CN1173643A - 频谱分析/跟踪扫频仪 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种电路简单造价低的频谱分析/跟踪扫频仪。频谱分析为二次变频,电路简单整机噪声小;跟踪扫频电路简单,跟踪扫频信号发生器对频谱分析仪只产生一个干扰中频通道的固定频率信号。简单实用造价低的梳状频标发生电路给仪器提供频标。有信号识别控制器,频谱分析仪利用谐波混频扩展测量频带;不用开关网络、中心频率度盘能显示被测信号的频率,用计算公式表能精确计算出被测信号谐波混频的测量频率,精度10^-4。

Description

频谱分析/跟踪扫频仪

本发明涉及一种频谱分析/跟踪扫频仪。是一种具有扫频仪，频谱分析仪两种仪器测量使用功能的近代发展出来的新型电子测量仪器。

XSQ-1是上海无线电二十六厂生产的一千兆频谱分析/跟踪扫频仪。它是以一台整机噪声较大的三次变频扫前端型频谱分析仪为主机，机内置一个跟踪扫频信号发生器为辅机的大型台式测量仪器。它没有指示频标，靠机械频率调谐装置和中心频率度盘显示被测信号的频率，频率测量精度约1-2％；它没有信号识别装置，不能辨别显示器上被测信号的频谱是第一本机振荡信号基波混频产生的频谱、还是谐波混频产生的频谱，不能利用第一本机荡信号的谐波混频扩展仪器的测量工作频带。为使辅机能够产生可以与主机扫频接收测量的电信号的频率跟踪同频的跟踪扫频信号，采用电路复杂的跟踪扫频技术：主机分别得向辅机的第一、二、三混频器提供第一、二、三本机振荡信号；辅机依靠机内石英晶体振荡器产生一个等于主机第三中频中心频率20MHZ的基准信号，送第三混频器与主机提供的第三本机振荡250MHZ固定频率信号混频相加、经带通滤波器选频滤波、得到一个等于主机第二中频中心频率270MHZ固定频率信号，送第二混频器与主机提供的第二本机振荡1750MHZ固定频率信号混频相加、经带通滤波器选频滤波、最终得到一个等于主机第一中频中心频率2020MHZ的固定频率信号；送第一混频器与主机提供的第一本机振荡2020-3020MHZ扫频信号混频，差频出0-1000MHZ跟踪扫频信号，送低通椭园出函数滤波器滤波，再由线性放大器放大后输出。由于辅机产生的2020、270、20MHZ三个固定频率信号与主机的第一、二、三中频的中心频率同频，它们会通过主机向辅机提供三个本机振荡信号的三个电路通道，分别泄露入主机的三个相应的中频通道中，对主机的三个中频通道都能造成极大的干挠；为此，在主机向辅机提供三个本机振荡信号的三个电路通道上，必须分别相应设置针对固定频率信号的隔离衰减电路或多个隔离器，阻隔辅机产生的三个固定频率信号进入主机三个中频通道。

七、八十年代，国外已有厂家生产有数字显示频率的可移动指示频标的频谱分析仪(不是频谱分析/跟踪扫频仪)。工作原理：频谱分析仪内置有一个与主机测量工作频率范围相同的可调整振荡频率的固定频率信号发生器和一个数字频率计数器，信号发生器的一路信号送频谱分析仪第一混频器，为频谱分析仪提供一个可改变频率的参考频标信号，另一路信号送数字频计数器显示可变频率的频标信号的频率。此种技术，对工作频率干兆以上的频谱分析仪，需要有千兆以上的可调整振荡频率的固定频率信号发生器和相应的数字频率计数器，造价昂贵，可与一台没有频标的普通频谱分析仪的造价相等，并且仪器对第一本机扫频振荡器的要求高，要求它的扫频非线性失真必须得小，增加了第一本机扫频振荡器的制造难度和造价。

市场上有一部分频谱分析仪有信号识别装置，能够利用第一本机振荡信号的谐波混频扩展频谱分析仪的工作频带(能扩展几倍至几十倍)这种装置包括有：能够使第二本机振荡电路改变振荡频率的电路装置，能够对扫描电压做衰减的由两个串接的步进精密衰减器和开关组成的开关网络，与相应的由精密机械传动装置构成的频率调谐装置、波段开关、和基波混频中心率度盘与几个谐波混频中心频率度盘。工作原理：启动信号识别装置，使第二本机振荡路改变振荡频率，此时显示器上被测信号的频谱线在频率轴线上发生位移；根据位移改变的位置辨别显示器上被测信号的频谱线是第一本机振荡信号基波混频产生的频谱线、还是谐波混频产生的频谱线根据位移改变的方向是向右或向左，辨别被测信号的频率是小于或是大于第一本机振荡信号基波或谐波的频率；能够通过调整开关网络和相应的波段开关、选用适当的基波混频或谐波混频中心频率度盘，确定被测信号的频率和谐波混频的次数。此种技术，开关网络及相应的其它装置是由精密电子原器件、精密机械器件构成、制造技术与制造成本都高，由于开关网络、机械频率调谐装置、中心频率度盘的误差，和第一本机扫频振荡信号非线性失真造成的误差，频率测量精度约为2％，而且对第一本机扫频振荡器要求高，要求扫频非线性失真必须小。

本发明的目的是提供一种有频标指示电路、频率测量精度高，有信号识别装置扩展仪器的测量工作频带，对被测信号垂直幅度的对数分贝电平分辨精度高，跟踪扫频电路简单、对频谱分析仪干挠小，频谱分析仪电路简单、整机噪声小的，制造工艺和技术简单、生产调试容易、制造成本低的频谱分析/跟踪扫频仪。

