为核心处理器，ARM用于连接按键和显示屏等作为辅助处理器，且DSP用于连接辅控电路板用于数字信号处理；所述包装外壳上端的左侧和右侧分别设置有射频信号输入端口和射频信号输出端口，且射频信号输入端口电连接辅控电路板的信号输入端，射频信号输出端口电连接辅控电路板三级混频后的信号输出端，射频信号输入端口用于接入外部信号输入，射频信号输出端口用于外接外部信号设备输出。采用本可选实施例，主控电路板集成有FPGA、ARM和DSP，处理速度方面大大提高了，相互之间分工明确，提高了工作效率。结合第一方面，本专利技术实施例还提供了第一方面的第一种可选实施方式，其中，所述辅控电路板为射频控制电路板，主要集成有滤波器、混频器、本振、放大器和射频连接器等，所述滤波器又包括低通滤波器、带通滤波器、声表面滤波器和抗混叠滤波器，用于在不同阶段进行滤波，分别得到第一中频、第二中频和第三中频；可选的，所述本振包括第一本振、第二本振和第三本振。可选的，第一本振由一个4～8G的VCO组成，输出分为三路。可选的，第二本振由一个3310MHz的PLL(锁相环)构成，VCO输出分为两路。可选的，第三本振由一个800MHz的锁相环(PLL)构成，VCO输出分为两路：可选的，所述射频信号输出端口内置有跟踪发生器的信号输出端口，用于测量被测设备的反射和发射特性，从而确定被测的无源或者有源设备的频率特性。可选的，所述射频控制电路板设有功率保护电路，所述运放由一级放大器和二级放大器构成。采用本可选实施例，对射频控制电路板进行了特别设计，使得射频输入信号通过三级混频后，最终得到10.7MHz的中频，送给数字中频部分处理，在射频信号(9kHz～3GHz)输入端，设置的一个1μF/100V的隔直电容保证了射频输入端口可以输入最大50V的直流电压而不会损坏电路；功率保护电路保证端口允许输入不超过+37dB的大功率信号不烧毁，保护后续电路，运放使得预放的放大量可以达到22dB，提高了仪器的测量范围。结合第一方面或第一方面的第一种可选实施方式，本专利技术实施例还提供了第一方面的第二种可选实施方式，其中，所述包装外壳中间上半部分设置有显示屏，所述显示屏通过排线与主控电路板中的ARM电连接，用于显示被测信号的频率、扫宽等波形；所述包装外壳中间下半部分设置有按键,所述包装外壳的前侧左下角设有电源按键，所述包装外壳的后侧右下角设有电源插孔，所述按键主要包括菜单按键、功能按键、数字按键、旋转旋钮和方向按键，所述按键电连接主控电路板，用于调整和设置频谱仪的各种参数。结合第一方面或第一方面的第一种可选实施方式，本专利技术实施例还提供了第一方面的第三种可选实施方式，其中，所述按键电连接主控电路板中的ARM，用于接收按键的信号指令，并将信号指令传送给主控电路板的主控芯片，菜单按键主要用于功能切换和进入下一级菜单；功能按键主要用于设置频谱仪内的各种功能参数，进一步，所述功能按键中设有FILE功能按键，用于将显示屏当前显示的迹线存储在频谱仪内部或外部存储器中；数字按键主要用于设置参数和编辑文件或文件夹名称；在参数可编辑状态，旋转旋钮将以指定步进增大或减小参数，而方向按键可用于按一定的步进递增或递减参数值。采用该可选实施例，通过MODE按键可以选择扫描模式为单次扫描或者为连续扫描，使得在测量时可以根据实际需求进行合理的选择扫描模式，并且单次扫描还可以设置扫描次数，使用会更加方面。结合第一方面或第一方面的第一种可选实施方式，本专利技术实施例还提供了第一方面的第四种可选实施方式，其中，所述包装外壳的左侧面板设置有连接接口，所述连接接口包括USBDevice接口、WAN接口、USB接口和直流电源接口，所述USBDevice接口电连接主控电路板，用于与计算机的连接传输和处理测量数据；所述WAN接口电连接主控电路板，用于将频谱仪连接至局域网中以对其进行远程控制；所述USB接口电连接主控电路板，是与外围设备的连接接口，用于与外部设备(如U盘)进行连接。第二方面，本专利技术实施例提供了一种迹线测量低电平信号方法，应用于频谱仪中。低电平信号测量不准确是由于低电平信号容易与噪声相混合，测量的结果是包含了噪声的低电平信号，所以在本实施例中借助迹线对低电平信号进行测量，通过将低电平信号迹线和噪声迹线分离开，直接测量低电平信号，从而可以消除噪声对低电平信号的影响。迹线类型包括：清除写入、最大保持、最小保持、静止和关闭，每种类型在显示屏右侧都有相应的参数图标与之对应。可选的，迹线清除写入类型为迹线的每个点取实时扫描后的数据；可选的，迹线最大保持类型为迹线每个点保持显示多次扫描中的最大值，当产生新的最大值则更新数据显示；可选的，迹线最小保持类型为迹线的每个点保持显示多次扫描中的最小值，当产生新的最小值则更新数据显示；可选的，迹线静止类型为停止更新迹线数据，以便于观察和读数。从存储设备或者远程装载到系统中的迹线，默认类型为静止；可选的，迹线关闭类型为关闭迹线的显示以及所有基于该迹线的测量功能。迹线测量低电平信号前首先需要设置迹线的平均次数，选择多次平均，可以降低噪声或者其它随机信号的影响，从而凸显信号中的稳定信号特性，平均次数越大，迹线越平滑，越容易观察低电平信号进行测量。可选的，用数字按键可以修改迹线的平均次数，其中，频谱仪默认的迹线平均次数值为10次，根据需要可以通过数字按键在范围1-1000内进行调节。在没有采取任何措施的情况下对低电平信号进行测量，本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种迹线测量低电平信号方法，其特征在于，方法包括通过减小输入损耗、减小分辨率带宽和取迹线平均轨迹对低电平信号测量，将低电平信号与噪声区分开，并且通过迹线将低电平信号与噪声分别表示出来。/n

【技术特征摘要】
1.一种迹线测量低电平信号方法，其特征在于，方法包括通过减小输入损耗、减小分辨率带宽和取迹线平均轨迹对低电平信号测量，将低电平信号与噪声区分开，并且通过迹线将低电平信号与噪声分别表示出来。


2.如权利要求书1所述的一种迹线测量低电平信号方法，其特征在于，通过减小输入损耗测量低电平信号：当信号非常接近噪底时，通过频谱仪对信号测量其电平会受到输入衰减器的影响，减小输入损耗将非常接近噪底的信号与噪声区别开来，在显示屏上低电平信号的迹线也会与噪声的迹线分离开，可以直接单独测量和观察比较低电平信号的迹线，从而消除低电平信号受噪声的限制。


3.如权利要求书1所述的一种迹线测量低电平信号方法，其特征在于，通...

【专利技术属性】
技术研发人员：郝春华，
申请(专利权)人：青岛汉泰智能科技有限公司，
类型：发明
国别省市：山东;37