一种实时频谱分析模块制造技术

本实用新型专利技术涉及通信技术领域，尤其涉及一种实时频谱分析模块，包括下变频模块和中频分析模块，所述下变频模块包括下变频信道单元和频综单元；所述下变频模块和中频分析模块安装在PXI背板上，并通过PXI背板上的PXI总线进行通信；本实用新型专利技术的实时频谱分析模块综合宽带信号调理、低相噪频率合成、宽带信号采集和高速信号处理等关键技术实现多种测试功能，可用于多种通信设备和武器装备的综合测试。

A real-time spectrum analysis module

The utility model relates to the field of communication technology, in particular to a real-time spectrum analysis module, which includes a down conversion module and an if analysis module, the down conversion module includes a down conversion channel unit and a frequency synthesizer unit; the down conversion module and the if analysis module are installed on the PXI back board, and communicate through the PXI bus on the PXI back board; the real-time spectrum analysis of the utility model The module integrates key technologies such as wideband signal conditioning, low phase noise frequency synthesis, wideband signal acquisition and high-speed signal processing to achieve a variety of testing functions, which can be used for comprehensive testing of a variety of communication equipment and weapon equipment.

【技术实现步骤摘要】
一种实时频谱分析模块
本技术涉及通信领域，尤其涉及一种实时频谱分析模块。
技术介绍
市面上的实时频谱分析仪是台式设备，近几年国外陆续推出基于PXI或PXIE总线的实时频谱分析模块，但产品体积相对较大，价格昂贵。传统的实时频谱分析仪，均为台式设备，体积大重量重，满足不了外场测试便携和测试系统小型化的需求。市面上的实时频谱分析仪大部分属于商业级产品，仅适合实验室环境使用，不能用于外场恶劣环境，在使用场所和环境适应性上具有局限性。
技术实现思路
本技术的专利技术目的在于：针对上述存在的问题，提供一种实时频谱分析模块，该实时频谱分析模块扫描速率高、实时带宽宽、体积小、质量轻、可靠性高，适用于通信设备室内科研生产调试和外场的维修保障测试。本技术采用的技术方案是这样的：一种实时频谱分析模块，其特征在于：包括下变频模块和中频分析模块，所述下变频模块包括下变频信道单元和频综单元；所述下变频模块和中频分析模块安装在PXI背板上，并通过PXI背板上的PXI总线进行通信。优选地，所述PXI背板上设置有系统控制器，所述系统控制器通过PXI背板上的PXI总线与中频分析模块和下变频模块进行通信。优选地，所述中频分析模块包括依次连接的锁相主电路、模数转换器、ZYNQ芯片。优选地，所述锁相主电路包括依次连接的锁相芯片、第一低通滤波器LPF1、恒温晶体振荡器、三功分器、锁相环芯片HMC830和第一带通滤波器BPF1；所述三功分器的输出端还与锁相芯片的输入端连接；所述模数转换器和ZYNQ芯片通过串行接口JESD204B连接；所述ZYNQ芯片通过PXI背板上的PXI总线连接至系统控制器。优选地，所述下变频信道单元包括：信号调理电路和可编程门阵列FPGA，所述信号调理电路包括信号输入电路、第一变频通道、第二变频通道及信号输出电路，所述第一变频通道和第二变频通道的输入端连接至信号输入电路，输出端连接至信号输出电路；第一变频通道和第二变频通道均与频综单元的锁相分电路一和锁相分电路二连接；信号输出电路与中频分析模块连接。所述可编程门阵列FPGA通过PXI背板上的PXI总线连接至系统控制器。可编程门阵列FPGA完成来自中频分析模块的指令解析，实现射频信道参考电平、本振信号的控制。优选地，所述信号输入电路包括依次连接的第一可变衰减器ATT1、第一切换开关SPDT1、第一低噪音放大器LNA1、第二切换开关SPDT2、第二可变衰减器ATT2、第二低噪音放大器LNA2、第三切换开关SPDT3；所述第一切换开关SPDT1的输出端还与第一可变衰减器ATT1的输入端连接，所述第二可变衰减器ATT2的输出端与第二切换开关SPDT2的输入端连接。