CN107807276A - 一种实时频谱仪跟踪源设计方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种实时频谱仪跟踪源设计方法，100MHz参考作为第一本振和跟踪源本振环路的鉴相参考，第一本振信号经耦合器分为两路，一路本振经放大器一后至接收下变频通道，另一路本振经放大器二后至混频器；接收下变频通道输出中频信号至高速ADC，高速ADC将模拟信号数字化后做信号处理分析。跟踪源本振输出信号经开关一、二选择与第一本振混频输出或直接输出，然后依次经放大器三、低通滤波器二和射频衰减器作为跟踪源输出。本发明在实时频谱仪原有硬件架构基础上，增加了跟踪源本振及其输出通道，方便地实现频谱仪全波段的跟踪源设计；使实时频谱仪具备跟踪源测量功能，极大地扩展了实时频谱仪应用范围。

Description

一种实时频谱仪跟踪源设计方法
技术领域
本发明涉及频谱分析仪跟踪源的实现技术领域，尤其涉及一种实时频谱仪跟踪源设计方法。
背景技术
跟踪源是频谱分析仪重要的选配件之一，频谱分析仪带跟踪源选件可以实现幅频特性和电压驻波比测量，极大了拓展了频谱仪分析仪的应用范围。传统扫频频谱仪由于本振是扫频的，所以其跟踪源很容易实现如图1所示。第一本振耦合至跟踪源混频器，与跟踪源本振混频产生跟踪源输出；设计中跟踪源本振频率不变，这样跟踪源输出与频谱仪第一本振完全同步(即与频谱仪接收频率同步)。
当前实时频谱仪第一本振工作在点频模式，由高速ADC进行快速采集做FFT变换实现频谱分析，信号处理按照用户设定的带宽进行实时频谱分析，所以一般无跟踪源选件，不能实现幅频特性和电压驻波比测量。
发明内容
本发明目的就是为了弥补已有技术的缺陷，提供一种实时频谱仪跟踪源设计方法。
本发明是通过以下技术方案实现的：
一种实时频谱仪跟踪源设计方法，包括有100MHz参考、第一本振、放大器、接收下变频通道、高速ADC、信号处理单元、跟踪源本振、开关、混频器、低通滤波器和射频衰减器，所述的100MHz参考输出两路信号分别作为第一本振和跟踪源本振环路的鉴相参考，第一本振信号经耦合器分为两路，耦合器的主路输出的本振信号与放大器一的输入端相连，放大器一的输出端至接收下变频通道，接收下变频通道输出中频至高速ADC，高速ADC将模拟信号数字化后输出至信号处理单元，信号处理单元根据用户选择的测量功能不同做FFT实时频谱分析或跟踪检波处理，耦合器耦合端口输出至放大器二的输入端；
跟踪源本振输出至开关一，通过开关一选择通道一或通道二，通道一跟踪源本振与放大器二输出的第一本振混频，进入混频器，混频器输出信号至低通滤波器一，低通滤波器一输出经开关二选通至放大器三；通道二跟踪源本振通过开关二直接输出至放大器三；放大器三输出至低通滤波器二，低通滤波器二输出至射频衰减器，射频衰减器输出作为实时频谱仪跟踪源输出。
当关闭跟踪源功能时，所述的第一本振工作在点频模式，信号处理按照设定的带宽进行实时频谱分析；当打开跟踪源功能时，第一本振频率步进为其中Fstep为第一本振频率步进，SPAN为用户在使用跟踪源时设置的扫频宽度，SD为实时频谱仪的显示器测量迹线像素点数目。
所述的跟踪源本振根据设定的频率测量范围选择通道一或通道二输出；当设定的频率测量范围为低波段时，跟踪源本振选择通道一输出，此时跟踪源本振为一固定频点，跟踪源输出频率跟随第一本振频率变化；当设定的频率测量范围为高波段时，跟踪源本振选择通道二输出，此时跟踪源本振频率变化在时间上与第一本振完全同步，跟踪源本振频率步进与第一本振相同，跟踪源本振频率设置与设置测量频率相同；
所述的信号处理单元根据用户的使用要求选用不同的处理方式，当用户关闭跟踪源功能时，信号处理部分对ADC采集的数据做FFT变换进行实时频谱分析；当用户打开跟踪源功能时，信号处理部分对ADC采集的数据进行检波处理。
本发明基于实时频谱硬件设计架够，实现了实时频谱仪跟踪源测量功能；本发明通过改变第一本振、跟踪源本振的工作和信号处理的工作方式，解决了实时频谱仪跟踪源的设计难题，使得实时频谱仪可以实现幅频特性和电压驻波比测量。
本发明的优点是：1、本发明实时频谱仪增加了跟踪源测量功能，解决了实时频谱仪幅频特性和电压驻波比测量难题。
2、本发明实时频谱仪原有硬件架构不变，只是增加了跟踪源本振及其输出通道，系统设计简单，成本低。
3、本发明可方便地实现频谱仪全波段的跟踪源设计，极大地扩展了实时频谱仪应用范围。
附图说明
图1为扫频频谱仪跟踪源实现原理框图。
图2为本发明实时频谱仪跟踪源设计实现原理框图。
具体实施方式
如图2所示，一种实时频谱仪跟踪源设计方法，包括有100MHz参考1、第一本振2、放大器、接收下变频通道3、高速ADC4、信号处理单元5、跟踪源本振6、开关、混频器7、低通滤波器和射频衰减器8，所述的100MHz参考1输出两路信号分别作为第一本振2和跟踪源本振6环路的鉴相参考，第一本振信号经耦合器9分为两路，耦合器9的主路输出的本振信号与放大器一10的输入端相连，放大器一10的输出端至接收下变频通道3，接收下变频通道3输出中频至高速ADC4，高速ADC4将模拟信号数字化后输出至信号处理单元5，信号处理单元5根据用户选择的测量功能不同做FFT实时频谱分析或跟踪检波处理，耦合器9耦合端口输出至放大器二12的输入端；
跟踪源本振6输出至开关一11，通过开关一11选择通道一或通道二，通道一跟踪源本振与放大器二12输出的第一本振混频，进入混频器7，混频器7输出信号至低通滤波器一13，低通滤波器一13输出经开关二14选通至放大器三15；通道二跟踪源本振通过开关二14直接输出至放大器三15；放大器三15输出至低通滤波器二16，低通滤波器二16输出至射频衰减器8，射频衰减器8输出作为实时频谱仪跟踪源输出。
当关闭跟踪源功能时，所述的第一本振工作在点频模式，信号处理按照设定的带宽进行实时频谱分析；当打开跟踪源功能时，第一本振频率步进为其中Fstep为第一本振频率步进，SPAN为用户在使用跟踪源时设置的扫频宽度，SD为实时频谱仪的显示器测量迹线像素点数目。
所述的跟踪源本振6根据设定的频率测量范围选择通道一或通道二输出；当设定的频率测量范围为低波段时，跟踪源本振选择通道一输出，此时跟踪源本振为一固定频点，跟踪源输出频率跟随第一本振频率变化；当设定的频率测量范围为高波段时，跟踪源本振选择通道二输出，此时跟踪源本振频率变化在时间上与第一本振完全同步，跟踪源本振频率步进与第一本振相同，跟踪源本振频率设置与设置测量频率相同；
所述的信号处理单元根据用户的使用要求选用不同的处理方式，当用户关闭跟踪源功能时，信号处理部分对ADC采集的数据做FFT变换进行实时频谱分析；当用户打开跟踪源功能时，信号处理部分对ADC采集的数据进行检波处理。

