CN201397361Y

CN201397361Y - 模块化频谱分析仪

Info

Publication number: CN201397361Y
Application number: CN2009201354794U
Authority: CN
Inventors: 汤勇军; 黄伟伦; 张致明; 徐辉; 曾勇; 汤珍文
Original assignee: SHENZHEN ATTEN ELECTRONICS CO Ltd
Current assignee: Nanjing Glarun-Atten Technology Co., Ltd.
Priority date: 2009-03-11
Filing date: 2009-03-11
Publication date: 2010-02-03
Anticipated expiration: 2019-03-11

Abstract

本实用新型公开了一种模块化频谱分析仪，包括仪器外壳、操作面板、位于仪器外壳内的连接板和至少两个独立模块，所述连接板上设计有线路和至少三个第一接口，所述操作面板与所述连接板的其中一个第一接口电连接，所述每个独立模块包括一个装配有电路的线路板，所述线路板上装配有第二接口，所述每个独立模块通过第二接口与连接板上对应的第一接口连接，且相关的独立模块之间还通过连接线相连。本实用新型通过将整个电路模块化，方便模块的更换，从而降低了维修成本和电路的升级成本。

Description

模块化频谱分析仪

【技术领域】

本实用新型涉及一种频谱分析仪，尤其涉及一种模块化的频谱分析仪。

【背景技术】

频谱分析仪的作用主要是在频域里显示输入信号的频谱特性，一般有两种类型，即时频谱分析仪(Real-Time Spectrum Analyzer)与扫描调谐频谱分析仪(Sweep-Tuned Spectrum Analyzer)。即时频率分析仪的功能为在同一瞬间显示频域的信号振幅，其工作原理是针对不同的频率信号而有相对应的滤波器与检知器(Detector)，再经由同步的多工扫描器将信号传送到显示器屏幕上。扫描调谐频谱分析仪，其工作原理是输入信号经衰减器直接外加到混波器，可调变的本地振荡器经与显示器同步的扫描产生器产生随时间作线性变化的振荡频率，经混波器与输入信号混波降频后的中频信号(IF)再放大，滤波与检波传送到显示器。目前，无论哪种频谱分析仪，实现它们的一系列功能的电路都是设计在一块线路板上，这块线路板通常被称为主板，这种设计方式不利于维修更换和电路升级。

【发明内容】

本实用新型要解决的主要技术问题是，提供一种模块化的频谱分析仪，方便维修更换和电路升级。

为解决上述技术问题，本实用新型提供一种模块化频谱分析仪，包括仪器外壳、操作面板、位于仪器外壳内的连接板和至少两个独立模块，所述连接板上设计有线路和至少三个第一接口，所述操作面板与所述连接板的其中一个第一接口电连接，所述每个独立模块包括一个装配有电路的线路板，所述线路板上装配有第二接口，所述每个独立模块通过第二接口与连接板上对应的第一接口连接，且相关的独立模块之间还通过连接线相连。

在改进的实施例中，所述独立模块还包括设置在线路板外周的金属外壳，所述连接线位于金属外壳的外部。

本实用新型通过将整个电路模块化，方便模块的更换，从而降低了维修成本和电路的升级成本。由于各独立模块外设有金属外壳，从而降低了电路的电磁干扰。

【附图说明】

图1为本实用新型一种实施例中的频谱分析仪的结构示意图之一；

图2为本实用新型一种实施例中的频谱分析仪的结构示意图之二；

图3为金属外壳带有窗口的示意图；

图4为一种实施例中连接线的结构示意图。

【具体实施方式】

下面通过具体实施方式结合附图对本实用新型作进一步详细说明。

根据本实用新型的频谱分析仪包括仪器外壳、操作面板和位于外壳内的电路部分，电路部分包括连接板和若干个独立模块，例如可包括两个、三个、四个或五个独立模块，每个独立模块至少完成一种功能，所述功能是指通过电路元件搭建的电路所能达到的效果，例如提供电源、产生本振信号、放大、检波、显示控制或处理器。连接板上设计有线路和至少三个第一接口，根据需要，某些第一接口之间可通过连接板上的线路实现电气连接，操作面板与连接板上的其中一个第一接口电连接。每个独立模块包括一个装配有电路的线路板，线路板上的电路连接方式与现有技术相同，另外线路板上还装配有第二接口，各独立模块通过第二接口与连接板上对应的第一接口连接。在需要进行信号传输的不同线路板之间采用连接线连接，连接线为信号线。