为到上述目的，本发明采用二次变频频谱析仪：第一本机扫频振荡电路1产生扫频信号，与被测信号送第一混频器2，产生第一中频，送第一中频带滤波器3选频滤波成窄带第一中频信号，送第二混频器4，与第二本机振荡电路5产生的固定频率信号混频，产生主中频(第二中频)、送主中频可选择不同带宽的带通滤波器6选频滤波成可选择不同带宽的主中频信号，送检波器7检波，检波信号送显示器显示被测信号的频谱，中心频率指示装置8显示被测信号的频率；有对数分贝垂直刻度的屏幕9，能够使仪器不用对数电路直接显示被测信号垂直幅度的对数分贝电平。跟踪扫频信号发生器：没有与频谱分析仪共用的固定频率本机振荡信号，差频本机振荡电路11能够独自产生等于或接近等于频谱分析仪第一中频中心频的是能够差频产生跟踪扫频信号所必须的固定频率信号送差频混频器10，与第一本机扫频振荡电路1产生的扫频信号混频，差频出跟踪扫频信号，送放大器12放大后输出；对频谱分析仪只产生一个干挠中频通道的固定频率信号。梳状频标发生电路13：频标石英晶体振荡器14产生标准频率信号，送频标谐波发生器15，产生谐波极丰富的窄脉冲梳状频率信号，一路信号送频谱分析仪第一混频器，另一路信号送频标混频器16，与扫频信号混频，差频信号送频标放大器17放大，送频标滤波器18滤波，获得所需要的频标信号送显示器为扫频信号提供频标。

第一本机扫频振荡电路1：是扫频振荡器19，产生扫频信号分别送两个隔离放大器20.20放大，经隔离匹配衰减器21.21分别向频谱分析仪、跟踪扫频信号发生器提供扫频信号，不必设置信号分配器；两个隔离放大器20.20与隔离匹配衰减器21.21协同，对跟踪扫频信号发生器产生的固定频率信号有大于60分贝的隔离衰减作用，在输送扫频信号的电路通道上不必设置针对固定频率信号的隔离衰减电路或隔离器。

第二本机振荡电路5与差频本机振荡电路11：可以用LC振荡器28，直接产生第二本机振荡固定频率信号、或产生等于或近等于频谱分析仪第一中频中心频率的固定频率信号。振荡电路5与11可以是荡器22依靠谐振器23直接产生所需要的固定频率信号，近代发展出来的声表面波、介质腔体等谐振器件，工作频率高、频率精度和稳定性都好，也可以再加用倍频器24，倍频信号送带通滤波器25选频滤波，获得超高频固定频率信号；也可以采用石英晶体谐振器23、频率合成集成电路27、压控振荡器26组成频率合成电路的方法，获得频率精度和稳定性部好的超高频固定频率信号，适合制造频率测量精度高的高档测量仪器。

第二本机振荡电路5：有信号识别控制器29，能够改变第二本机振荡电路5的振荡器的工作状态、改变它的振荡频率，使第二本机振荡电路5还能够选择产生一个频率改变2MHZ的(增大或减少)用于信号识别的固定频率信号。被测信号在显示器上的频谱线会因第二本机振荡信号的频率改变2MHZ，应相的在频率轴线上发生位移，在频率轴线上位移2MHZ(参考1MHZ梳状频率信号在显示器上的频谱)的是第一本机振荡信号基波混频产生的频谱线。位移1NHZ的是二次谐波混频产生的频谱线，位移0.66MHZ的是三次谐波混频产生的频谱线，位移0.5MHZ的是四次谐波混频产生的频谱线……设计时，第二本机振荡信号的频率大于第一中频的频率，用于信号识别的固定频率信号是增大2MHZ；被测信号的频率小于第一本机振荡信号基波或谐波的频率时、频谱线在显示器上位移改变的方向为(+)是向右发生位移，是被测信号的频率大时、频谱线位移改变的方向为(-)是向左发生位移。不用造价贵的开关网络、精密机械频率调谐装置和波段开关及多个基波混频谐波混频中心频率度盘，只用简单机械频率调谐装置和一个中心频率度盘显示被测信号的频率；给出一个简单的被测信号频率计算公式表，能精确出被测信号的频率；谐波波混频被测信号的频率计算精度能达到0.01％。计算公式表：第一本机振荡信号谐波的次数为、基波N＝1，被测信号在显示器上频谱的频率为a(可通过参考梳状频率信号在显示器上的频谱得到它精确的频率)，第一中频中心频率为b，被测信号的真实频率为C；当被测信号的频率小于第一本机振荡信号基波或谐波的频率时，被测信号的真实频率率C＝(N-1)b+Na，N＝1时C＝a、N＝2时C＝b+2a、N＝3时C＝2b+3a、N＝4时C＝3b+4a...；当被测信号的频率大于第一本机振荡信号基波或谐波的频率时，被测信号的真实的产频率C＝(N+1)b+Na，N＝1时C＝2b+a，N＝2时C＝3b+2a，N＝3时C＝4b+3a，N＝4时C＝5b+4a...。由计算得到谐波混频被测信号频率的精度，等于第二本机振荡固定频率信号的频率精度。

