一種具有多級(jí)混頻器的頻譜分析儀的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及頻譜分析裝置領(lǐng)域，特別涉及一種具有多級(jí)混頻器的頻譜分析儀。
【背景技術(shù)】
[0002]頻譜分析儀是一種用來(lái)對(duì)被測(cè)信號(hào)進(jìn)行頻譜分析的接收機(jī)，可以測(cè)量未知信號(hào)的頻率、幅值、失真等相關(guān)參數(shù)，通常具有很寬的頻率和幅值測(cè)量范圍。主要應(yīng)用于基站維護(hù)、電子產(chǎn)品研發(fā)、生產(chǎn)等領(lǐng)域。頻譜分析儀又可稱為頻域示波器、跟蹤示波器、分析示波器、諧波分析器、頻率特性分析儀或傅里葉分析儀等?，F(xiàn)代頻譜分析儀能以模擬方式或數(shù)字方式顯示分析結(jié)果，能分析I赫茲以下的甚低頻到亞毫米波段的全部無(wú)線電頻段的電信號(hào)。頻譜分析儀的主要技術(shù)指標(biāo)有頻率范圍、分辨力、掃頻速度、靈敏度、顯示方式和假響應(yīng)等，頻譜分析儀一般分為掃頻式和實(shí)時(shí)分析式兩類。
[0003]參照?qǐng)D1，現(xiàn)有技術(shù)的一種頻譜分析儀100采用三級(jí)混頻的方案，射頻輸入信號(hào)fRF輸入第一混頻器101,與第一本振單兀102輸出的第一本振信號(hào)fLOl混頻,第一混頻器101輸出包含±m(xù)XfRF土nXfLOl各頻率成分的信號(hào)，該信號(hào)輸入至第一中頻濾波器103，第一中頻濾波器103理論上應(yīng)濾除除有用頻率以外的其他各頻率，輸出有用頻率fLOl -fRF的信號(hào)，作為第二混頻器104的射頻輸入。第一本振信號(hào)fLOl是掃頻信號(hào)，目的使寬帶的射頻輸入信號(hào)fRF經(jīng)過(guò)第一混頻器101與第一本振信號(hào)fLOl混頻，通過(guò)使第一本振信號(hào)fLOl可變，使得fLOl - fRF的絕對(duì)值為一個(gè)固定的頻率信號(hào)。
[0004]fLOl - fRF的絕對(duì)值頻率記為flFl，輸入至第二混頻器104，與第二本振單元105輸出的第二本振信號(hào)fL02混頻，第二混頻器104輸出包含±m(xù)XfIFl土nXfL02各頻率成分的信號(hào)，該信號(hào)輸入至第二中頻濾波器106，第二中頻濾波器106理論上應(yīng)濾除除有用頻率以外的其他各頻率，輸出有用頻率flFl -fL02的信號(hào)，作為第三混頻器107的射頻輸入。flFl - fL02的絕對(duì)值為一個(gè)固定頻率的信號(hào)。
[0005]flFl -fL02的絕對(duì)值頻率記為fIF2，輸入至第三混頻器107，與第三本振單元108輸出的第三本振信號(hào)fL03混頻，第三混頻器107輸出包含±m(xù)XfIF2土nXfL03各頻率成分的信號(hào)，第三混頻器107輸出的有用頻率成分為fIF2 - fL03，其他頻率成分理論上都應(yīng)被濾除。第三混頻器107輸出的信號(hào)經(jīng)過(guò)第三中頻濾波器109濾波后，產(chǎn)生第三中頻信號(hào)HF3，輸入數(shù)字中頻處理模塊110將第三中頻信號(hào)fIF3再進(jìn)行放大、ADC采樣、并經(jīng)過(guò)數(shù)字中頻濾波器、檢波器和視頻濾波等處理后送入顯示模塊111進(jìn)行輸出和顯示。
[0006]現(xiàn)有技術(shù)的頻譜分析儀100將射頻輸入信號(hào)fRF經(jīng)過(guò)3次變頻轉(zhuǎn)換，得到數(shù)字中頻模塊110可以處理的中頻信號(hào)fIF3，并且經(jīng)過(guò)數(shù)字中頻模塊110處理后，可以在頻譜分析儀100的屏幕上顯示射頻輸入信號(hào)fRF的頻率及幅度等信息。但實(shí)際情況是，現(xiàn)有技術(shù)頻譜分析儀100的屏幕上不僅顯示射頻輸入信號(hào)fRF的頻率及幅度等信息，同時(shí)還顯示失真雜散信號(hào)，導(dǎo)致測(cè)量結(jié)果不準(zhǔn)確，測(cè)試頻譜純度不高。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]參照?qǐng)D1，結(jié)合參照?qǐng)D2，在現(xiàn)有技術(shù)的頻譜分析儀100中，第一中頻濾波器103理論上應(yīng)濾除除有用頻率以外的其他各頻率，輸出有用頻率fLOl -fRF的信號(hào)，作為第二混頻器104的射頻輸入；第二中頻濾波器106理論上應(yīng)濾除除有用頻率以外的其他各頻率，輸出有用頻率flFl - fL02的信號(hào)，作為第三混頻器107的射頻輸入；第三中頻濾波器109理論上應(yīng)濾除除有用頻率以外的其他各頻率，輸出有用頻率fIF2 - fL03的信號(hào)，作為第三混頻器107的射頻輸入；也就說(shuō)第三中頻信號(hào)fIF3理論上應(yīng)該等于fIF2 - fL03。