一种频率特性分析仪制造技术

一种频率特性分析仪，包括上位机、信号发射电路、两个相同的信号接收电路、电源、和电气隔离电路，由于电气隔离电路连接在电源与信号发射电路和两个信号接收电路之间，且信号发射电路和两个信号接收电路的参考地互不连接，使得测量通道可以接入被测电路中的任意节点，而相互之间不受影响。当测量高频信号时，则将高频信号变频至低频，再将系统测量带宽限制在较小的带宽，使总链路产生的噪声不但电平小，还能实现宽频率范围内的微弱信号测量，其测量频率下限可低至1mHz，因此可适应多种实际应用环境中的精确测量。

A frequency characteristic analyzer

【技术实现步骤摘要】
一种频率特性分析仪
本申请涉及电子测量
，具体涉及一种频率特性分析仪。
技术介绍
频率特性测试仪俗称扫频仪，其作用是分析电路、元器件的频率特性，还可用于测量网络(电路)的频率特性，如测量滤波器,放大器，高频调谐器，双工器、天线等的频率特性，也可以对开关稳压电源的环路增益特性进行分析,应用比较广泛。它为被测网络的调整，校准及故障的排除提供了极大的方便。频率特性分析仪主要是通过发射一个扫频信号输入给被测电路，发射信号通过被测电路后将发生相位或者幅度的变化，频率特性分析仪对这些发生变化的信号进行处理分析,提取相位和幅度信息就能将电路的频率特性反映输出。一般来说，频率特性分析仪有一个发射通道，和两个接收通道。发射通道发射扫频信号，两个接收通道分别分析测量进入电路前和进入电路后的信号的幅度和相位。而实际应用时，频率特性分析仪必须适应多种情况，如在需要测量强电网络时，测量端口必须能够承受高压不被损坏；在一些具体的应用中将测量端口接入电路时，测量端口之间不能有电气连接，必须浮地，要求测量端口必须是电气隔离的；在测量开关电源环路特性时，需要处理叠加在大直流电压上的微弱信号，要求频率特性分析仪对直流不敏感；在上述应用环境中，被测的电路可能在不同频率范围内，比如会有非常强的信号或极其微弱的信号，这就要求频率特性分析仪不但需要具备非常大的测量动态范围，还需要具备较大的测量频率范围。为了满足和适应多种实际应用环境下都可实现高精度测量，就对频率特性分析仪的电路实施方案带来了极大的挑战。
技术实现思路
本申请公开一种频率特性分析仪，以满足和适应多种实际应用场合下都能进行有效和高精度的测量。根据第一方面，一种实施例中提供一种频率特性分析仪，包括上位机、信号发射电路、第一信号接收电路、第二信号接收电路、电源和电气隔离电路；所述信号发射电路与所述上位机连接，用于当接收到所述上位机发出的控制电信号时，产生一第一参考信号并输入到被测电路中；所述第一信号接收电路和第二信号接收电路的结构相同，且分别与所述上位机连接，用于分别获取和处理所述被测电路输出的模拟信号，并将其转换成数字信息发送给所述上位机；所述上位机用于向所述信号发射电路发送控制电信号，还用于依据接收的所述第一信号接收电路和所述第二信号接收电路发送的数字信号获取所述被测电路的频率特性；所述电气隔离电路连接在所述电源与所述信号发射电路、所述第一信号接收电路及所述第二信号接收电路之间，用于对所述信号发射电路、所述第一信号接收电路及所述第二信号接收电路进行电气隔离；所述电气隔离电路包括第一电源电气隔离电路、第二电源电气隔离电路和第三电源电气隔离电路；所述第一电源电气隔离电路连接在所述电源与所述信号发射电路之间，用于为所述信号发射电路提供电气隔离的电源；所述第二电源电气隔离电路连接在所述电源与所述第一信号接收电路之间，用于为所述第一信号接收电路提供电气隔离的电源；所述第三电源电气隔离电路连接在所述电源与所述第二信号接收电路之间，用于为所述第二信号接收电路提供电气隔离的电源；所述信号发射电路、所述第一信号接收电路和所述第二信号接收电路的参考地互不连接。进一步，所述信号发射电路包括前端发射电路、第一隔离放大电路、第一信号发生器和第一光耦隔离电路；所述第一光耦隔离电路与所述上位机连接，用于对所述信号发射电路接收的所述控制电信号进行电气隔离；所述第一信号发生器与所述第一光耦隔离电路连接，用于当所述信号发射电路接收到所述上位机发出的控制电信号时产生所述第一参考信号；所述前端发射电路通过所述第一隔离放大电路与所述第一信号发生器连接，以接收经所述第一隔离放大电路电气隔离的放大的所述第一参考信号，用于将其输入到所述被测电路中。进一步，所述第一信号发生器包括数字频率合成器，用于产生所述第一参考信号；和/或，所述第一参考信号为DC-20MHz的正弦信号。