如图1、2所示的一实施例中，频谱分析仪包括仪器外壳、操作面板3、位于外壳内的机架4、若干独立模块5和连接板6，操作面板3固定在机架4上，本实施例中，操作面板3位于频谱分析仪的前面，连接板6位于机架4的底部，独立模块5连接在连接板6上，外壳分为围箱1和底壳2，围箱1套在机架4外，围箱1的一端紧贴操作面板3固定，另一端与底壳2固定。其中：

连接板6上设有线路和第一接口。独立模块5包括金属外壳和位于金属外壳内的线路板，实现模块功能的电路装配在金属外壳内的线路板上，线路板上还设有第二接口，如图3所示，金属外壳51上开有窗口52供第二接口53露出。各独立模块5通过第二接口与连接板上的对应的第一接口连接，其连接方式可以是焊接或通过排针插接。独立模块5至少包括电源模块和控制模块，控制模块可包括CPU及其外围电路和显示处理电路。电源模块通过其第二接口与连接板连接，向连接板提供各种电源信号，控制模块和其它独立模块也分别通过各自的第二接口和连接板连接，从连接板上取电。操作面板3还通过排线与连接板电气连接，通过连接板实现独立模块和操作面板之间的通讯。

通过将电路进行模块化，可方便电路的维修更换和升级更换。

另外，在某些独立模块之间需要进行信号传输，在优选的实施例中，通过位于连接板外的连接线7实现模块间的信号传输，如图2所示，独立模块5插接在连接板6上，独立模块5之间通过连接线7相连，实现信号传输，同时连接线7也位于独立模块5的金属外壳的外部。模块5间通过连接线7进行连接的方式可采用以下方式：1)连接线的两端分别穿过金属外壳与两个独立模块的线路板相连。这种方式是在金属外壳上开有通孔，连接线的线端穿过通孔，与独立模块的线路板上的输出端子连接。这种方式不方便拆卸。2)可拆卸连接。如图2所示，在金属外壳上设置有连接头8，线路板的输出端子连接金属外壳的连接头8，连接线7的两端也分别连接在两个金属外壳的连接头8上，连接线的连接方式可以是插接或通过螺纹连接。这种方式可方便连接线的拆卸。

独立模块之间的连接线传输的是需要进行处理的信号，而信号与距离的长短有关，将独立模块之间的信号线设计为位于连接板外的飞线，可方便调整连接线的长短，使输出的信号符合用户要求。同时，信号线容易受到电磁干扰而导致信号失真，如果将信号线设计在线路板上，则很难实现信号线的屏蔽，因此将信号线设计为飞线形式，可方便实现屏蔽。为实现信号线的屏蔽，连接线7的结构如图4所示，包括导体线芯71、包覆在导体线芯71外面的绝缘层72和包覆在绝缘层外面的金属层73。导体线芯71作为导体用于传输信号，绝缘层72用于将导体线芯71与其它导体绝缘，金属层73用于电磁屏蔽，金属层73可以是铝、铜等金属。

在另一实施例中，对于可拆卸的连接线还可以进一步进行改进。在每个金属外壳上设计多个连接头，所述连接头分别连接所述线路板的不同输出端子，可根据用户的需要，将连接线与适当的连接头连接，以得到用户所需要的信号。当用户的要求改变时，可将连接线拆卸下来，再与新的适当的连接头连接。

为进一步固定独立模块，各独立模块还通过其金属外壳可拆卸地固定在机架上，其固定方式可以采用插接式、卡接式或采用螺丝、螺栓固定。

装配时，将各独立模块插接在连接板上并通过螺丝固定在机架上，将需要互连的独立模块之间的连接线接好，将围箱套在机架外，围箱的一端紧贴操作面板固定，另一端与底壳固定。

上述实施例可实现以下效果：

1.将整个电路模块化可方便维修。当某个模块损坏需要更换时，只需要更换该损坏的模块，而其他模块不需要更换，相比现有技术中更换整个主板降低了维修成本。

2.将整个电路模块化便于电路升级。当频谱分析仪需要增加新的功能或将原有电路功能升级时，可直接更换原有的功能模块或直接在仪器内增加一新的模块，避免因电路升级而更换整个主板，从而可方便地进行电路升级并可降低电路升级的成本。

3.减少电磁干扰。各独立模块外设有金属外壳，金属外壳具有电磁屏蔽作用，可防止外部电路对模块内电路的电磁干扰和模块内电路对外部电路的电磁干扰，从而改善了整个电路部分的EMC(电磁干扰)性能。

4.连接线位于线路板的外面，这些连接线是信号线，可根据需要设计连接线的长短，得到符合要求的信号，并且连接线位于线路板的外面，方便实现连接线的电磁屏蔽，减少信号所受到的干扰，从而减少信号失真。