优选地，所述第一变频通道包括依次连接的第二低通滤波器LPF2、混频器一、第二带通滤波器BPF2、第二低噪音放大器LNA2、混频器二、第三带通滤波器BPF3；所述第二低通滤波器LPF2的输入端与切换开关SPDT3的输出端连接。所述第二变频通道包括依次连接的第四带通滤波器BPF4、混频器三、第五带通滤波器BPF5、第三低噪音放大器LNA3、混频器四、第五带通滤波器BPF5；第四带通滤波器BPF4的输入端与第三切换开关SPDT3的输出端连接。优选地，所述信号输出电路包括依次连接的第四切换开关SPDT4、第六带通滤波器BPF6、第四低噪音放大器LNA4、第三可变衰减器ATT3；所述第三可变衰减器ATT3的输出端与中频分析模块的模数转换器ADC的输入端相连；所述第三带通滤波器BPF3的输出端与第四切换开关SPDT4的输入端连接，所述第五带通滤波器BPF5的输出端与第四切换开关SPDT4的输入端连接。优选地，所述频综单元包括锁相分电路一和锁相分电路二。优选地，所述锁相分电路一包括依次连接的第一鉴相器PD1、第一低频滤波器LF1、第一压控振荡器VCO1、第五切换开关SPDT5，所述第五切换开关SPDT5的输出端分别与下变频信道单元的混频器三、混频器一的输入端连接；所述第一压控振荡器VCO1的输出端还与第一鉴相器PD1的输入端连接；所述锁相分电路二包括依次连接的第二鉴相器PD2、第二低频滤波器LF2、第二压控振荡器VCO2，放大器、第六切换开关SPDT6，所述第六切换开关SPDT6的输出端分别与下变频信道单元的混频器二、混频器四的输入端连接；所述第二压控振荡器VCO2的输出端还与第二鉴相器PD2的输入端连接；所述第一鉴相器PD1、第二鉴相器PD2的输入端分别与二功分器的输出端连接；所述二功分器的输入端与三功分器的输出端连接。优选地，实时频谱分析模块采用3U高，深度为160mm的标准PXI结构，三槽宽；所述下变频模块占用两槽空间，下变频信道单元和频综单元各占一槽空间，中频分析模块占用一槽空间，整个实时频谱分析模块占用三槽空间；实时频谱分析模块配置通用PXI机箱和通用显示器各一台。综上所述，由于采用了上述技术方案，本技术的有益效果是：(1)本技术的实时频谱分析模块体积小、重量轻、成本低、可靠性高，可与其他多种模块化测量仪器安装于同一个PXI机箱内，轻松搭建一套多功能测试系统，大大节约了物理空间和测试成本，适用于通信设备室内科研生产调试和外场的维修保障测试。(2)本技术的实时频谱分析模块综合宽带信号调理、低相噪频率合成、宽带信号采集和高速信号处理等关键技术实现多种测试功能，可用于多种通信设备和武器装备的综合测试。(3)本技术的实时频谱分析模块按照工业级产品设计，可靠性高，具有很好的环境适应性，价格不到传统商业测量仪器的一半，具有较高的市场价值。(4)本技术的实时频谱分析模块操作简单，且具有良好的可扩展性。用户可根据测试需求，自行通过PXI或PXIE总线读取模块内部采集的原始数据或处理过的数据流，进行二次分析。附图说明图1是本技术的实时频谱分析模块组成框图；图2是本技术的实时频谱分析模块控制框图；图3是本技术的实时频谱分析模块原理框图。具体实施方式下面结合附图，对本技术作详细的说明。为了使本技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本技术如图1所示的一种实时频谱分析模块，包括下变频模块和中频分析模块，所述下变频模块包括下变频信道单元和频综单元；所述下变频模块和中频分析模块安装在PXI背板上，并通过PXI背板上的PXI总线进行通信；在一个优选实施例中，所述PXI背板上设置有系统控制器，所述系统控制器通过PXI背板上的PXI总线与中频分析模块和下变频模块进行通信。在一个优选实施例中，具体采用3U高，160mm深的标准PXI机箱，三槽宽，使用时在系统控制器上安装模块应用软件，用于工作频率、参考电平、解调模式及测试功能等工作参数的控制。中频分析模块占用机箱的一槽空间，下变频模块包括下本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种实时频谱分析模块，其特征在于：包括下变频模块和中频分析模块，所述下变频模块包括下变频信道单元和频综单元；所述下变频模块和中频分析模块安装在PXI背板上，并通过PXI背板上的PXI总线进行通信；/n所述PXI背板上设置有系统控制器，所述系统控制器通过PXI背板上的PXI总线与中频分析模块和下变频模块进行通信；/n所述中频分析模块包括依次连接的锁相主电路、模数转换器ADC、ZYNQ芯片；/n所述下变频信道单元包括：信号调理电路和可编程门阵列FPGA，所述信号调理电路包括信号输入电路、第一变频通道、第二变频通道及信号输出电路，所述第一变频通道和第二变频通道的输入端连接至信号输入电路，输出端连接至信号输出电路；第一变频通道和第二变频通道均与频综单元的锁相分电路一和锁相分电路二连接；信号输出电路与中频分析模块连接，所述可编程门阵列FPGA通过PXI背板上的PXI总线连接至系统控制器。/n