Claims (4)

1.一种实时频谱仪跟踪源设计方法，其特征在于：包括有100MHz参考、第一本振、放大器、接收下变频通道、高速ADC、信号处理单元、跟踪源本振、开关、混频器、低通滤波器和射频衰减器，所述的100MHz参考输出两路信号分别作为第一本振和跟踪源本振环路的鉴相参考，第一本振信号经耦合器分为两路，耦合器的主路输出的本振信号与放大器一的输入端相连，放大器一的输出端至接收下变频通道，接收下变频通道输出中频至高速ADC，高速ADC将模拟信号数字化后输出至信号处理单元，信号处理单元根据用户选择的测量功能不同做FFT实时频谱分析或跟踪检波处理，耦合器耦合端口输出至放大器二的输入端；
跟踪源本振输出至开关一，通过开关一选择通道一或通道二，通道一跟踪源本振与放大器二输出的第一本振混频，进入混频器，混频器输出信号至低通滤波器一，低通滤波器一输出经开关二选通至放大器三；通道二跟踪源本振通过开关二直接输出至放大器三；放大器三输出至低通滤波器二，低通滤波器二输出至射频衰减器，射频衰减器输出作为实时频谱仪跟踪源输出。
2.根据权利要求1所述的一种实时频谱仪跟踪源设计方法，其特征在于：当关闭跟踪源功能时，所述的第一本振工作在点频模式，信号处理按照设定的带宽进行实时频谱分析；当打开跟踪源功能时，第一本振频率步进为其中Fstep为第一本振频率步进，SPAN为用户在使用跟踪源时设置的扫频宽度，SD为实时频谱仪的显示器测量迹线像素点数目。
3.根据权利要求1所述的一种实时频谱仪跟踪源设计方法，其特征在于：所述的跟踪源本振根据设定的频率测量范围选择通道一或通道二输出；当设定的频率测量范围为低波段时，跟踪源本振选择通道一输出，此时跟踪源本振为一固定频点，跟踪源输出频率跟随第一本振频率变化；当设定的频率测量范围为高波段时，跟踪源本振选择通道二输出，此时跟踪源本振频率变化在时间上与第一本振完全同步，跟踪源本振频率步进与第一本振相同，跟踪源本振频率设置与设置测量频率相同。
4.根据权利要求1所述的一种实时频谱仪跟踪源设计方法，其特征在于：所述的信号处理单元根据用户的使用要求选用不同的处理方式，当用户关闭跟踪源功能时，信号处理部分对ADC采集的数据做FFT变换进行实时频谱分析；当用户打开跟踪源功能时，信号处理部分对ADC采集的数据进行检波处理。
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Denomination of invention: A Design Method of Tracking Source for Real time Spectrometer

Effective date of registration: 20230613

Granted publication date: 20191008

Pledgee: Anhui pilot Free Trade Zone Hefei area sub branch of Huishang Bank Co.,Ltd.

Pledgor: ANHUI EGRETS ELECTRONIC TECHNOLOGY Co.,Ltd.

Registration number: Y2023980043726

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