一种频谱分析仪和用于频谱分析仪的信号扫描方法技术

本发明专利技术公开了一种频谱分析仪，包括控制器、混频环路模块、本振扫描模块、第一混频器、模数转换模块、中频处理模块、数据采集控制模块和显示模块。当分辨率带宽大于第一预设值时，将本振扫描模块生成的第一本振扫描信号作为本振扫描信号。当分辨率带宽不大于第一预设值时，将混频环路模块生成的低相噪扫频混频信号与第一本振扫描信号进行混频后作为本振扫描模块中鉴相器的鉴相源信号，并将新生成的第二本振扫描信号作为本振扫描信号。由于依据分辨率带宽设置频谱分析仪的本振扫描信号，使得频谱分析仪可以依据信号扫描参数实现快速扫描和低相位噪声指标扫描的自动切换，进而极大地提升频谱分析仪的系统性能。地提升频谱分析仪的系统性能。地提升频谱分析仪的系统性能。

【技术实现步骤摘要】
一种频谱分析仪和用于频谱分析仪的信号扫描方法


[0001]本专利技术涉及频谱分析仪
，具体涉及一种频谱分析仪和用于频谱分析仪的信号扫描方法。

技术介绍

[0002]频谱分析仪是研究电信号频谱特性的仪器，用于信号失真度、调制度、谱纯度、频率稳定度和交调失真等信号参数的测量，是通信电子行业不可或缺的测量仪器。频谱分析仪在对输入的被测信号进行频谱分析时，需要先配置本振产生调频信号，通过调频信号对被测信号进行频率扫描后才能进行频谱分析。请参考图1，为一种频谱分析仪的结构示意图，包括参数计算单元1、扫描控制单元2、本振模块3、混频器4、模数转换单元5、中频处理单元6和显示模块7。频谱分析仪根据用户输入的扫描参数，参数计算单元1计算所有的频率，扫描控制单元2根据每个频率配置本振模块3输出该频率对应的频率信号，混频器4将被测信号和本振模块3输出的频率信号进行混频后输出给模数转换单元5，模数转换单元5输出中频数字信号给中频处理单元6，中频处理单元6获取被测信号的频率信息和频率幅度信息通过显示模块7显示。频谱分析仪依靠中频滤波器分辨各频率成份，检波器测量信号功率，依靠本振和显示横坐标的对应关系得到信号频率值。在这种扫描至调谐分析仪的工作原理，和AM接收机相近，只是调幅接收机的本振不是扫描的，而是用刻度旋钮人工进行调谐。频率合成是频谱分析仪的重要步骤，它决定了系统的相位指标、杂散、频率分辨率和扫描速度等诸多关键指标。频率合成的方式有直接频率合成、间接频率合成以及混合频率合成。频谱仪扫描有步进扫描、快速扫描和FFT等多种方式。现阶段，频谱分析仪的主要研究方向就是如何提高相位噪声指标，及如何同时提高频谱仪扫描的速度。