信号识别控制器29使第二本机振荡电路5的振荡器改变振荡频率的方法：1、振荡器22依靠(基准信号)谐振器23产生第二本机振荡固定频率信号，另一个振荡器22依靠(信号识别)谐振器23产生用于信号识别的固定频率信号，信号识别控制器29选择输出其中一个固定频率信号；也可将这个信号再送入倍频器24倍频，倍频信号送带通波波器25选频滤波，能获得超高频固定频率信号。2、信号识别控制器29控制振荡器22选用(基准信号)谐振器23或选用(信号识别)谐振器23，产生一个振荡频率可选择的固定频率信号；也可将这个信号再送入倍频器24，带通滤波器25，能获得超高频固定频率信号。3、压控振荡器26产生振荡信号，送频率合成集成电路27，在27内部按预定的分频次数分频后送27内部鉴相器，与27内部依靠石英晶体谐振器23产生的一个基准信号鉴相，产生相位误差调整控制电压控制压控振荡器26，使压振荡26的振荡频率精确的锁定在一个预定的固定频率上；信号识别控制器29，控制频率合成集成电路27内部的预定分频次数，能通过改变预定分频次数控制压控振荡器26改变振荡频率、使它还能够选择产生一个振荡频率增大2MHZ用于信号识别的固定频率信号。4、LC振荡器28直接产生第二本机振荡固定频率信号；信号识别控制器29能够改变LC振荡器28的振荡管的结电压工作状态、改变LC振荡器28的振荡频率，使LC振荡器28还能够选择产生一个振荡频率增大2MHZ的用于信号识别的固定频率信号。1、2、3电路适合制造频率测量精度好于0.01％的高档测量仪器；4电路，谐波混频被测信号由计算得到的频率的精度为0.001，适合制造价格低的普及型测量仪器。

本发明的优点是：频谱分析采用二次变频，电路简单、生产调试容易、制成本低，整机噪声比三次变频机型仪器整机噪声小10分贝。跟踪扫频信号发生器的跟踪扫频电路极简单，只用一个LC振荡器直接产生等于或接近等于频谱分析仪第一中频中心频率的固定频率信号，能降低仪器造价；并且只产生一个能干挠频谱分析仪中频通道的固定频率信号，采用差频本机振荡固定频信号的频率是接近等于频谱分析仪第一中频中心频率的方法，能够抑制它对中频通道的干挠，对频谱分析仪干挠小。梳状频标发生电路为频谱分析仪、跟踪扫频信号发生器提供频标，电路简单、造价低，能够提供4GHZ梳状频率(标)信号，造价仅是相同工作频率范围的有数字显示频率的可移动指示频标电路造价的1/5-1/10；梳状频率信号在显示器上的频谱能够直观的显示出第一本机扫频振荡信号的非线性失真，仪器的使用者能够通过观察显示器上梳状频率信号的频谱，使用者能够在主观上修正第一本机扫频振信号所存在的非线性失真，能降低仪器对第一本机扫频振荡器的要求，降低它的制造技术难度和造价。有梳状频率(标)信号存在，频谱分析仪第二本机振荡电路只用一个LC振荡器也能够选择产生一个用于信号识别的固定频率信号、拥有一个电路极简单的信号识别装置，能降低仪器造价。有信号识别控制器，能够利用第一本机振荡信号的谐波混频扩展频谱分析仪工作频带；有梳状频率(标)信号存在，不用造价昂贵的开关网络、精密机械传动频率调谐装置和多个基波混频谐波混频中心频率度盘、及波段开关，只用简单机械频率调谐装置和一个中心频率度盘，能够显示被测信号为基波混频为谐波混频的测量频率，用简单的被测信号频率计算公式表计算谐波混频被测信号频率的精度能够做到0.01％，比用开关网络及其它装置显示被测信号频率精度2％高两个数量级；能降低仪器造价。显示器上有刻度的屏幕上的垂直刻度，是修正了仪器的放大器、第二混频器、检波器、垂直扫描电路的非线失直失的，对数分贝电平的垂直刻度；仪器不用对数电路能够直接显示被测信号的垂直幅度的对数分贝电平；对同频、对两个频率相邻近的被测信号的对数分贝垂直电平幅度的对比分辨精度高，最小分辨刻度0.2分贝。

下面结合附图和具体实施方式对本明作进一步详细说明。

图1为本发明1000(800)MHZ便携式频谱分析/跟踪扫频仪的具体实施方式电路原理方框图。

图2为图1所示梳状频标发生电路13的实用电路原理方框图。

图3为图1所示第一本机扫频振荡电路1的实用电路原理方框图。

图4为图1所示第二本机振荡电路5或差频本机振荡电路11的实用电路原理方框图。

图5为图1所示第二本机振荡电路5或差频本机振荡电路11的第二种实用电路原理图。

图6为图1所示第二本机振荡电路5或差频本机振荡电路11的第三种实用电路原理图。

图7为封装第二本机振荡电路5和差频本机振荡电路11的屏蔽同温盒的纵剖视图。

图8为中心频率指示装置8中心频率度盘的平面示意图。

图9为有刻度的屏幕9的有对数分贝垂直刻度的屏幕示意图。

在图1所标1000(800)MHZ便携式频谱分析/跟踪扫频仪的电路原理方框图中，差频本机振荡电路11产生等于或接近等于频谱分析仪第一中频中心频率的是能够差频产生跟踪扫频信号所必须的固定频率信号1000MHZ，送差频混频器10，与第一本机扫频振荡电路1产生的一路扫频信号1000-2000MHZ混频，差频出跟踪扫频信号，送0-800MHZ低通椭圆函数滤波器滤波成0-800MHZ差频跟踪扫频信号，送放大器12放大后输出；放大器12分出一路扫频信号送稳幅取样器，得到稳幅控制电压，送稳幅比较放大器放大后送稳幅控制器，由稳幅控制器控制固定频率信号1000MHZ输入差频混频器10的信号输入幅度，达到稳幅的目的。以上10、11、12及低通滤波器和稳幅电路各自有相应的屏蔽组装入一个大屏蔽盒中，制做成跟踪扫频信号发生器一体化组件置于显示器内。

