[发明专利]一种基于任意可变数字中频的信号分析装置及方法

摘要

本发明公开了一种基于任意可变数字中频的信号分析装置及方法，属于信号分析领域。本发明对于低波段信号采用全数字下变频方式，不需外额外的变频电路和零频抑制电路，降低了电路成本特别是电路的总体功耗，大大减小了电路体积，实现低波段输入信号直接数字下变频功能；采用自动满量程增益控制联合可调数字混频方法，通过数据采集位数是否满量程来自动调整通道增益，并对数字混频有效位数进行动态截取，实现高精度信号分析；提出一种结合随机序列叠加与幅值压缩方法实现高纯数字本振发生，基于泰勒级数线性展开方法进行压缩，增加了查找表的寻址位数，实现了高纯数字本振信号的产生，提高了信号分析的精度。

主权项

1.一种基于任意可变数字中频的信号分析方法，其特征在于：采用一种基于任意可变数字中频的信号分析装置，该装置包括变频接收单元、中频调理单元以及数字处理单元；变频接收单元、中频调理单元和数字处理单元通过线路连接；变频接收单元包括可编程衰减器、高波段变频通路、低波段调理通路、参考环和本振合成环路；可编程衰减器，被配置为用于将射频输入信号分成高波段信号和低波段信号两路信号；高波段变频通路，被配置为用于对高波段信号进行处理；低波段调理通路，被配置为用于对低波段信号进行处理；本振合成环路，被配置为用于为高波段变频通路提供高纯本振信号；参考环，被配置为用于为本振合成环路提供参考信号；中频调理单元包括放大器和滤波器；数字处理单元包括采集调理电路、时钟驱动电路、ADC转换器和数字下变频处理模块；采集调理电路被配置为用于对ADC采样前信号进行滤波与增益控制；时钟驱动电路被配置为用于ADC转换器提供高稳定性时钟信号；ADC转换器，被配置为用于将低波段信号和经过中频处理后的高波段信号转换为数字信号；数字下变频处理模块，被配置为用于将经过ADC转换器处理的信号进行数字下变频处理；其中，数字下变频处理模块包括高纯数字本振合成单元、数字混频器、CIC抽取数字滤波器、低通滤波器；高纯数字本振合成单元，被配置为用于为数字混频器提供两路正交的任意可变高纯数字本振频率；数字混频器，被配置为用于对输入的中频信号进行下变频；CIC抽取数字滤波器，被配置为用于对数字混频后的同相与正交两路信号进行抽取降速与滤波处理；低通滤波器，被配置为用于对CIC滤波后信号进行低通滤波，滤除高频成分；具体包括如下步骤：步骤1：输入射频信号经过可编程衰减器后分成低波段和高波段两路信号；步骤2：高波段信号经过高波段变频通路后进入中频调理单元，其中本振合成环路为高波段变频通路提供高纯本振信号，参考环为本振合成环路提供参考信号；步骤3：高波段信号经过中频调理单元固定中频处理后进入ADC转换器；步骤4：经过ADC转换器采集后的高波段信号进入数字下变频处理模块进行数字下变频处理；高波段信号数字下变频时采用两路正交的固定数字本振信号进行混频，该数字本振信号由高纯数字本振合成单元产生；步骤5：低波段信号经过低波段调理通路进行滤波、衰减或放大处理后直接进入ADC转换器进行数字化采集；步骤6：经过ADC转换器采集后的低波段信号进入数字下变频处理模块进行数字下变频处理；低波段信号数字下变频时采用两路正交的任意可变的数字本振信号进行混频，该数字本振信号由高纯数字本振合成单元产生；步骤7：经过数字下变频后的高波段信号和低波段信号通过抽取滤波模块进行抽取滤波；步骤8：对抽取滤波后的信号进行包括频谱分析、时域分析在内的信号分析。