技术实现思路

[0003]本专利技术主要解决的技术问题是如何为频谱分析仪提供本振扫描信号。
[0004]根据第一方面，一种实施例中提供一种频谱分析仪，包括控制器、混频环路模块、本振扫描模块、第一混频器、模数转换模块、中频处理模块、数据采集控制模块和显示模块；所述控制器用于获取频谱分析仪的信号扫描参数，并依据所述信号扫描参数开始扫频；所述信号扫描参数包括分辨率带宽；所述控制器还用于当所述分辨率带宽大于一第一预设值时向所述本振扫描模块发送第一扫描输出控制信号；所述控制器还用于当所述分辨率带宽不大于所述第一预设值时向所述本振扫描模块发送第二扫描输出控制信号；所述混频环路模块用于依据所述信号扫描参数生成预设扫频带宽内连续频率的低相噪扫频混频信号，并将所述低相噪扫频混频信号发送给所述本振扫描模块；所述本振扫描模块用于依据所述信号扫描参数生成预设扫频带宽内连续频率的第一本振扫描信号；所述本振扫描模块还用于当接收到所述第一扫描输出控制信号时向所述第一混频器发送所述第一本振扫描信号；所述本振扫描模块还用于当接收到所述第二扫描输出控制信号时，将所述混频环路模块生成的所述低相噪扫频混频信号与所述第一本振
扫描信号进行混频后作为所述本振扫描模块中鉴相器的鉴相源信号，并将新生成的本振扫描信号作为第二本振扫描信号发送给所述第一混频器；所述第一混频器用于将输入所述频谱分析仪的被测信号与所述第一本振扫描信号或所述第二本振扫描信号进行混频处理，以获取连续频率的中频信号；所述模数转换模块用于对所述中频信号进行模数转换，以获取中频数字信号；所述数据采集控制模块用于依据所述信号扫描参数获取中频采集的参数，并将所述中频采集的参数发送给所述中频处理模块；所述中频处理模块用于根据所述中频采集的参数，对所述中频数字信号进行连续的采集，将所采集的数据由时间轴折算成频率轴得到频率信息和频率幅度信息；所述显示模块用于显示所述频率信息和频率幅度信息。
[0005]一实施例中，所述混频环路模块包括第一信号发生器、第二混频器、第一鉴相器、第一环路滤波器、第一振荡器、功分器、第一分频器和带通滤波电路；所述第一振荡器用于输出所述低相噪扫频混频信号给所述功分器；所述功分器用于将所述低相噪扫频混频信号分别发送给所述本振扫描模块和所述第二混频器；所述第一信号发生器用于向所述第二混频器和所述带通滤波电路发送连续的混频初始信号；所述带通滤波电路用于对所述混频初始信号进行带通滤波后发送给所述第一分频器；所述第一分频器用于将所述混频初始信号分频后发送给所述第一鉴相器；所述第一鉴相器分别与所述第二混频器、所述第一分频器和第一环路滤波器连接，用于将所述第二混频器和所述第一分频器的输出信号的相位差转成电压信号，以获取第一鉴相信号，并将所述第一鉴相信号发送给所述第一环路滤波器；所述第一环路滤波器用于对所述第一鉴相信号滤波后发送给所述第一振荡器。
[0006]一实施例中，所述带通滤波电路包括第一开关电路、第二开关电路和至少两个带通滤波器，所述第一开关电路连接在所述第一信号发生器与每一个所述带通滤波器之间，所述第二开关电路连接在所述第一分频器与每一个所述带通滤波器之间；所述控制器分别与所述第一开关电路和所述第二开关电路连接，所述控制器还用于依据所述信号扫描参数，通过所述第一开关电路和所述第二开关电路将至少一个所述带通滤波器连接在所述第一分频器和所述第一信号发生器之间。
[0007]一实施例中，所述本振扫描模块包括第二信号发生器、第二鉴相器、第二环路滤波器、第二振荡器和混频开关电路；所述第二信号发生器用于向所述第二鉴相器发送连续的本振扫描初始信号；所述第二鉴相器分别与所述混频开关电路和所述第二环路滤波器连接；所述第二鉴相器用于将所述混频开关电路和所述第二信号发生器的输出信号的相位差转成电压信号，以获取第二鉴相信号，并将所述第二鉴相信号发送给所述第二环路滤波器；所述第二环路滤波器用于对所述第二鉴相信号滤波后发送给所述第二振荡器；所述混频开关电路与所述控制器和混频环路模块连接；所述混频开关电路用于当接收到所述第一扫描输出控制信号时，将所述第二振荡器的输出信号进行N分频后输出给
所述第二鉴相器；所述混频开关电路还用于当接收到所述第二扫描输出控制信号时，将所述第二振荡器和所述混频环路模块的输出信号进行混频后输出给所述第二鉴相器。
[0008]一实施例中，所述混频开关电路包括N分频器、第三开关电路、第四开关电路和第三混频器；所述第三开关电路分别与所述控制器、所述N分频器、所述第三混频器和所述第二鉴相器连接，所述第四开关电路分别与所述控制器、所述N分频器、所述第三混频器和所述第二振荡器连接，所述第三混频器与所述混频环路模块连接；所述第三开关电路和所述第四开关电路用于响应所述第一扫描输出控制信号，将所述N分频器连接在所述第二振荡器和所述第二鉴相器之间；所述第三开关电路和所述第四开关电路还用于响应所述第二扫描输出控制信号，将所述第三混频器连接在所述第二振荡器和所述第二鉴相器之间。