【技术特征摘要】
1.一种实时频谱分析模块，其特征在于：包括下变频模块和中频分析模块，所述下变频模块包括下变频信道单元和频综单元；所述下变频模块和中频分析模块安装在PXI背板上，并通过PXI背板上的PXI总线进行通信；
所述PXI背板上设置有系统控制器，所述系统控制器通过PXI背板上的PXI总线与中频分析模块和下变频模块进行通信；
所述中频分析模块包括依次连接的锁相主电路、模数转换器ADC、ZYNQ芯片；
所述下变频信道单元包括：信号调理电路和可编程门阵列FPGA，所述信号调理电路包括信号输入电路、第一变频通道、第二变频通道及信号输出电路，所述第一变频通道和第二变频通道的输入端连接至信号输入电路，输出端连接至信号输出电路；第一变频通道和第二变频通道均与频综单元的锁相分电路一和锁相分电路二连接；信号输出电路与中频分析模块连接，所述可编程门阵列FPGA通过PXI背板上的PXI总线连接至系统控制器。


2.如权利要求1所述的一种实时频谱分析模块，其特征在于：所述锁相主电路包括依次连接的锁相芯片、第一低通滤波器LPF1、恒温晶体振荡器、三功分器、锁相环芯片HMC830和第一带通滤波器BPF1；所述三功分器的输出端还与锁相芯片的输入端连接；所述模数转换器ADC和ZYNQ芯片通过串行接口JESD204B连接；所述ZYNQ芯片通过PXI背板上的PXI总线连接至系统控制器。


3.如权利要求1所述的一种实时频谱分析模块，其特征在于：所述信号输入电路包括依次连接的第一可变衰减器ATT1、第一切换开关SPDT1、第一低噪音放大器LNA1、第二切换开关SPDT2、第二可变衰减器ATT2、第二低噪音放大器LNA2、第三切换开关SPDT3；所述第一切换开关SPDT1的输出端还与第一可变衰减器ATT1的输入端连接，所述第二可变衰减器ATT2的输出端与第二切换开关SPDT2的输入端连接。


4.如权利要求3所述的一种实时频谱分析模块，其特征在于：所述第一变频通道包括依次连接的第二低通滤波器LPF2、混频器一、第二带通滤波器BPF2、第二低噪音放大器LNA2、混频器二、第三带通滤波器BPF3；所述第二低通滤...

【专利技术属性】
技术研发人员：莫世波，
申请(专利权)人：成都天奥测控技术有限公司，
类型：新型
国别省市：四川;51