逐點鎖相實現頻譜儀全頻段掃描的系統技術方案

一種逐點鎖相實現頻譜儀全頻段掃描的系統，包括第一本振、第一混頻器、第二本振、第二混頻器、第三本振、第三混頻器、數字中頻處理模塊、第一放大器、第一濾波器、第二放大器、第二濾波器；射頻信號進入射頻通道后送至第一混頻器并與第一本振混頻產生第一中頻，第一中頻經過第一放大器放大和第一濾波器濾波后由第二混頻器將其與第二本振混頻后產生第二中頻，第二中頻經過第二放大器放大和第二濾波器濾波后由第三混頻器將其與第三本振混頻后產生第三中頻，射頻信號經過三級變頻完成射頻下變頻，數字中頻處理模塊用于進行數字處理。本實用新型專利技術第一本振在掃描過程中全程逐點鎖相完成掃描，在掃寬寬度增加的情況下，提高了頻譜儀的頻率準確度。（*該技術在2022年保護過期，可自由使用*）

【技術實現步驟摘要】

本技術涉及頻譜分析儀領域，尤其是射頻頻譜分析儀全頻段掃描的系統，具體為利用逐點鎖相實現頻譜儀全頻段掃描的系統。
技術介紹
隨著各個領域不同場合對利用頻譜分析儀測試要求的不斷提高，頻譜分析儀的本振技術已經逐步成為衡量頻譜儀整機性能高低的關鍵技術之一，過去到現在的頻譜分析儀一般都采用超外差的技術，都采取掃描第一本振，固定其余本振的方式，頻譜儀整機的掃描通過第一本振的掃描來實現。因此第一本振的性能成為整機的關鍵。早期的頻譜分析儀的第一本振使用開放式的YIG振蕩器，頻率穩定度較差，剩余調頻也比較大，之后發展的鎖頻式本振，頻率穩定度和剩余調頻有所提高，目前的高性能頻譜分析儀中的本振都是使用了鎖相式合成本振，輸出信號被鎖定到穩定度非常高的參考頻率上，參考頻率一般由TCXO(溫度補償晶體振蕩器)或者OCXO (恒溫晶體振蕩器)提供，合成本振可以達到非常小的剩余調頻。頻譜儀在設置好SPAN (掃寬寬度)和RBW (分辨率帶寬)后，也決定了一次掃描過程中的掃描點數，掃描點數決定了第一本振按多大的步進掃描，掃描點數比較少的時候，本振在掃描過程中采用每點都鎖相的方式，但是當掃描點數增多，特別是在全頻段掃描的時候，考慮到掃描時間的因素，頻譜儀的第一本振采取的是如圖1所示的鎖定起始頻率點，或者鎖定起始點和終止點兩點，其余頻點開環掃描的方式完成掃描，掃描過程中的本振具有一定的不確定性，這種方式影響了頻譜儀整機測量的頻率準確度。
技術實現思路
所要解決的技術問題針對以上問題本技術提供了一種利用逐點鎖相實現頻譜儀全頻段掃描的系統，在掃描寬度和分辨率帶寬處于任意設置的條件下，本振在掃描過程中對每個頻率點逐點鎖相掃描，提高了頻譜儀在不同掃寬下的頻率準確度。技術方案針對以上不足本技術提供了一種逐點鎖相實現頻譜儀全頻段掃描的系統，包括第一本振、第一混頻器、第二本振、第二混頻器、第三本振、第三混頻器、數字中頻處理模塊；其特征在于還包括第一放大器、第一濾波器、第二放大器、第二濾波器；射頻信號進入射頻通道后送至第一混頻器并與第一本振混頻產生第一中頻，第一中頻經過第一放大器放大和第一濾波器濾波后由第二混頻器將其與第二本振混頻后產生第二中頻，第二中頻經過第二放大器放大和第二濾波器濾波后由第三混頻器將其與第三本振混頻后產生第三中頻，射頻信號經過三級變頻完成射頻下變頻，數字中頻處理模塊用于進行數字處理。所述的第一本振采取逐點鎖相掃描方式，即掃描全程逐點鎖相，數字中頻處理模塊對數字下變頻后的數字信號分為兩種處理方式一種是數字檢波方式；另一種是FFT “快速傅里葉變換”方式；兩種方式的選擇是根據RBW “分辨率帶寬”的設置來決定的；設置分辨率帶寬的中間值為1kHz，將頻譜儀所設置的分辨率帶寬與IKHz比較后決定第一本振逐點鎖相的步進設置方式①當頻譜儀所設置分辨率帶寬大于IKHz時，數字中頻處理模塊選擇采用數字檢波的方式，在數字檢波的分析模式下，掃描寬度的設置直至全頻段掃描；第一本振輸出的掃描點數是根據頻譜儀所設置的掃描寬度和分辨率帶寬而得出的，在掃描寬度范圍內的掃描點數決定了第一本振按照多大的步進值逐點輸出頻率，“掃描點數>掃描寬度+分辨率帶寬，為了便于顯示，通常固定設置為501、1001、2001點，步進值=掃描寬度+掃描點數，且<分辨率帶寬”；②當頻譜儀所設置分辨率帶寬小于或者等于IKHz時，數字中頻處理模塊選擇采用FFT的方式，在FFT的分析模式下，掃描寬度的設置直至頻譜儀的最小掃描寬度IOOHz ；第一本振輸出的掃描點數是根據頻譜儀所設置的掃描寬度和FFT的分析帶寬而決定的，同樣決定了在掃描寬度范圍內第一本振按照多大的步進值逐點輸出頻率，“掃描點數=掃描寬度+FFT分析帶寬，步進值=掃描寬度+掃描點數”。