[0009]一实施例中，还包括时钟模块，分别与所述本振扫描模块和所述混频环路模块连接；所述时钟模块用于向所述本振扫描模块和所述混频环路模块发送时钟信号，以用于为所述本振扫描模块和所述混频环路模块的信号发生器提供同步的时钟信号。
[0010]一实施例中，所述时钟模块包括参考电路、五倍频电路、时钟分发电路本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种频谱分析仪，其特征在于，包括控制器、混频环路模块、本振扫描模块、第一混频器、模数转换模块、中频处理模块、数据采集控制模块和显示模块；所述控制器用于获取频谱分析仪的信号扫描参数，并依据所述信号扫描参数开始扫频；所述信号扫描参数包括分辨率带宽；所述控制器还用于当所述分辨率带宽大于一第一预设值时向所述本振扫描模块发送第一扫描输出控制信号；所述控制器还用于当所述分辨率带宽不大于所述第一预设值时向所述本振扫描模块发送第二扫描输出控制信号；所述混频环路模块用于依据所述信号扫描参数生成预设扫频带宽内连续频率的低相噪扫频混频信号，并将所述低相噪扫频混频信号发送给所述本振扫描模块；所述本振扫描模块用于依据所述信号扫描参数生成预设扫频带宽内连续频率的第一本振扫描信号；所述本振扫描模块还用于当接收到所述第一扫描输出控制信号时向所述第一混频器发送所述第一本振扫描信号；所述本振扫描模块还用于当接收到所述第二扫描输出控制信号时，将所述混频环路模块生成的所述低相噪扫频混频信号与所述第一本振扫描信号进行混频后作为所述本振扫描模块中鉴相器的鉴相源信号，并将新生成的本振扫描信号作为第二本振扫描信号发送给所述第一混频器；所述第一混频器用于将输入所述频谱分析仪的被测信号与所述第一本振扫描信号或所述第二本振扫描信号进行混频处理，以获取连续频率的中频信号；所述模数转换模块用于对所述中频信号进行模数转换，以获取中频数字信号；所述数据采集控制模块用于依据所述信号扫描参数获取中频采集的参数，并将所述中频采集的参数发送给所述中频处理模块；所述中频处理模块用于根据所述中频采集的参数，对所述中频数字信号进行连续的采集，将所采集的数据由时间轴折算成频率轴得到频率信息和频率幅度信息；所述显示模块用于显示所述频率信息和频率幅度信息。2.如权利要求1所述的频谱分析仪，其特征在于，所述混频环路模块包括第一信号发生器、第二混频器、第一鉴相器、第一环路滤波器、第一振荡器、功分器、第一分频器和带通滤波电路；所述第一振荡器用于输出所述低相噪扫频混频信号给所述功分器；所述功分器用于将所述低相噪扫频混频信号分别发送给所述本振扫描模块和所述第二混频器；所述第一信号发生器用于向所述第二混频器和所述带通滤波电路发送连续的混频初始信号；所述带通滤波电路用于对所述混频初始信号进行带通滤波后发送给所述第一分频器；所述第一分频器用于将所述混频初始信号分频后发送给所述第一鉴相器；所述第一鉴相器分别与所述第二混频器、所述第一分频器和第一环路滤波器连接，用于将所述第二混频器和所述第一分频器的输出信号的相位差转成电压信号，以获取第一鉴相信号，并将所述第一鉴相信号发送给所述第一环路滤波器；所述第一环路滤波器用于对所述第一鉴相信号滤波后发送给所述第一振荡器。3.如权利要求2所述的频谱分析仪，其特征在于，所述带通滤波电路包括第一开关电路、第二开关电路和至少两个带通滤波器，所述第一开关电路连接在所述第一信号发生器与每一个所述带通滤波器之间，所述第二开关电路连接在所述第一分频器与每一个所述带
通滤波器之间；所述控制器分别与所述第一开关电路和所述第二开关电路连接，所述控制器还用于依据所述信号扫描参数，通过所述第一开关电路和所述第二开关电路将至少一个所述带通滤波器连接在所述第一分频器和所述第一信号发生器之间。4.如权利要求2所述的频谱分析仪，其特征在于，所述本振扫描模块包括第二信号发生器、第二鉴相器、第二环路滤波器、第二振荡器和混频开关电路；所述第二信号发生器用于向所述第二鉴相器发送连续的本振扫描初始信号；所述第二鉴相器分别与所述混频开关电路和所述第二环路滤波器连接；所述第二鉴相器用于将所述混频开关电路和所述第二信号发生...

【专利技术属性】
技术研发人员：郑翠翠，梁杰，
申请(专利权)人：深圳市鼎阳科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：