5.连接线可方便拆卸，当用户需要的信号改变时，不需要重新更换主板，只需要将连接线变换连接头即可。

上述实施例中，连接板还可以设置在仪器外壳内的其它位置，例如将连接板设置在仪器的侧壁，各独立模块同样可插接在连接板上。

上述实施例中，仪器外壳还可以是一体式的，即围箱和底壳固定连接成一体。

上述实施例中，每个独立模块中所包含的功能可根据实际情况进行设计，即本领域技术人员可根据实际需要将一种或多种功能设计到一个独立模块内。以下说明一种频谱分析仪中各独立模块设计的具体实施例。该频谱分析仪包括以下功能：

1.输入单元

由0～50dB射频可变衰减器组成，调节输入至第一混频的信号适当电平，保护混频器不被损坏。

2.射频单元

输入信号先经过低通滤波器和射频放大器至第一混频器的信号输入端，第一混频器的本振为3.4～6.4GHz的VCO，可由多个VCO串联和倍频产生的。这样可以保证本振信号有较好的相位噪声，第一混频器的中频输出通过3.4GHz的带通滤波器输至第二混频器的输入端，第二本振为3.2GHz的信号。第二中频器输出信号经200MHz带通滤波器再通过可变增益放大器输至中频单元。

3.锁相单元

第一本振的信号稳定度是整机性能的关键，必须经过锁相以提高信号的相噪，它采用了数字频率合成、倍频、开关连续链接等先进技术，以产生稳定的扫频合成信号，基准频率是10MHz，稳定度为±0.5PPm/年。

4.中频混频单元

第三本振的频率为189.3MHz，它与第二中频信号200MHz混频产生10.7MHz信号，经过低通滤波器至中频带宽模块。

5.中频带宽单元

该单元处理10.7MHz中频信号。控制调节中频分辨率带宽，中频带宽30kHz～3MHz由LC滤波器处理，1kHz～10kHz由晶体滤波器处理。

6.对数放大和检波单元

中频信号在此单元通过对数放大和检波变换成视频信号，经过A/D模数转换输至显示单元。

7.CPU模块和显示单元

计算机处理部分为arm9s3c2440嵌入式计算机，它对整个机器进行控制和显示菜单。

8.电源模块。作为整机的开关电源。

根据上述功能单元，技术人员可将各功能单元整合后设计成以下几个独立模块：电源模块、CPU模块和显示处理模块、一本振以及混频模块、二三本振模块和中频模块，需要连接的模块之间通过连接线相连。

以上内容是结合具体的实施方式对本实用新型所作的进一步详细说明，不能认定本实用新型的具体实施只局限于这些说明。对于本实用新型所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本实用新型的保护范围。

Claims

1.一种模块化频谱分析仪，包括仪器外壳和操作面板，其特征在于：所述频谱分析仪还包括位于仪器外壳内的连接板和至少两个独立模块，所述连接板上设计有线路和至少三个第一接口，所述操作面板与所述连接板的其中一个第一接口电连接，所述每个独立模块包括一个装配有电路的线路板，所述线路板上装配有第二接口，所述每个独立模块通过第二接口与连接板上对应的第一接口连接，且相关的独立模块之间还通过连接线相连。

2.如权利要求1所述的频谱分析仪，其特征在于：所述每个独立模块至少完成提供电源、产生本振信号、放大、检波、显示控制和处理器功能中的一种功能。

3.如权利要求1所述的频谱分析仪，其特征在于：所述独立模块至少包括电源模块和控制模块。

4.如权利要求1所述的频谱分析仪，其特征在于：所述第二接口和第一接口的连接方式为插接。

5.如权利要求1至4中任一项所述的频谱分析仪，其特征在于：所述独立模块还包括围合在线路板外周的金属外壳，所述金属外壳上开有供第二接口露出的窗口，所述连接线为信号线，所述连接线位于金属外壳的外部。

6.如权利要求5所述的频谱分析仪，其特征在于：所述连接线包括导体线芯、包覆在导体线芯外面的绝缘层和包覆在绝缘层外面的金属层。

7.如权利要求6所述的频谱分析仪，其特征在于：所述连接线两端分别穿过金属外壳与两个独立模块的线路板相连。

8.如权利要求6所述的频谱分析仪，其特征在于：所述金属外壳上设置有连接头，所述线路板的输出端子与所述连接头相连，所述连接线的两端也可拆卸地分别连接在两个金属外壳的连接头上。

9.如权利要求8所述的频谱分析仪，其特征在于：所述每个金属外壳上连接头至少有一个，所述连接头分别连接所述线路板的不同输出端子。

10.如权利要求5所述的频谱分析仪，其特征在于：所述频谱分析仪还包括位于仪器外壳内的机架，所述连接板固定在机架的底部，所述独立模块通过其金属外壳可拆卸地固定在机架上。