CN210899086U

CN210899086U - 一种频谱混频、滤波电路

Info

Publication number: CN210899086U
Application number: CN202020091642.8U
Authority: CN
Inventors: 郝春华
Original assignee: Qingdao Hantek Electronic Co ltd
Current assignee: Qingdao Hantek Electronic Co ltd
Priority date: 2020-01-16
Filing date: 2020-01-16
Publication date: 2020-06-30
Anticipated expiration: 2030-01-16

Abstract

本实用新型公开了一种频谱混频、滤波电路，射频输入通道，包括射频输入电路、开关选择电路和数字衰减器；所述射频输入电路由隔直电容分别并联连接正向二极管和反向二极管接地组成；其中，的隔直电容C4容值为1μF/100V，保证了射频输入端口可以输入最大50V的直流电压而不会损坏电路；所述开关选择电路由20dB衰减器、第一二选一多路开关和第二二选一多路开关组成，其中，所述第一二选一多路开关具有1路输入和2路输出，且所述第二二选一多路开关具有2路输入和1路输出；对开关选择电路、前置预放电路、第一中频电路、第二中频电路和第三混频器均加载有滤波电路连接电源进行供电，有效的在供电时滤除干扰信号，使得频谱仪输出信号更加精确。

Description

一种频谱混频、滤波电路

技术领域

本实用新型涉及一种测量技术领域，具体为一种频谱混频、滤波电路。

背景技术

频谱仪用处广泛，是对无线电信号进行测量不可或缺的设备，可以用于测量信号的失真度、信号的稳定度等，传统的频谱分析仪的前端电路是一定带宽内可调谐的接收机，输入信号经变频器变频后由低通滤器输出；

目前频谱电路技术一方面混频效果不好，没有对输入信号进行反复的对信号从中频到混频再转中频到混频进行处理，使得最终得到的混频信号达不到预期数值，另一方面，频谱电路滤波效果不好，例如在加载电源供电时会引入干扰信号，往往在电路设计时容易被忽略，且在混频、中频放大过程中，值采用简单的滤波电路，没有对干扰信号进行有效的滤波，使得频谱仪输出信号不精确，因此需要在频谱电路中，需要对中频、混频器、输出放大电路的供电电源和混频过程均进行有效的滤波，现有技术已经不能满足现阶段人们的需求，基于现状，急需对现有技术进行改革。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种频谱混频、滤波电路，以解决上述背景技术中提出的问题。

本实用新型提供如下技术方案一种频谱混频、滤波电路，包括：

射频输入通道，包括射频输入电路、开关选择电路和数字衰减器；

优选的，所述射频输入电路由隔直电容分别并联连接正向二极管和反向二极管接地组成；其中，的隔直电容C4容值为1μF/100V，保证了射频输入端口可以输入最大50V的直流电压而不会损坏电路；

优选的，所述开关选择电路由20dB衰减器、第一二选一多路开关和第二二选一多路开关组成，其中，所述第一二选一多路开关具有1路输入和2路输出，且所述第二二选一多路开关具有2路输入和1路输出；

优选的，所述第一二选一多路开关与所述第二二选一多路开关反向连接，所述第一二选一多路开关的1路输出直接电连接第二二选一多路开关的1路输入，且所述第一二选一多路开关的另1路输出通过20dB衰减器电连接第二二选一多路开关的另1路输入；

优选的，所述第一二选一多路开关和第二二选一多路开关的VDD供电引脚均通过电源滤波电路电连接电源供电；该电源滤波电路由π型滤波电路串联连接声表面滤波器再并联连接电解电容接地组成；

前置预放电路，包括：线性稳压电路、第三二选一多路开关、放大电路和第四二选一多路开关；

优选的，所述线性稳压电路输入端通过声表面滤波器电连接数字衰减器，且线性稳压电路设有一LDO，该LDO的CEV引脚电连接三极管Q1

优选的，所述第三二选一多路开关的1路输出端直接电连接第四二选一多路开关的1路输入端，且所述第三二选一多路开关的另1路输出端通过放大电路电连接第四二选一多路开关的另一输入端，