在图1所示1000(800)MHZ便携式频谱分析/跟踪扫频仪的电路原理(是频谱分析仪给跟踪扫频信号发生器做检波器和电路工作原理)方框图中，第一本机扫频振荡电路1产生扫频信号1000-2000MHZ，与[0-800(1000)MHZ]差频跟踪扫频号送第一混频器2，差频出检波第一中频，它的中心频率等于跟踪扫频信号发生器差频本机振荡电路11的振荡频率1000MHZ；送第一中频带通滤波器3选频滤波成窄带检波第一中频信号，送第二混频器4与第二本机振荡电路5产生的固定频率号1050MHZ混频，差频出检波主中频(第二中频)，它的中心频率等于第二本机振荡电路5的振荡频率减差频本机振荡电路11的振荡频率；设计时，适当选定振荡电路5与11的振荡频率能够确定检波主中频的中心频率，使它能够通过主中频最宽带宽的可选择带宽的带通波波器6，送放器放大后送检波器7检波，检波信号送显示器显示频谱分析仪给差频跟踪扫频信号做相对频率跟踪检波(主中频滤波器6选最宽带宽)的检波频响。以上1、2、3、4、5、6、7和放大器各自有相应的屏蔽组装入一个大屏蔽盒中，制做成频分析一体化组件，置于显示器内，与跟踪扫频信号发生器和显示器共同组成二次变频的频谱分析/跟踪扫频仪。梳状频标发生电路13置于显示内为频谱分析/跟踪扫频仪提供频标。

本发明的一个实施例中，第二本机振荡电路5与差频本机振荡电路11都是采用LC振荡器28直接产生所需要的固定频率信号，LC振荡器28的振荡频率有温度漂移只要振荡电路5与11两个LC振荡器28的工作电路相同、结构电子原器件基本相同、有基本相同的振荡频率温度漂移，检波主中频中心频率的温度漂移就能够做得很小能小于0.1MHZ，能够使仪器在不同的使用温度条件下，保证检波主中频能够通过主中频最宽带宽的带通滤波器6；将振荡电路5和11置于一个屏蔽同温盒中效果最好。设计时，在保证检波主中频能够通过主中频最宽带宽的带通滤波器6的特定条件下，确定差频本机振荡11的振荡频率，使它的振荡频率接近等于第一中频中心频率、与第一频中心频率有一个小小频差(这个频差小于主中频可选择带宽的带通滤器6的、最宽带宽滤器的1/2带宽的频率)，使检波主中频只能通过主中频最宽带宽的滤波器6而不能通过窄带滤波器6，这么做能够使频谱分析仪在单独使用时(主中频带通过滤波器6选窄带)，能够抑制跟踪扫频信号发生器产生的固定频率信号1000MHZ对中频通道的干挠。原理：泄露入第一中频通道中的固定频率信号1000MHZ与检波第一中频的中心率同频，它送入第二混频器4后会变频为检波主中频，因为它不能通过主中频窄带滤波器6，因尔被主中频窄带滤波器6抑制衰减。本发明第一中频带通滤器3，中心频率1000MHZ，一3分贝带宽±3MHZ，±1MHZ带内波动小于0.2分贝。主中频可选择带宽的带通波器6，中心频率50MHZ，带宽10KHZ、100KHZ、1.5MHZ可选择。

在图2所示梳状频标发生电路13的实用电路原理方框图中，石英晶体振荡器14产生1MHZ、10MHZ、100MHZ频率精度好于0.01％标准频率信号(可以只用一个100MHZ石英晶体振荡器，用分频的方法得到1MHZ、10MHZ标准频率信号)，送频标谐波发生器15，产生谐波极丰富的频率间隔为1MHZ或10MHZ或100MHZ的窄脉冲梳状频率信号，一路信号通过接口30送频谱分析第一混频器，另一路梳状频率信号送频标混频器16，与通过接口30送来的跟踪扫，频信号混频，差频信号送频标发大器17放大，送频标滤波器18滤波，获得所需要的频标信号送显示器给跟踪扫频信号提供频标指示；在差频本机振荡固定频信号的频率等于频谱分析仪第一中频的中心频率的特定条件下，送入显示器的频标信号也能够给频谱分析仪提供频标指示；在上述特定条件中再加上第一中频的中心频率能够被梳状频率信号中最大频率间隔的石英晶振标准信号的频率(100MHZ)整除的特定条件，梳状频率信号能够与第一本机扫频振荡电路1产生的扫频信号混频，产生的频标信号送显示器能够给跟踪扫频信号、频谱分析仪和第一本机振扫频信号都能够提供频标指示。以上14、15、16、17、18各自有相应的屏蔽组装入一个大屏蔽盒中，制做成梳状频标发生一体化组件，置于显示器内。在图3所示第一本机扫频振荡电路1的实用电路原理方框图中，扫频振荡器19是变容二极管调谐压控振荡器26产生1000-2000MHZ扫频信号，分别经两个隔离放大器20.20放大后，由与其相连接的隔离匹衰减器21.21分别将两路扫频信号通过接口30.30送频谱分析仪、跟踪扫频信号发生器。变容二极管调谐压控振荡器26(图5)，变容管应选用变容比大于8的砷化镓二极管，所用电子原器件均应选用超高频超小型无引线或微带器件。隔离放大器20.20对跟踪扫频信号发生器产生的固定频率信号1000MHZ有很好的隔离衰减作用，在输送扫频信号的电路通道上，不必设置针对于固定频率信号的隔离衰减电路或隔离器；分别为频谱分析仪、跟踪扫频信号发生器提供扫频信号不必设置信号分配器；20.20选用工作频率大于2GHZ的LC集成单片超高频放大器简单实用，也可用超高频三极管等分立原器件制造。21.21是超高电阻组件50欧6分贝衰减器；21.21对信号输出接口30.30起阻抗匹配作用，对固定频率信号1000MHZ有12分贝隔离衰减作用。

