CN204269727U - 一种高频、宽带宽、高精度快速频率测量电路 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种高频、宽带宽、高精度快速频率测量电路，它包括放大器、混频电路、模数转换电路I、模数转换电路Q和测频电路，放大器的输入端与被测信号连接，放大器对输入被测信号进行低噪声放大，放大器的输出与混频电路的输入连接，混频电路将被测信号和本振信号进行正交混频，输出I、Q两路零中频信号，该I、Q两路零中频信号分别与模数转换电路I和模数转换电路Q连接，模数转换电路I和模数转换电路Q的输出与测频电路连接，测频电路输出被测信号频率。本实用新型可实现高频、宽带宽、高精度、快速的频率测量。
Description
技术领域
本实用新型涉及频率测量电路，特别是涉及一种高频、宽带宽、高精度快速频率测量电路。
背景技术
频率源的一个主要技术指标是频率准确度，即频率的实际值与标称值的相对偏差。现有的频率测量技术主要有三种方式：FFT频域测量，时域测量，相位测量。FFT是离散傅立叶变换的快速算法，可以将一个信号变换到频域，采样得到N个采样点的数字信号，经过FFT之后，就可以得到N个点的FFT结果。FFT频域测量速度快，但其精度受制于采样点数量，点数过大FFT计算耗费更多的FPGA资源和时间，目前的FPGA一般采样点数量最高为65536, 当采样时钟为100MHz时，65536点FFT的频率测量精度小于1.5KHz。时域测量是指：被测对象在不同时间下的特征，即将被测信号视为一个时间的函数f(t)来测量称为时域测量。比如：使用示波器显示并测量一个矩形脉冲信号的幅度、宽度、上升和下降时间等参数。它与频域测量相互间存在着唯一的对应关系，彼此可相互换算。时域测量采用过零点计数的方式，理论上只要时间足够长，时域测量的结果可以达到任意高的精度，市面上可购买的高精度频率计就是采用的此测量方法的。但是对于高频率信号的时域方式测量需要用到高速计数器，成本和功耗会很大，而目前的器件很难达到对于10GHz以上的高频信号的计数。相位测量是正弦信号经过不同的时间或不同的网络后可以有不同的相位。通常所谓相位测量是指对两个同频率信号之间相位差的测量，主要用于瞬时测频方式，优点是速度快，其精度是3种方式中最低的。
实用新型内容
本实用新型的目的在于克服现有技术的不足，提供一种的高频、宽带宽、高精度、快速的频率测量电路。
本实用新型的目的是通过以下技术方案来实现的：一种高频、宽带宽、高精度快速频率测量电路，它包括放大器、混频电路、模数转换电路I、模数转换电路Q和测频电路，放大器的输入端与被测信号连接，放大器对输入被测信号进行低噪声放大，放大器的输出与混频电路的输入连接，混频电路将被测信号和本振信号进行正交混频，输出I、Q两路零中频信号，该I、Q两路零中频信号分别与模数转换电路I和模数转换电路Q连接，模数转换电路I和模数转换电路Q的输出与测频电路连接，测频电路输出被测信号频率。
作为本实用新型的进一步改进，它还包括滤波放大电路I和滤波放大电路Q，混频电路输出的I、Q两路零中频信号分别与滤波放大电路I和滤波放大电路Q连接，滤波放大电路I和滤波放大电路Q的输出别与模数转换电路I、模数转换电路Q连接。
所述的测频电路包括FFT电路、过零检测电路、计数器电路、频率计算电路，模数转换电路I、模数转换电路Q的输出分别与FFT电路和过零检测电路的输入连接，FFT电路输出与频率计算电路输入连接，过零检测电路输出与计数器电路的输入连接，计数器电路的输出与频率计算电路的另一个输入连接，频率计算电路输出被测信号频率。
所述的滤波放大电路I和滤波放大电路Q为抗混叠滤波放大器。
本实用新型的有益效果是：
采用FFT测频与时域测频相结合的方式，实现高频、宽带宽、高精度、快速的频率测量。
附图说明
图1为本实用新型电路结构框图；
图2为本实用新型测频电路的组成框图。
具体实施方式
下面结合附图进一步详细描述本实用新型的技术方案，但本实用新型的保护范围不局限于以下所述。
如图1所示，一种高频、宽带宽、高精度快速频率测量电路，它包括放大器、混频电路、模数转换电路I、模数转换电路Q和测频电路，放大器的输入端与被测信号连接，放大器对输入被测信号进行低噪声放大，放大器的输出与混频电路的输入连接，混频电路将被测信号和本振信号进行正交混频，输出I、Q两路零中频信号，该I、Q两路零中频信号分别与模数转换电路I和模数转换电路Q连接，模数转换电路I和模数转换电路Q的输出与测频电路连接，测频电路输出被测信号频率。