进一步，所述第一信号接收电路和/或所述第二信号接收电路包括前端保护电路、前端降噪电路、一阶放大电路和二阶放大电路；所述前端保护电路与所述前端降噪电路连接，用于对所述被测电路输出的模拟信号的频率范围和强度进行限制，以对所述前端降噪电路起保护作用；和/或，所述前端保护电路与所述上位机连接，用于当所述被测电路输出的模拟信号的强度大于一预设阈值时，输出一预警电信号，以用于预警；所述前端降噪电路与所述一阶放大电路连接，用于对所述被测电路输出的模拟信号进行降噪处理后输出给所述一阶放大电路；所述一阶放大电路与所述二阶放大电路连接，用对所述前端降噪电路输出的模拟信号进行滤直流、低通滤波和/或程控放大处理；所述二阶放大电路与所述上位机连接，用于依据一阶放大电路输出的模拟信号的频率，对其进行程控放大或与一预设信号混频后进行程控放大，再进行模数转后输出给所述上位机。进一步，所述前端保护电路包括量程切换电路、钳位保护电路、峰值检波电路和第二光耦隔离电路；所述量程切换电路与所述钳位保护电路连接，用于当所述被测电路输出的模拟信号的频率在一预设范围内时，将所述被测电路的模拟信号输出给所述钳位保护电路；所述钳位保护电路连接在所述量程切换电路和所述前端降噪电路之间，用于对所述前端降噪电路进行钳位保护；所述峰值检波电路，连接在所述钳位保护电路和所述第二光耦隔离电路之间，用于当所述钳位保护电路输出的所述被测电路输出的模拟信号的强度大于一预设阈值时，输出一预警电信号给所述第二光耦隔离电路；所述第二光耦隔离电路与所述上位机连接，用于将所述峰值检波电路输出的所述预警电信号电气隔离后发送给所述上位机，以用于所述上位机当检测到所述预警电信号时发出预警提示。进一步，所述前端降噪电路包括低噪声放大电路和第一直流环路；所述低噪声放大电路连接在所述前端保护电路的所述钳位保护电路和所述一阶放大电路之间，用于对所述前端保护电路输出的模拟信号进行放大后输出并减少其噪声信号；所述第一直流环路连接在所述钳位保护电路和所述一阶放大电路之间，用于消除所述前端保护电路输出的模拟信号的直流分量。进一步，所述一阶放大电路包括第一级模拟开关、第一低通滤波器、第一程控放大器和第二直流消除环路；所述第一级模拟开关连接在所述前端降噪电路的所述低噪声放大电路与第一低通滤波器之间，用于当所述前端降噪电路输出的模拟信号的频率小于第一预设值时，将所述前端降噪电路输出的模拟信号输出给所述第一低通滤波器；所述第一级模拟开关还与所述第一程控放大器连接，用于当所述前端降噪电路输出的模拟信号的频率大于第一预设值时，将所述前端降噪电路输出的模拟信号输出给所述第一程控放大器；所述第一低通滤波器与所述第一程控放大器连接，用于将所述第一级模拟开关输出的所述前端降噪电路输出的模拟信号低通滤波后输出给所述第一程控放大器；所述第一程控放大器与所述二阶放大电路连接，用于将接收的所述前端降噪电路输出的模拟信号进本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种频率特性分析仪，其特征在于，包括上位机、信号发射电路、第一信号接收电路、第二信号接收电路、电源和电气隔离电路；/n所述信号发射电路与所述上位机连接，用于当接收到所述上位机发出的控制电信号时，产生一第一参考信号并输入到被测电路中；/n所述第一信号接收电路和第二信号接收电路的结构相同，且分别与所述上位机连接，用于分别获取和处理所述被测电路输出的模拟信号，并将其转换成数字信息发送给所述上位机；/n所述上位机用于向所述信号发射电路发送控制电信号，还用于依据接收的所述第一信号接收电路和所述第二信号接收电路发送的数字信号获取所述被测电路的频率特性；/n所述电气隔离电路连接在所述电源与所述信号发射电路、所述第一信号接收电路及所述第二信号接收电路之间，用于对所述信号发射电路、所述第一信号接收电路及所述第二信号接收电路进行电气隔离；/n所述电气隔离电路包括第一电源电气隔离电路、第二电源电气隔离电路和第三电源电气隔离电路；/n所述第一电源电气隔离电路连接在所述电源与所述信号发射电路之间，用于为所述信号发射电路提供电气隔离的电源；/n所述第二电源电气隔离电路连接在所述电源与所述第一信号接收电路之间，用于为所述第一信号接收电路提供电气隔离的电源；/n所述第三电源电气隔离电路连接在所述电源与所述第二信号接收电路之间，用于为所述第二信号接收电路提供电气隔离的电源；/n所述信号发射电路、所述第一信号接收电路和所述第二信号接收电路的参考地互不连接。/n...