在图4所示第二本机振荡电路5或差频本机振荡电路11的实用路原理方框图中，振荡器22依靠(175MHZ基准信号)石英晶体谐振器23，产生175MHZ基准固定频率信号送倍频器24六倍频成1050MHZ信号，送(1050MHZ)带通滤波器25选频滤波，产生1050MHZ固定频率信号。差频本机振荡电路11与第二本机振荡电路5的工作电路原理相同，产生1000MHZ固定频率信号。第二本机振荡电路5还可以有另一个振荡器22依靠(175.33MHZ信号识别)石英晶体谐振器23，产生175.33MHZ识别固定频率信号，信号识别控制器29是由开关K选择给其中一个振荡器供电、选择将175MHZ信号或选择将175.33MHZ信号送倍频器24，倍频信号送带通滤波器25，使第二本机振荡电路5能够选择产生1050MHZ固定频率信号或选择产生1052MHZ用于信号识别的固定频率信号；它还可以是有一个信号识别控制器29，是由电子开关K控制振荡器22选用(175MHZ基准信号)石英晶体谐振器23或选用(175.33MHZ信号识别)石英晶体谐振器23，选择产生175NHZ信号或选择产生175.33MHZ信号送倍频器24，倍频信号送带通滤波器25选频滤波，产生1050MHZ或产生1052MHZ固定频率信号。

在图5所示第二本机振荡电路5或差频本机振荡电路11的实用电路原理图中，变容二极管调谐压控振荡器26产生1050MHZ振荡信号送频率合成集成电路27，在集成电路27内部按预定的分频次数分频后送内部的鉴相器，与集成电路27内部依靠石英晶体谐振器23产生的一个基准信号鉴相，产生相位误差调整控制电压控制变容二极管调谐压控振荡器26、使它的振荡频率精确锁定在1050MHZ预定的固定频率上。差频本机振荡电路11与第二本机振荡电路5的工作电路相同，它的变容二极管调谐压控振荡器26振荡频率锁定在1000MHZ固定频率上。第二本机振荡电路5还可以有一个信号识别控制器29、是通过开关K控制频率合成集成电路27内部的预定分频次数，能通过改变预定分频次数改变变容二极管调谐压控振荡器26的振荡频率、使它的振荡频率还能够锁定在用于信号识别的1052MHZ固定频率上。

在图6所示第二本机振荡电路5或差频本机振荡电路11的实用电路原理图中，差频本机振荡电路11是能够直接产生等于或接近等于频谱分析仪第一中频中心频率固定频率信号1000MHZ的LC振荡器28。第二本机振荡电路5是与差频本机电路11工作电路相同、结构电子原器件基本相同(仅仅是谐振电容的电容量不同或谐振电感的电感量不同)、有基本相同的振荡频率温度漂移，能够直接产生1050MHZ固定频率信号的LC振荡器28。第二本机振荡电路5还可以有一个信号识别控制器29，它是由串接在LC振荡器28供电电路中的电阻R、电位器W和一个能够将串接的电阻R电位器W短路的开关K组成。开关K开路时，LC振荡器28由于供电电路中串接有降压电阻R和电位器W、工作电压低，它的振荡频率为1050MHZ；开关K闭路时，LC振荡电路28串接的降压电阻R电位器W被开关K短路为零、工作电压升高，它的振荡频率改变、升高2MHZ，产生用于信号识别的固定频率信号1052MHZ。LC振荡器28的振荡频率有温度漂移，也会因为振动或电子原器件老化造成频率改变，可以造成识别固定频率信号的频率不是准确改变2MHZ，可以调整电位器W微调LC振荡器28的振荡频率，补偿校正因温度漂移等原因造成的振荡频率的改变。调整方法：参考1MHZ梳状频率信号在显示器上的频谱，启动信号识别控制器29将开关K短路，手调电位器W，使1MHZ梳状频率信号在显示器上的频谱正好在频率轴线上向右位移2MHZ。