這里我們將第三中頻信號(hào)fIF3舉例為一個(gè)確定的值10.7M，fIF2為465.7M, fL03為455M，假設(shè)射頻輸入信號(hào)fRF輸入為IGHz的信號(hào)，第一本振頻率在fl?f2范圍內(nèi)掃頻，當(dāng)?shù)谝槐菊耦l率掃頻至F時(shí)(F=lGHz+fIFl，在fl?f2范圍內(nèi))，經(jīng)過(guò)第一混頻器101混頻可得到flFl，再經(jīng)過(guò)通道上的第二混頻器104、第三混頻器107，可得到第三中頻信號(hào)fIF3，即10.7M信號(hào)，經(jīng)過(guò)數(shù)字中頻處理模塊110的處理后，在顯示模塊111的顯示屏上會(huì)顯示有IGHz的信號(hào)譜圖201。
[0008]可見，當(dāng)有10.7M信號(hào)輸入至數(shù)字中頻處理模塊110處理時(shí)，顯示模塊111的顯示屏上射頻輸入信號(hào)的對(duì)應(yīng)位置就會(huì)顯示有信號(hào)譜圖201。但是實(shí)踐中發(fā)現(xiàn)，當(dāng)射頻輸入信號(hào)fRF輸入IGHz的信號(hào)，第一本振頻率在fl?f2范圍內(nèi)掃頻，當(dāng)?shù)谝槐菊耦l率掃頻至(F-5.35M)時(shí)，第一混頻器101輸出頻率為(flFl - 5.35M)，它可能會(huì)落在第一中頻濾波器103的濾波帶內(nèi)不能被濾除；經(jīng)過(guò)第二混頻器104后該信號(hào)變頻至(fIF2 - 5.35M)，也可能會(huì)落在第二中頻濾波器106的濾波帶內(nèi)不能被濾除；該信號(hào)經(jīng)過(guò)第三混頻器107后，第三混頻器 107 的輸出中會(huì)包含 ±m(xù)X (fIF2 - 5.35M) ±nXfL03，當(dāng) m=n=2 時(shí)，即 2X (465.7M-5.35M) - 2X455M=10.7M，該10.7M信號(hào)經(jīng)過(guò)數(shù)字中頻處理處理模塊110處理后會(huì)在屏上顯示出有一個(gè)994.65M的信號(hào)譜圖202，這個(gè)信號(hào)譜圖202實(shí)際是與輸入IGHz信號(hào)相關(guān)的雜散信號(hào)，該信號(hào)譜圖202是由于第三混頻器的非線性失真產(chǎn)物混頻得到的，是頻譜分析儀的雜散，是用戶不希望看到的。
[0009]實(shí)踐中發(fā)現(xiàn)，如果第三中頻信號(hào)fIF3不是取一個(gè)10.7M的信號(hào)，而是取一個(gè)幾百兆以上的中頻信號(hào)，那么在顯示模塊111的顯示屏上與輸入IGHz信號(hào)相關(guān)的雜散信號(hào)會(huì)相應(yīng)變少，但是幾百兆以上的中頻信號(hào)又對(duì)數(shù)字中頻處理模塊110提出了很高的要求，使得數(shù)字中頻處理模塊110內(nèi)部的采樣及ADC處理難度加大，對(duì)器件性能要求高。
[0010]本發(fā)明的目的在于:解決現(xiàn)有技術(shù)頻譜分析儀存在失真雜散信號(hào)，而輸入數(shù)字中頻處理模塊的中頻信號(hào)又不能過(guò)高的技術(shù)問(wèn)題，提供一種具有多級(jí)混頻器的頻譜分析儀。
[0011]本發(fā)明提供的一種具有多級(jí)混頻器的頻譜分析儀，包括依次串聯(lián)的多級(jí)混頻器，在每級(jí)混頻器后面均串聯(lián)一個(gè)中頻濾波器，在最后一級(jí)混頻器和對(duì)應(yīng)所述最后一級(jí)混頻器的中頻濾波器之間設(shè)置一個(gè)電感性負(fù)載。
[0012]本發(fā)明的電感性負(fù)載在保證混頻器輸出一個(gè)比較低的中頻信號(hào)的基礎(chǔ)上，改善了混頻器的非線性失真，大大降低了頻譜分析儀雜散信號(hào)的幅度，改善了頻譜分析儀的失真性能，優(yōu)化了頻譜分析儀的測(cè)試頻譜純度。
[0013]作為一種舉例，所述電感性負(fù)載可以是一個(gè)電感，所述電感的一端連接在所述最后一級(jí)混頻器和對(duì)應(yīng)所述最后一級(jí)混頻器的中頻濾波器之間的連線上，所述電感的另一端接地。
[0014]一個(gè)電感的設(shè)計(jì)比較簡(jiǎn)潔，且能夠達(dá)到改善混頻器的非線性失真，降低頻譜分析儀雜散信號(hào)的幅度的目的。
[0015]作為一種舉例，所述電感性負(fù)載可以是一個(gè)π型高通濾波器，所述η型高通濾波器串接在所述最后一級(jí)混頻器和對(duì)應(yīng)所述最后一級(jí)混頻器的中頻濾波器之間，所述η型高通濾波器的截止頻率小于所述最后一級(jí)混頻器輸出的中頻頻率。
[0016]電感性負(fù)載選用π型高通濾波器，且π型高通濾波器的截止頻率小于所