【技术特征摘要】
1.一种频率特性分析仪，其特征在于，包括上位机、信号发射电路、第一信号接收电路、第二信号接收电路、电源和电气隔离电路；
所述信号发射电路与所述上位机连接，用于当接收到所述上位机发出的控制电信号时，产生一第一参考信号并输入到被测电路中；
所述第一信号接收电路和第二信号接收电路的结构相同，且分别与所述上位机连接，用于分别获取和处理所述被测电路输出的模拟信号，并将其转换成数字信息发送给所述上位机；
所述上位机用于向所述信号发射电路发送控制电信号，还用于依据接收的所述第一信号接收电路和所述第二信号接收电路发送的数字信号获取所述被测电路的频率特性；
所述电气隔离电路连接在所述电源与所述信号发射电路、所述第一信号接收电路及所述第二信号接收电路之间，用于对所述信号发射电路、所述第一信号接收电路及所述第二信号接收电路进行电气隔离；
所述电气隔离电路包括第一电源电气隔离电路、第二电源电气隔离电路和第三电源电气隔离电路；
所述第一电源电气隔离电路连接在所述电源与所述信号发射电路之间，用于为所述信号发射电路提供电气隔离的电源；
所述第二电源电气隔离电路连接在所述电源与所述第一信号接收电路之间，用于为所述第一信号接收电路提供电气隔离的电源；
所述第三电源电气隔离电路连接在所述电源与所述第二信号接收电路之间，用于为所述第二信号接收电路提供电气隔离的电源；
所述信号发射电路、所述第一信号接收电路和所述第二信号接收电路的参考地互不连接。


2.如权利要求1所述的频率特性分析仪，其特征在于，所述信号发射电路包括前端发射电路、第一隔离放大电路、第一信号发生器和第一光耦隔离电路；
所述第一光耦隔离电路与所述上位机连接，用于对所述信号发射电路接收的所述控制电信号进行电气隔离；
所述第一信号发生器与所述第一光耦隔离电路连接，用于当所述信号发射电路接收到所述上位机发出的控制电信号时产生所述第一参考信号；
所述前端发射电路通过所述第一隔离放大电路与所述第一信号发生器连接，以接收经所述第一隔离放大电路电气隔离的放大的所述第一参考信号，用于将其输入到所述被测电路中。


3.如权利要求2所述的频率特性分析仪，其特征在于，所述第一信号发生器包括数字频率合成器，用于产生所述第一参考信号；
和/或，所述第一参考信号为DC-20MHz的正弦信号。


4.如权利要求1所述的频率特性分析仪，其特征在于，所述第一信号接收电路和/或所述第二信号接收电路包括前端保护电路、前端降噪电路、一阶放大电路和二阶放大电路；
所述前端保护电路与所述前端降噪电路连接，用于对所述被测电路输出的模拟信号的频率范围和强度进行限制，以对所述前端降噪电路起保护作用；
和/或，所述前端保护电路与所述上位机连接，用于当所述被测电路输出的模拟信号的强度大于一预设阈值时，输出一预警电信号，以用于预警；
所述前端降噪电路与所述一阶放大电路连接，用于对所述被测电路输出的模拟信号进行降噪处理后输出给所述一阶放大电路；
所述一阶放大电路与所述二阶放大电路连接，用对所述前端降噪电路输出的模拟信号进行滤直流、低通滤波和/或程控放大处理；
所述二阶放大电路与所述上位机连接，用于依据一阶放大电路输出的模拟信号的频率，对其进行程控放大或与一预设信号混频后进行程控放大，再进行模数转后输出给所述上位机。


5.如权利要求4所述的频率特性分析仪，其特征在于，所述前端保护电路包括量程切换电路、钳位保护电路、峰值检波电路和第二光耦隔离电路；
所述量程切换电路与所述钳位保护电路连接，用于当所述被测电路输出的模拟信号的频率在一预设范围内时，将所述被测电路的模拟信号输出给所述钳位保护电路；
所述钳位保护电路连接在所述量程切换电路和所述前端降噪电路之间，用于对所述前端降噪电路进行钳位保护；
所述峰值检波电路，连接在所...

【专利技术属性】
技术研发人员：王威，曾文斌，侯啸林，
申请(专利权)人：深圳市芯启源科技有限公司，
类型：新型
国别省市：广东;44