作为本实用新型的进一步改进，它还包括滤波放大电路I和滤波放大电路Q，混频电路输出的I、Q两路零中频信号分别与滤波放大电路I和滤波放大电路Q连接，滤波放大电路I和滤波放大电路Q的输出别与模数转换电路I、模数转换电路Q连接。
所述的滤波放大电路I和滤波放大电路Q为抗混叠滤波放大器。
如图2所示，所述的测频电路包括FFT电路、过零检测电路、计数器电路、频率计算电路，模数转换电路I、模数转换电路Q的输出分别与FFT电路和过零检测电路的输入连接，FFT电路输出与频率计算电路输入连接，过零检测电路输出与计数器电路的输入连接，计数器电路的输出与频率计算电路的另一个输入连接，频率计算电路输出被测信号频率。
本实用新型部分性能指标：
被测信号：频率8G以上，带宽1G以上；
测量频率精度：不大于10Hz；
测量时间：小于100ms。
Claims (4)
1.一种高频、宽带宽、高精度快速频率测量电路，其特征在于：它包括放大器、混频电路、模数转换电路I、模数转换电路Q和测频电路，放大器的输入端与被测信号连接，放大器对输入被测信号进行低噪声放大，放大器的输出与混频电路的输入连接，混频电路将被测信号和本振信号进行正交混频，输出I、Q两路零中频信号，该I、Q两路零中频信号分别与模数转换电路I和模数转换电路Q连接，模数转换电路I和模数转换电路Q的输出与测频电路连接，测频电路输出被测信号频率。
2.根据权利要求1所述的一种高频、宽带宽、高精度快速频率测量电路，其特征在于：它还包括滤波放大电路I和滤波放大电路Q，混频电路输出的I、Q两路零中频信号分别与滤波放大电路I和滤波放大电路Q连接，滤波放大电路I和滤波放大电路Q的输出别与模数转换电路I、模数转换电路Q连接。
3.根据权利要求1所述的一种高频、宽带宽、高精度快速频率测量电路，其特征在于：所述测频电路包括FFT电路、过零检测电路、计数器电路、频率计算电路，模数转换电路I、模数转换电路Q的输出分别与FFT电路和过零检测电路的输入连接，FFT电路输出与频率计算电路输入连接，过零检测电路输出与计数器电路的输入连接，计数器电路的输出与频率计算电路的另一个输入连接，频率计算电路输出被测信号频率。
4.根据权利要求2所述的一种高频、宽带宽、高精度快速频率测量电路，其特征在于：所述的滤波放大电路I和滤波放大电路Q为抗混叠滤波放大器。
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Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN108663571A (zh) * | 2018-06-01 | 2018-10-16 | 九江学院 | 口袋式频率特性测试仪 |
| CN110596457A (zh) * | 2019-09-26 | 2019-12-20 | 中国科学院微电子研究所 | 数字扫频系统及方法 |
| CN115378525A (zh) * | 2022-08-23 | 2022-11-22 | 重庆西南集成电路设计有限责任公司 | 一种多通道相同频率信号的测量电路及方法 |
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2014
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| CN110596457A (zh) * | 2019-09-26 | 2019-12-20 | 中国科学院微电子研究所 | 数字扫频系统及方法 |
| CN110596457B (zh) * | 2019-09-26 | 2022-04-29 | 中国科学院微电子研究所 | 数字扫频系统及方法 |
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| CN115378525B (zh) * | 2022-08-23 | 2024-12-20 | 重庆西南集成电路设计有限责任公司 | 一种多通道相同频率信号的测量电路及方法 |
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