[发明专利]一种数字频谱分析仪及其快速定位测量信号的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种数字频谱分析仪及其快速定位测量信号的方法，属于频谱分析仪技术领域。

背景技术

频谱分析仪是一台综合性仪器，广泛应用于微波通讯、雷达、导航、电子对抗、空间技术、卫星地面站、频率管理、信号监测、EMI诊断、EMC测量等方面。其通过对测量信号进行分析，以将测量信号的频率、功率在显示器上显示出来。频谱分析仪一般分为两种类型。一种是扫频调谐分析仪，它是一种超外差可调预选接收机，能对信号或由信号变换来的中频信号进行分析。它的测量频率范围高。当用户对测量频率范围、灵敏度等指标提出更高要求时，超外差式频谱分析仪就可以满足用户的要求。另一种是动态信号分析仪，也就是快速傅里叶变换分析仪，它是在一种特地时间周期内对信号进行FFT变换以获得频率、幅度和相位信息的，这种仪器能够分析周期和非周期信号，但频率测量上限较低。本发明所设计系统是在第一种超外差式频谱仪上实现的。

图2为现有频谱分析仪结构框图。如图所示，一般的频谱分析仪主要包括：CPU、射频电路、显示器和键盘。所述CPU为频谱分析仪的主控制器，用于对整个频谱分析仪系统的运行状态进行控制管理。其一路对射频电路进行控制，调整射频电路对待测量信号的调制。另一路接收经射频电路混频后的测量信号，通过算法对该测量信号进行分析计算，并将计算后的信号波形在显示器上显示。所述射频电路主要用于对待测量信号进行频率和幅度处理，其根据CPU发来的控制信号对待测量信号进行频率变换和幅度衰减得到一个预期的信号，并将该信号发送至CPU以供计算分析。所述键盘为人机交互设备，用户通过键盘操作控制频谱分析仪工作状态。

这种频谱仪对于射频电路出来的信号是通过模拟器件进行频谱分析。采用模拟器件进行频谱分析时在射频电路与CPU之间需要增加多种辅助性的电器元件，比如需要用大量模拟器件来搭建检波器实现对信号进行检波处理，在实现滤波器时也需要大量的模拟器件。这样大大增加了频谱分析仪的电路复杂性和设备实现成本。

并且，对于现有的频谱分析仪操作需要预先知道信号大概的频率和能量才可以对信号进行测量。但是，在大多数情况下用户是不知道输入信号的频率和能量的。在这种情况下用户要进行测量就变得很困难。本发明即是基于这一问题，设计了一种可以在用户完全不清楚信号的频率和能量的情况下快速定位出信号并进行测量的方法。

发明内容

本发明的主要目的在于解决现有技术中存在的问题，提供一种数字频谱分析仪及其快速定位测量信号的方法

本发明的发明目的是通过下述技术方案予以实现的：

一种数字频谱分析仪，其特征在于：包括：CPU、射频电路、AD转换器、显示器和键盘；

所述CPU用于对整个频谱分析仪系统的运行状态进行控制管理；该CPU一路对所述射频电路进行控制，调整射频电路对待测量信号的调制；另一路接收经射频电路混频后的测量信号，通过算法对该测量信号进行分析计算，并将计算后的信号波形在显示器上显示；

所述射频电路用于对待测量信号进行频率和幅度处理，其根据CPU发来的控制信号对待测量信号进行频率变换和幅度衰减得到一个预期的信号，并将该信号发送至CPU以供计算分析；

所述AD转换器设置在由射频电路向CPU发送信号的线路上，将射频电路发送向CPU的信号进行模数转换，并将转换后的数字信号发送给CPU。

所述射频电路包括：衰减器、混频器、本振和三角波发生器；

所述衰减器用以对待测量信号的幅度进行控制，使频谱分析仪工作在一定幅值范围内；

所述三角波发生器用以控制本振产生信号频率的大小；

所述本振根据三角波发生器发送来的三角波信号产生一个一定频率信号；

经过衰减器幅度控制后的测量信号与本振所产生的频率信号在所述混频器中进行混频，形成混频信号发送至所述CPU。

一种频谱分析仪快速定位测量信号的方法，基于权利要求1所述的数字频谱分析实现，其特征在于：包括如下具体步骤：

(1)CPU控制射频电路在全频段范围进行扫频，只打开一条轨迹，并以峰值检波方式进行检波；

(2)CPU根据测量到的信号调整参考电平、衰减器和刻度大小，并且将全频段扫频中幅值最大的信号做待定信号；

(3)CPU控制射频电路对起始频段进行再扫频，只打开一条轨迹，并以峰值检波方式进行检波；

(4)CPU根据测量到的信号调整参考电平、衰减器和刻度大小，并且将起始频段扫频中幅值最大的信号做待定信号；