[发明专利]一种频率扩展装置、具备扩频功能的频谱分析仪

说明书

技术领域

本发明涉及频谱分析仪技术领域，特别涉及一种频率扩展装置、具备扩频功能的频谱分析仪。

背景技术

频谱分析仪是一种用来对被测信号进行频谱分析的接收机，可以测量未知信号的频率、幅值、失真等相关参数，通常具有很宽的频率和幅值测量范围。主要应用于基站维护、电子产品研发、生产等领域。频谱分析仪又可称为频域示波器、跟踪示波器、分析示波器、谐波分析器、频率特性分析仪或傅里叶分析仪等。频谱分析仪的主要技术指标有频率范围、分辨力、扫频速度、灵敏度、显示方式和假响应、DANL等。

如图1所示，为传统地频谱分析仪的电路原理图。输入射频信号经过多次变频将频率较高的信号改变为数字中频处理模块可处理的低频信号。由于是多次混频，所以必然要求提供多个本振信号。在这一转变过程中，由于混频器本身的特性决定，会产生无用边频及非线性杂散等，为了保证信号频谱的纯度，就需要用滤波器将不需要的信号滤除。

如图2所示，为改进型的频谱分析仪的电路结构图。可测射频信号的频率范围为9kHz至7.5GHz。频谱分析仪对射频前端模块引入的输入被测信号通过第一混频器及中频通道模块，对其进行多次变频，使之变成数字中频模块可处理的低频信号，然后送至数字中频模块处理。

在射频前端模块中，被测信号从输入端口进入，用单刀双掷开关S1来选通输入至开关S2或者选通输入至功率负载，单刀双掷开关S1有可能要承受较大功率，因此经常采用大功率单刀双掷开关或继电器来构成。单刀双掷开关S2用于选通将被测信号输入射频前端模块的后级链路还是将自校准信号接入射频前端模块的后级链路进行自校准。步进衰减器是一个衰减量可调的衰减器，而且具有较宽的衰减范围，可将输入的被测信号继续衰减至第一混频器A和第一混频器B的最佳混频电平。单刀双掷开关S3和单刀双掷开关S6共同配合选通被测信号接入预选放大器模块A还是预选放大器模块B。当被测信号为9kHz至3.2GHz时，选通接入预选放大器模块A，滤波器1传输；当被测信号为3.2GHz至7.5GHz时，选通接入预选放大器模块B，并通过单刀四掷开关S4、S5配合选通滤波器2至滤波 器n中的一路传输。预选放大器模块用于小信号的测量，当被测量的信号幅值比较小且接近频谱分析仪的底噪时，打开前置放大器，将减小射频前端模块链路的噪声系数，即降低了噪声，这样可以更准确的测量小信号，并可测的小信号幅度更小。滤波器1是低通滤波器，其作用是对第一混频器A的镜像频率进行抑制。滤波器2至滤波器n是多个带通滤波器，其作用是对第一混频器B的镜像频率进行抑制。

射频前端模块输出的9kHz至3.2GHz和3.2GHz至7.5GHz分别通过第一混频器A和第一混频器B与对应本振混频，产生第一中频信号A或第一中频信号B，两路第一中频信号通过单刀双掷开关S6合为一路输入第二混频器。

现有方案采用了传统的超外差接收方案，将被测信号由射频信号经过多次变频转换为数字可处理的低频信号。此方案要求第一本振频率的最大频率与最小频率差需等于频谱分析仪可测射频信号的最大频率与最小频率差，可测信号频率越宽，要求第一本振覆盖范围越宽，电路实现难度及复杂度就越大。为了降低第一本振的实现难度，依据被测信号的频率范围将射频前端和第一混频分成两个通道分别处理，第一本振的最大频率与最小频率差约3.2GHz即可，并且通过选择合适的第一中频信号频率，可以使两个通道的第一本振频率基本一致，可以用同一个本振产生电路实现。但是，如果将可测频率提高至7.5GHz以上时，要求第一本振频率覆盖范围也要加宽，第一本振实现难度增大。

发明内容

为解决现有技术的问题，本发明提出一种频率扩展装置、具备扩频功能的频谱分析仪，本频谱分析仪在现有频谱分析仪的基础上增设扩频模块，使得在不增加第一本振频率实现难度的基础上，扩大频谱分析仪的可测频率范围。

为实现上述目的，本发明提供了一种具备扩频功能的频谱分析仪，包括：射频前端模块、中频通道模块、数字中频处理模块和频率扩展模块；

所述频率扩展模块与所述射频前端模块的输入端相连，所述射频前端模块的输出端与所述中频通道模块的输入端相连，所述中频通道模块的输出端与所述数字中频处理模块相连；