在图7所示封装第二本机振荡电路5和差频本机振荡电路11的屏蔽同温盒的纵剖视图中，31是导热屏蔽盒、32是屏蔽中间隔板。30是信号输出接口。

在图8所示中心频率指示装置8中心频率度盘的平面示意图中，有中心频率刻度33，有6组与中心频率刻度相对应的，基波混频、谐波混频被测信号频率指示数值。中心频率刻度上部的三组被测信号频率指示数值，是被测信是的频率小于第一本机荡信号基波或谐波的频率时，应选读的被测信号频率指示数值；边上有+2选读标志(38)的是基波混频的被测信号频率指示数值34，有+1选读标志(38)的是二次谐波混频的被测信号频率指示数值35，有0.66选读标志(38)是三次谐波混频的被测信号示数值35。中心率刻度下部的三组被测信号频率指示数值，是被测信号的频率大于第一本机振荡信号基波或谐波的频率时，应选读的被测信号频率指示数值；边上有-2选读标志(38)的是基波混频的被测信号频率指示数值36，有-1选读标志(38)的是二次谐波混频的被测信号频率指示数值37，有-0.66选读标志(38)的是三次谐波混频的被测信号频率指示数值37。启动信号识别控制器29，被测信号在显示器上的频谱线在频率轴线上向右位移2MHZ的，边上有+2选读标志(38)的那个被测信号频率指示数值34；向左位移2MHZ的，应选读边上有-2选读标志(38)的那个被测信号频率指示数值36；位移1MHZ、0.66MHZ应选读的方式类同于上述方式。能够用被测信号的频率计算公式表精确计算出被测信号的测量频率。附1000(800)MHZ便携式频谱分析/跟踪扫频仪被测信号频率计算公式表：第一本机振荡信号谐波次数为N、基波N＝1，被测信号在显示器上频谱的频率为a(可通过参考梳状频率信号在显示器上的频谱得到它精确的频率)，第一中频中心频率为b、b＝1000MHZ，被测信号的真实频率为C；启动信号识别控制器29，显示器上被测信号的频谱线向右发生位移2MHZ时被测信号的真实频率C＝a、位移1MHZ时C＝1000MHZ+2a、位移0.66MHZ时C＝2000MHZ+3a、位移0.5MHZ时C＝3000MHZ+4a......；显示器上被信的频谱线向左位移2MHZ时C＝2000MHZ+a、位移1MHZ时C＝3000MHZ+2a、位移0.66MHZ时C＝4000MHZ+3a、位移0.5MHZ时C＝5000MHZ+4a…。

在图9所示有刻度的屏幕9的有对数分贝垂直刻度的屏幕示意图中，屏幕上的垂直刻度是修正了仪器的放大器，第二混频器，检波器，垂直扫描电路的非线性失真的对数分贝刻度。这个有对数分贝垂直刻度的屏幕，能够使仪器不用对数电路，显示器能够直接在屏幕上显示出被测信号的垂直幅度的对数分贝电平。它对两个频率相接近的被测信号。例如有线电视网的邻频传送的两个邻频频道电视信号的对数分贝电平幅度的对比分辨精度高，最小分辨为刻度为0.2分贝。这个有对数分贝垂直刻度的屏幕是能够在显示屏上析接下来的屏幕，能够在显示屏上随时折装上有其它刻度的屏幕，使用方便。

Claims (33)

1、一种频谱分析/跟踪扫频仪，由第一本机扫频振荡电路(1)、产生的扫频信号与被测信号送第一混频器(2)混频、产生第一中频、送第一中频带通滤波器(3)选频滤波后送第二混频器(4)、与第二本机振荡电路(5)产生的固定频率信号混频、生产第二中频、送第二中频带通滤波器(6)选频滤波后送检波器(7)检波。检波信号送显示器显示被测信号的频谱、中心频率指示装置(8)显示被测信号的频率、显示器上有刻度的屏幕(9)显示被测信号的垂直电平幅度，差频本机振荡电路(11)产生固定频率信号、送差频混频器(10)与来自第一本机扫频振荡电路(1)提供的扫频信号混频、差频出跟踪扫频信号、送放大器(12)放大后输出，所共同组成；第一本机扫频振荡电路(1)、第一混频器(2)、第一中频带通滤波器(3)、第二混频器(4)、第二本机振荡电路(5)、第二中频带通滤波器(6)、检波器(7)、中心频率指示装置(8)、和有刻度的屏幕(9)的显示器组成频谱分析仪，可单独使用，能够给由差频混频器(10)、差频本机振荡电路(11)、第一本机扫频振荡电路(1)、放大器(12)组成的跟踪扫频信号发生器做检波器；其特征在于：它还有一个梳状频标发生电路(13)为频谱分析/跟踪扫频仪提供频标。

2、根据权利要求1所述的频谱分析/跟踪扫频仪，其特征在于：由该第一本机扫频振荡电路(1)、该第一混频器(2)、该第一中频带通滤波器(3)，该第二混频器(4)，该第二本机振荡电路(5)，该第二中频带通滤波器(6)，该检波器(7)，该中心频率指示装置(8)，该有刻度的屏幕(9)的显示器组成的频谱分析仪是二次变频扫前端型频谱分析仪。

3、根据权利要求1或2所述的频谱分析/跟踪扫频仪，其特征在于：由该差频混频器(10)、该差频本机振荡电路(11)，该第一本机扫频振荡电路(1)，该放大器(12)组成的跟踪扫频信号发生器是没有与频谱分析仪共用的固定频率本机振荡信号，差频本机振荡电路(11)能独自产生是能够差频产生跟踪扫频信号所必须的固定频率信号；只产生一个干挠频谱分析仪中频通道的固定频率信号。