所述的第一本振的掃描方式是通過基于ARM的控制系統來完成的。有益效果本技術第一本振在掃描過程中全程逐點鎖相完成掃描，在掃寬寬度增加的情況下，提高了頻譜儀的頻率準確度。附圖說明圖1:掃描過程中開環掃描的原理框圖；圖2:掃描過程中逐點鎖相的原理框圖。具體實施方式下面對本技術作進一步詳細地說明。如圖2所示，逐點鎖相實現頻譜儀全頻段掃描的系統，包括包括第一本振、第一混頻器、第一放大器、第一濾波器、第二本振、第二混頻器、第二放大器、第二濾波器、第三本振、第三混頻器、數字中頻處理模塊；射頻信號進入射頻通道后送至第一混頻器并與第一本振混頻產生第一中頻，第一中頻經過第一放大器放大和第一濾波器濾波后由第二混頻器將其與第二本振混頻后產生第二中頻，第二中頻經過第二放大器放大和第二濾波器濾波后由第三混頻器將其與第三本振混頻后產生第三中頻，射頻信號經過三級變頻完成射頻下變頻，數字中頻處理模塊用于進行數字處理。第三中頻在數字中頻處理模塊經過ADC采樣數字化、數字下變頻，最終在FPGA或者DSP中進行數據處理，完成頻譜分析。利用逐點鎖相實現頻譜儀全頻段掃描，頻譜儀全頻段的掃描通過第一本振的掃描來實現，第一本振的掃描范圍覆蓋射頻信號輸入范圍，第一本振以不同條件設置下的步進逐點輸出完成掃描，并且在掃描過程中輸出的每個頻率點都處于鎖定狀態，即掃描全程逐點鎖相。第一本振掃描時逐點鎖相的步進根據數字中頻處理模塊對數字信號處理方式的不同分為兩種設置方式。數字中頻處理模塊對數字下變頻后的數字信號分為兩種處理方式一種是數字檢波方式；另一種是FFT (快速傅里葉變換)方式。兩種方式的選擇是根據RBff (分辨率帶寬)的設置來決定的。設置分辨率帶寬的中間值為1kHz，將頻譜儀所設置的分辨率帶寬與IKHz比較后決定第一本振逐點鎖相的步進設置方式。①當頻譜儀所設置分辨率帶寬大于IKHz時，數字中頻處理模塊選擇采用數字檢波的方式，在數字檢波的分析模式下，掃描寬度的設置一般都比較寬，直至全頻段掃描，第一本振輸出的掃描點數是根據頻譜儀所設置的掃描寬度和分辨率帶寬而得出的，在掃描寬度范圍內的掃描點數決定了第一本振按照多大的步進值逐點輸出頻率。掃描點數 > 掃描寬度+分辨率帶寬，為了便于顯示，通常固定設置為501、1001、2001點，步進值=掃描寬度+掃描點數，且 <分辨率帶寬”。②當頻譜儀所設置分辨率帶寬小于或者等于IKHz時，數字中頻處理模塊選擇采用FFT的方式，在FFT的分析模式下，掃描寬度的設置相對比較窄，直至頻譜儀的最小掃描寬度100Hz，第一本振輸出的掃描點數是根據頻譜儀所設置的掃描寬度和分辨率帶寬以及FFT的分析帶寬而決定的，同樣決定了在掃描寬度范圍內第一本振按照多大的步進值逐點輸出頻率。“掃描點數=掃描寬度+FFT分析帶寬，步進值=掃描寬度+掃描點數”。在上述兩種不同的設置條件下，不管第一本振按照哪種步進輸出完成掃描，所輸出的每個頻率點都達到鎖定狀態，即使在全頻段掃描的狀態下，第一本振也是逐點鎖相輸出。因此在任何掃描寬度下，頻譜儀的頻率準確度都得到了較大的提高。通過基于ARM的控制系統控制第一本振進行逐點鎖相掃描，ARM控制系統接收到頻譜儀所設置的掃描寬度、分辨率帶寬等參數后，比較所設置分辨率帶寬和中間值IKHz后，選擇采用數字檢波方式還是FFT方式。隨后采用上述方法計算出第一本振輸出掃描的步進值，再根據掃描寬度、中心頻率以及掃描步進值本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種逐點鎖相實現頻譜儀全頻段掃描的系統，包括第一本振、第一混頻器、第二本振、第二混頻器、第三本振、第三混頻器、數字中頻處理模塊；其特征在于：還包括第一放大器、第一濾波器、第二放大器、第二濾波器；射頻信號進入射頻通道后送至第一混頻器并與第一本振混頻產生第一中頻，第一中頻經過第一放大器放大和第一濾波器濾波后由第二混頻器將其與第二本振混頻后產生第二中頻，第二中頻經過第二放大器放大和第二濾波器濾波后由第三混頻器將其與第三本振混頻后產生第三中頻，射頻信號經過三級變頻完成射頻下變頻，數字中頻處理模塊用于進行數字處理。

【技術特征摘要】
1.一種逐點鎖相實現頻譜儀全頻段掃描的系統，包括第一本振、第一混頻器、第二本振、第二混頻器、第三本振、第三混頻器、數字中頻處理模塊；其特征在于還包括第一放大器、第一濾波器、第二放大器、第二濾波器；射頻信號進入射頻通道后送至第一混頻器并與第一本振混頻產生第一...

【專利技術屬性】
技術研發人員：鐘景華，俞菲菲，
申請(專利權)人：南京國睿安泰信科技股份有限公司，
類型：實用新型
國別省市：