优选的，放大电路由放大器U1两端分别串联连接耦合电容C3和C6组成，且该放大器的供电端通过滤波电感FL1电连接线性稳压电路；

优选的，所述第四二选一多路开关输出端电连接前置滤波器，且前置滤波器通过串联连接电容C71电连接第一混频器输入端，第一混频器输出端通过电容C72电连接第一中频电路，第一混频器输入0～3200MHz，且第一混频器的16引脚加载第一本振信号4120.7～7320.7MHz，将射频输入转换到固定的第一中频4120.7MHz。

第一中频电路，包括：第一中频放大器和第一中频滤波电路；

优选的，所述第一中频放大器同向输出端通过两级LC滤波电路加载电源进行供电；

优选的，所述第一中频放大器的输出端串联连接第一中频滤波电路，所述第一中频滤波电路包括串联连接的滤波电容、滤波电感和滤波器；

优选的，所述第一中频滤波电路输出端电连接第二混频器，且该第二混频器的LO输入端加载有第二本振信号，将两路信号混频后输出给第二中频电路；

第二中频电路，包括：第二中频放大器和第二中频滤波电路；

优选的，所述第二中频放大器通过RC滤波电路和LC滤波电路加载供电电源，且所述第二中频滤波电路由滤波电容串联连接两级声表面滤波器组成，第二中频电路为810.7MH z，第三本振电路频率为10.7MHz，所以第二本振电路的镜像频率为800-10.7＝789.3MHz；

优选的，所述第二中频电路输出端电连接第三混频电路，所述第三混频电路包括第三混频器、中频放大器、滤波电路、RBW滤波器；

优选的，所述第三混频器的LO端加载有第三本振信号，所述第三混频器将第二中频电路810.7MHz频率与第三本振电路800MHz频率混频，变频得到最终的第三中频电路的10.7MHz频率。

优选的，所述第三混频器输出端通过由电感L58并联连接电容C430组成的初级LC滤波电路电连接中频放大器，且中频放大器通过多级LC滤波电路组成的次级滤波电路电连接RBW滤波器；

所述RBW(分辨率带宽)滤波器包括第一四选一多路开关、混频滤波电路和第二四选一多路开关，其中，所述混频滤波电路包括第一路混频滤波电路、第二路混频滤波电路和第三路混频滤波电路；

优选的，所述第一四选一多路开关具有1路输入和4路输出，且所述第二四选一多路开关具有4路输入和1路输出，其中，所述第一四选一多路开关的3路输出端分别通过第一路混频滤波电路、第二路混频滤波电路和第三路混频滤波电路电连接所述第二四选一多路开关的三路输入端；

优选的，第一路混频滤波电路，包括：隔直电容C101、由电感L11并联连接电容C102组成的一级LC滤波电路、由电感L12串联连接并联的隔直电容C97与隔直电容C107再并联连接电容C103与电容C105组成的二级LC滤波电路、由电感L10串联连接并联的隔直电容C100与隔直电容C108再并联连接电容C106组成的三级LC滤波电路、隔直电容C522；

优选的，所述第二路混频滤波电路包括：隔直电容C523、电感L5并联连接电容C92组成的一级滤波电路、电感FL16并联连接电容C93组成的二级滤波电路、滤波电感L6和隔直电容C524；

优选的，所述第三路混频滤波电路包括：由隔直电容C525并联连接电阻网络(R44、R42、R45)组成的RC高通滤波电路、隔直电容C526；

混频滤波电路中的隔直电容C101、C523、C525第一次通交流并阻止直流通过，且隔直电容C522、C524、C526第二次通交流并阻止直流通过，使得流经第二四选一多路开关的直流电流被充分隔离，当RBW＝3MHz时，信号走最下面的直通通路；当RBW＝300k～1MHz时，信号走最上面的通路；当RBW<300kHz时，信号走中间通路。