4、根据权利要求2或3所述的频谱分析/跟踪扫频仪，其特征在于：该第二中频带通滤波器(6)是由不同带宽的几个中频带通滤波器组成的主中频可选择不同带宽的带通滤波器。

5、根据权利要求1或2或3所述的频谱分析/跟踪扫频仪，其特征在于：该梳状频标发生电路(13)是频标石英晶体振荡器(14)产生标准频率信号，送频标谐波发生器(15)产生谐波极丰富的窄脉冲梳状频率信号，由接口30将信号输出，送频谱分析仪第一混频器。

6、根据权利要求1或2或3所述的频谱分析/跟踪扫频仪，其特征在于：该梳状频标发生电路(13)是频标石英晶体振荡器(14)产生标准频率信号，送频标谐波发生器(15)产生谐波极丰富的窄脉冲梳状频率信号，一路梳状频率信号由接口30输送频谱分析仪第一混频器，为频谱分析仪提供参考频标信号；另一路梳状频率信号送频标混频器(16)、与由接口30输入的跟踪扫频信号混频，产生差频信号送频标放大器(17)放大，送频标滤波器(18)滤波，获得所需要的频标信号送显示器给跟踪的频信号提供频标指示。

7、根据权利要求1或2或3所述的频谱分析/跟踪扫频仪，其特征在于：该梳状频标发生电路(13)是频标石英晶体振荡器(14)产生标准频率信号送频标谐波发生器(15)产生谐波极丰富的窄脉冲梳状频率信号，送频标混频器(16)与由接口30输入的扫频信号混频，产生差频信号送频标放大器(17)放大，送频标滤波器(18)滤波，获得所需要的频标信号送显示器为频谱分析/跟踪扫频仪提供频标指示。

8、根据权利要求1或2或3所述的频谱分析/跟踪扫频仪，其特征在于：该第一本机扫频振荡电路(1)是扫频振荡器(19)产生扫频信号，分别经隔离放大器(20)、(20)放大输出两路扫频信号。

9、根据权利要求1或2或3所述的频谱分析/跟踪扫频仪，其特征在于：该第一本机扫频振荡电路(1)是扫频振荡器(19)产生扫频信号，分别经隔离放大器(20)、(20)放大、连接隔离匹配衰减器(21)、(21)输出两路扫频信号。

10、根据权利要求8或9所述的频谱分析/跟踪扫频仪，其特征在于：该扫频振荡器(19)是变容二极管调谐压控振荡器(26)。

11、根据权利要求1或2或3或5或6或7或8或9或10所述的频谱分析/跟踪扫频仪，其特征在于：该第二本机振荡电路(5)是振荡器(22)依靠谐振器(23)产生第二本机振荡固定频率信号。

12、根据权利要求1或2或3或5或6或7或8或9或10所述的频谱分析/跟踪扫频仪，其特征在于：该差频本机振荡电路(11)是振荡器(22)依靠谐振器(23)产生是能够差频产生跟踪扫频信号所必须的固定频率信号。

13、根据权利要求1或2或3或5或6或7或8或9或10所述的频谱分析/跟踪扫频仪，其特征在于：该第二本机振荡电路(5)是振荡器(22)依靠谐振器(23)产生一个基准信号，送倍频器(24)倍频，倍频信号送带通滤波器(25)选频滤波产生第二本机振荡固定频率信号。

14、根据权利要求1或2或3或5或6或7或8或9或10所述的频谱分析/跟踪扫频仪，其特征在于：该差频本机振荡电路(11)是振荡器(22)依靠谐振器(23)产生一个基准信号，送倍频器(24)倍频，倍频信号送带通滤波器(25)选频滤波产生是能够差频产生跟踪扫频信号所必的固定频率信号。

15、根据权利要求1或2或3或5或6或7或8或9或10所述的频谱分析/跟踪扫频仪，其特征在于：该第二本机振荡电路(5)是变容二极管调谐压控振荡器(26)产生振荡信号，送频率合成集成电路(27)，在集成电路(27)内部按预定的分频次数分频后送集成电路(27)内部鉴相器，与集成电路(27)内部依靠谐振器(23)产生的一个基准信号鉴相，产生相位误差调整控制电压，控制变容二极管调谐压控振器(26)、使它的振荡频率精确的锁定在一个预定的固定频率上，产生第二本机振荡固定频率信号。

16、根据权利要求1或2或3或5或6或7或8或9或10所述的频谱分析/跟踪扫频仪，其特征在于：该差频本机振荡电路(11)是变容二极管调谐压控振荡器(26)、频率合成集成电路(27)、谐振器(23)组成的频率合成电路，直接产生是能够差频产生跟踪扫频信号所必须的固定频率信号。

17、根据权利要求1或2或3或5或6或7或8或9或10所述的频谱分析/跟踪扫频仪，其特征在于：该差频本机振荡电路(11)是能直接产生是能够差频产生跟踪扫频信号所必须的固定频率信号的LC振荡器(28)。

18、根据权利要求1或2或3或5或6或7或8或9或10或17所述的频谱分析/跟踪扫频仪，其特征在于：该第二本机振荡电路(5)是与差频本机振荡电路(11)的工作电路相同的LC振荡器(28)。

19、根据权利要求1或2或3或5或6或7或8或9或10或17或18所述的频谱分析/跟踪扫频仪，其特征在于：该第二本机振荡电路(5)和该差频本机振荡电路(11)是封装在一个屏蔽同温盒中。

20、根据权利要求1所述的频谱分析/跟踪扫频仪，其特征在于：该屏蔽同温盒是由导热屏蔽盒(31)、屏蔽中间隔板(32)、信号输出接口30组成。

21、根据权利要求1或2或3或5或6或7或8或9或10所述的频谱分析/跟踪扫频仪，其特征在于：该第二本机振荡电路(5)是信号识别控制器(29)能够改变第二本机振荡电路(5)的振荡器的工作状态、改变它的振荡频率，改变2MHZ为最好，使第二本机振荡电路(5)还能够选择产生一个用于信号识别的固定频率信号；该中心频率指示装置(8)中心频率度盘显示被测信为基波混频、为谐波混频的测量频率。

22、根据权利要求1或2或3或5或6或7或8或9或10或21所述的频谱分析/跟踪扫频仪，其特征在于：该第二本机振荡电路(5)是振荡器(22)依靠(基准信号)谐振器(23)产生第二本机振荡固定频率信号，另一个振荡器(22)依靠(信号识别)谐振器(23)产生用于信号识别的固定频率信号，信号识别控制器(29)选择输出其中一个固定频率信号。

23、根据权利要求1或2或3或5或6或7或8或9或10或21所述的频谱分析/跟踪扫频仪，其特征在于：该第二本机振荡电路(5)是信号识别控制器(29)控制振荡器(22)选用(基准信号)谐振器(23)、或选用(信号识别)谐振器(23)能够选择产生第二本机振荡固定频率信号、或选择产生用于信号识别的固定频率信号。

24、根据权利要求1或2或3或5或6或7或8或9或10或21所述的频谱分析/跟踪扫频仪，其特征在于：该第二本机振荡电路(5)是振荡器(22)依靠(基准信号)谐振器(23)产生基准信号、另一个振荡器(22)依靠(信号识别)谐振器(23)产生识别信号，信号识别控制器(29)选择将其中一个固定频率信号送倍频器(24)倍频，倍频信号送带通滤波器(25)选频滤波，使第二本机振荡电路(5)能够选择产生第二本机振荡固定频率信号，或选择产生用于信号识别的固定频率信号。

25、根据权利要求1或2或3或5或6或7或8或9或10或21所述的频谱分析/跟踪扫频仪，其特征在于：该第二本机振荡电路(5)是信号识别控制器(29)控制振荡器(22)选用(基准信号)谐振器(23)、或选用(信号识别)谐振器(23)，产生基准信号或产生识别信号送倍频器(24)，倍频信号送带通滤波器(25)选频滤波。

26、根据权利要求1或2或3或5或6或7或8或9或10或21所述的频谱分析/跟踪扫频仪，其特征在于：该第二本机振荡电路(5)是信号识别控制器(29)、变容二极管调谐压控振荡器(26)、频率合成集成电路(27)、谐振器(23)组成的频率合成电路，信号识别控制器(29)控制频率合成集成电路(27)内部的预定分频次数，能够通过改变预定分频次数改变变容二极调谐压控振荡器(26)的振荡频率，使第二本机振荡电路(5)还能够选择产生一个用于信号识别的固定频率信号。

27、根据权利要求11或12或13或14或15或16或22或23或24或25或26所述的频谱分析/跟踪扫频仪，其特征在于：该谐振器(23)是石英晶体谐振器。

28、根据权利要求1或2或3或5或6或7或8或9或10或21所述的频谱分析/跟踪扫频仪，其特征在于：该第二本机振荡电路(5)是信号识别控制器(29)控制LC振荡器(28)的振荡管的结电压工作状态，通过改变振荡管的结电压改变LC振荡器(28)的振荡频率，使LC振荡器(28)还能够选择产生一个用于信号识别的固定频率信号。

29、根据权利要求22或23或24或25或26或28所述的频谐分析/跟踪扫频仪，其特征在于：该信号识别控制器(29)是由开关(K)组成。

30、根据权利要求1或2或3或5或6或7或8或9或10或21或22或23或24或25或26或28所述的频谱分析/跟踪扫频仪，其特征在于：该中心频率指示装置(8)是仪器不用开关网络能够显示被测信号为基波混频为谐波混频的测量频率的中心频率度盘。它有中心频率刻度(33)；有与中心频率刻度(33)相对应的，基波混频被测信号频率指示数值(34)，基波混频被测信号频率指示数值(36)；有与中心频率刻度(33)相对应的，谐波混频测信号频率指示数值(35)，谐波混频被测信号频率指示数值(37)。

31、根据权利要求1或2或3或5或6或7或8或9或10或21或22或23或24或25或26或28所述的频谱分析/跟踪扫频仪，其特征在于：该中心频率指示装置(8)是仪器不用开关网络能够显示被测信号为基波混频为谐波混频的测量频率的中心频率度盘。它有中心频率刻度(33)；有与中心频率刻度(33)相对应的，基波混频被测信号频率指示数值(34)，基波混频被测信号频率指示数值(36)；有与中心频率刻度(33)相对应的，谐波混频被测信号频率指示数值(35)，谐波混频被测信号频率指示数值(37)；有基波混频谐波混频被测信号频率指示数值(34)、(35)、(36)(37)的，选读标志(38)。

32、根据权利要求1或2或3或5或6或7或8或9或10或11或12或13或14或15或16或17或18或21或22或23或24或25中26或28所述的频谱分析/跟踪扫频仪，其特征在于：该有刻度的屏幕(9)是仪器不用对数电路显示器能够直接显示被测信号垂直幅度对数分贝电平的有对数分贝垂刻度的屏幕。

33、根据权利要求32所述的频谱分析/跟踪扫频仪，其特征在于：该有对数分贝垂直刻度的屏幕是能够从显示屏上拆换的屏幕。

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