有益效果：一方面，本实用新型在第一混频器加载由第一本振信号，且第一混频器将射频输入电路的频率与第一本振信号频率转换为固定的第一中频4120.7MHz；第二混频器加载由第二本振信号，第二混频器将第一中频滤波电路信号与第二本振信号两路信号混频后输出给第二中频电路；第三混频器加载由第三本振信号，将第二中频电路810.7MHz频率与第三本振信号800MHz频率混频，混频得到第三中频电路的10.7MHz频率；并结合第一中频电路和第二中频电路，使得最终得到的混频信号达到最终的第三中频电路的10.7M Hz频率预期数值；

另一方面，本实用新型对开关选择电路、前置预放电路、第一中频电路、第二中频电路和第三混频器均加载有滤波电路连接电源进行供电，有效的在供电时滤除干扰信号，使得频谱仪输出信号更加精确。

附图说明

图1为本实用新型射频输入电路图；

图2为本实用新型开关选择电路图；

图3为本实用新型前置预放电路图；

图4为本实用新型前置滤波器和第一混频器电路图；

图5为本实用新型第一中频电路电连接第二混频器电路图；

图6为本实用新型第二中频电路图；

图7为本实用新型第三混频器输出端电路图；

图8为本实用新型RBW滤波器内部电路图。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

参考图1，所述射频输入电路由隔直电容分别并联连接正向二极管和反向二极管接地组成；其中，的隔直电容C4容值为1μF/100V，保证了射频输入端口可以输入最大50V的直流电压而不会损坏电路；

参考图2，所述开关选择电路由20dB衰减器、第一二选一多路开关和第二二选一多路开关组成，其中，所述第一二选一多路开关具有1路输入和2路输出，且所述第二二选一多路开关具有2路输入和1路输出；所述第一二选一多路开关与所述第二二选一多路开关反向连接，所述第一二选一多路开关的1路输出直接电连接第二二选一多路开关的1路输入，且所述第一二选一多路开关的另1路输出通过20dB衰减器电连接第二二选一多路开关的另1路输入；所述第一二选一多路开关和第二二选一多路开关的VDD供电引脚均通过电源滤波电路电连接电源供电；该电源滤波电路由π型滤波电路串联连接声表面滤波器再并联连接电解电容接地组成；该电源滤波电路有效的滤除了第一二选一多路开关和第二二选一多路开关在供电时引入的干扰信号；当设置为0dB衰减或内部前置预放开时，选择走直通电路,当需要20dB的固定衰减时，选择走20dB衰减器电路；所述数字衰减器可以实现0～31dB的数字衰减，并且与开关选择电路的20dB衰减器共同组成了以1dB为步进，0～51的衰减范围。

参考图3，前置预放电路包括：线性稳压电路、第三二选一多路开关、放大电路和第四二选一多路开关；

所述线性稳压电路输入端通过声表面滤波器电连接数字衰减器，且线性稳压电路设有一LDO，该LDO的CEV引脚电连接三极管Q1，且三极管Q1具有一基极，该基极通过10K的电阻R13电连接；

所述第三二选一多路开关的1路输出端直接电连接第四二选一多路开关的1路输入端，且所述第三二选一多路开关的另1路输出端通过放大电路电连接第四二选一多路开关的另一输入端，其中放大电路由放大器U1两端分别串联连接耦合电容C3和C6组成，且该放大器的供电端通过滤波电感FL1电连接线性稳压电路；当需要低噪声模式，测量小信号时，需要将放大器U1打开，提高仪器测量小信号的动态范围,在9k-3.2G频段范围内，放大器的增益约为20dB，当不需要预放时，开关走直通通路，并且放大器的电源关闭。

参考图4，所述第四二选一多路开关输出端电连接前置滤波器，且前置滤波器通过串联连接电容C71电连接第一混频器输入端，第一混频器输出端通过电容C72电连接第一中频电路；抑制射频输入电路相对于第一本振电路的镜像频率，抑制第一本振电路频率泄漏到射频输入电路端口，第一混频器输入0～3200MHz，且第一混频器的16引脚加载第一本振信号4120.7～7320.7MHz，将射频输入转换到固定的第一中频4120.7MHz。

参考图5，所述第一中频电路包括：第一中频放大器和第一中频滤波电路，其中，所述第一中频放大器同向输出端通过两级LC滤波电路加载电源进行供电，所述第一中频放大器的输出端串联连接第一中频滤波电路，所述第一中频滤波电路包括串联连接的滤波电容、滤波电感和滤波器，用于滤除不同的干扰信号，所述第一中频滤波电路输出端电连接第二混频器，且该第二混频器的LO输入端加载有第二本振信号，将两路信号混频后输出给第二中频电路，信号在第一混频器出来后需要通过第一中频放大器直接放大，使系统的噪声系数不再显著的恶化，保证测量小信号时的动态范围，第二混频器本振输入频率为3310MHz，采用低本振的混频方式和第一中频频率4120.7MHz混频，变换到810.7MHz的2中频。

参考图6，所述第二中频电路包括第二中频放大器和第二中频滤波电路，其中，所述第二中频放大器通过RC滤波电路和LC滤波电路加载供电电源，且所述第二中频滤波电路由滤波电容串联连接两级声表面滤波器组成，第二中频电路为810.7MHz，其中第二中频放大器用于保持系统增益，由于第二本振电路频率为810.7MHz，第三本振电路频率为10.7MHz，所以第二本振电路的镜像频率为800-10.7＝789.3MHz，第二中频滤波电路的带宽窄，抑制度高，所以采用声表面滤波器应用于第二中频滤波电路用于抑制第二中频电路镜像及第二本振电路和第三本振电路的频率。

所述第二中频电路输出端电连接第三混频电路，所述第三混频电路包括第三混频器、中频放大器、滤波电路、RBW滤波器，其中，所述第三混频器的LO端加载有第三本振信号，所述第三混频器将第二中频电路810.7MHz频率与第三本振电路800MHz频率混频，变频得到最终的第三中频电路的10.7MHz频率。

参考图7，所述第三混频器输出端通过由电感L58并联连接电容C430组成的初级LC滤波电路电连接中频放大器，且中频放大器通过多级LC滤波电路组成的次级滤波电路电连接RBW滤波器。

参考图8，所述RBW(分辨率带宽)滤波器包括第一四选一多路开关、混频滤波电路和第二四选一多路开关，其中，所述混频滤波电路包括第一路混频滤波电路、第二路混频滤波电路和第三路混频滤波电路，所述第一四选一多路开关具有1路输入和4路输出，且所述第二四选一多路开关具有4路输入和1路输出，其中，所述第一四选一多路开关的3路输出端分别通过第一路混频滤波电路、第二路混频滤波电路和第三路混频滤波电路电连接所述第二四选一多路开关的三路输入端；

所述第一路混频滤波电路包括：隔直电容C101、由电感L11并联连接电容C102组成的一级LC滤波电路、由电感L12串联连接并联的隔直电容C97与隔直电容C107再并联连接电容C103与电容C105组成的二级LC滤波电路、由电感L10串联连接并联的隔直电容C100与隔直电容C108再并联连接电容C106组成的三级LC滤波电路、隔直电容C522；

所述第二路混频滤波电路包括：隔直电容C523、电感L5并联连接电容C92组成的一级滤波电路、电感FL16并联连接电容C93组成的二级滤波电路、滤波电感L6和隔直电容C524；

所述第三路混频滤波电路包括：由隔直电容C525并联连接电阻网络(R44、R42、R45)组成的RC高通滤波电路、隔直电容C526；

尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换,凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims

1.一种频谱混频、滤波电路，其特征在于，包括：

所述射频输入电路由隔直电容分别并联连接正向二极管和反向二极管接地组成；

所述开关选择电路由20dB衰减器、第一二选一多路开关和第二二选一多路开关组成；其中，所述第一二选一多路开关具有1路输入和2路输出，且所述第二二选一多路开关具有2路输入和1路输出；且，

所述第一二选一多路开关与所述第二二选一多路开关反向连接，所述第一二选一多路开关的1路输出直接电连接第二二选一多路开关的1路输入，且所述第一二选一多路开关的另1路输出通过20dB衰减器电连接第二二选一多路开关的另1路输入；

所述线性稳压电路的输入端通过声表面滤波器电连接数字衰减器，且线性稳压电路设有一LDO，该LDO的CEV引脚电连接三极管Q1；

所述第三二选一多路开关的1路输出端直接电连接第四二选一多路开关的1路输入端，且所述第三二选一多路开关的另1路输出端通过放大电路电连接第四二选一多路开关的另一输入端；

所述第一中频放大器的同向输出端通过两级LC滤波电路加载电源进行供电；且，

所述第一中频放大器的输出端串联连接第一中频滤波电路，该第一中频滤波电路包括串联连接的滤波电容、滤波电感和滤波器；

第二中频电路，包括：第二中频放大器和第二中频滤波电路；其中，

所述第二中频放大器通过RC滤波电路和LC滤波电路加载供电电源，且所述第二中频滤波电路由滤波电容串联连接两级声表面滤波器组成；

第三混频电路，包括第三混频器、中频放大器、滤波电路、RBW滤波器；其中，

所述第三混频器输出端通过由电感L58并联连接电容C430组成的初级LC滤波电路电连接中频放大器；且，该中频放大器通过多级LC滤波电路组成的次级滤波电路电连接RB W滤波器；

所述RBW滤波器包括第一四选一多路开关、混频滤波电路和第二四选一多路开关；其中，所述混频滤波电路包括第一路混频滤波电路、第二路混频滤波电路和第三路混频滤波电路；

所述第一路混频滤波电路，包括：隔直电容C101、由电感L11并联连接电容C102组成的一级LC滤波电路、由电感L12串联连接并联的隔直电容C97与隔直电容C107再并联连接电容C103与电容C105组成的二级LC滤波电路、由电感L10串联连接并联的隔直电容C100与隔直电容C108再并联连接电容C106组成的三级LC滤波电路、隔直电容C522；

所述第三路混频滤波电路包括：由隔直电容C525并联连接电阻网络组成的RC高通滤波电路、隔直电容C526。

2.根据权利要求1所述的一种频谱混频、滤波电路，其特征在于：所述第四二选一多路开关输出端电连接前置滤波器；且，

该前置滤波器通过串联连接电容C71电连接第一混频器输入端；且，

该第一混频器输出端通过电容C72电连接第一中频电路。

3.根据权利要求1所述的一种频谱混频、滤波电路，其特征在于：所述第一中频滤波电路输出端电连接第二混频器；且，

该第二混频器的LO输入端加载有第二本振信号，且该第二混频器将第一中频滤波电路信号与第二本振信号两路信号混频后输出给第二中频电路。

4.根据权利要求1所述的一种频谱混频、滤波电路，其特征在于：所述第三混频器的LO端加载有第三本振信号；且，

所述第三混频器将第二中频电路810.7MHz频率与第三本振信号800MHz频率混频，混频得到第三中频电路的10.7MHz频率。

5.根据权利要求1所述的一种频谱混频、滤波电路，其特征在于：所述第一四选一多路开关具有1路输入和4路输出；且，

所述第二四选一多路开关具有4路输入和1路输出；其中，

所述第一四选一多路开关的3路输出端分别通过第一路混频滤波电路、第二路混频滤波电路和第三路混频滤波电路电连接所述第二四选一多路开关的三路输入端。

6.根据权利要求2所述的一种频谱混频、滤波电路，其特征在于：所述第一混频器输入的频率为0-3200MHz；且，

所述第一混频器的16引脚加载第一本振信号4120.7-7320.7MHz；且，

所述第一混频器将射频输入电路的频率与第一本振信号频率转换为固定的第一中频4120.7MHz。

7.根据权利要求1所述的一种频谱混频、滤波电路，其特征在于：所述第一二选一多路开关和第二二选一多路开关的VDD供电引脚均通过电源滤波电路电连接电源供电；且，

该电源滤波电路由π型滤波电路串联连接声表面滤波器再并联连接电解电容接地组成。

8.根据权利要求1所述的一种频谱混频、滤波电路，其特征在于：所述放大电路由放大器U1两端分别串联连接耦合电容C3和C6组成，且该放大器的供电端通过滤波电感F L1电连接线性稳压电路。