专利名称：一种频谱测量装置及其采用外置电源的yig调谐振荡器的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种频谱测量装置，及其采用外置电源的YIG调谐振荡器。
背景技术：
频谱分析仪是对无线电信号进行测量的必备手段，是从事电子产品研发、生产、检验的常用工具，应用十分广泛。频谱分析仪分为扫描式频谱分析仪和实时式频谱分析仪，扫描式频谱分析仪主要用于连续信号和周期信号的频谱分析，其基本原理结构图如图I所示，频谱分析仪I包括射频信号输入端11，衰减器12，混频器13，放大器14，滤波器15，检波器16，本振17，扫描发生器18和显示器19等，其基本原理是通过扫描本振17的方法，使射频输入信号与本振17产生的信号进行混频，将得到的中频信号进行放大、滤波处理后，经检波器16输出为视频信号，再经过各种运算，将最终测量结果输出在显示器19上。可见，本振在扫描式频谱分析仪中起着重要的作用。现有技术中，多采用YIG调谐振荡器作为扫描式频谱分析仪的本振，YIG调谐振荡器简称ΥΤ0，其通常包括振荡电路、能提供封闭扫描磁场的封闭式磁体以及为振荡电路供电的电源模块，其中振荡电路2的基本原理结构图如图2所示，其包括微波晶体管25、发射极馈电电路21、集电极馈电电路23、耦合结构22、接地电容24和输出电路26，其中微波晶体管25为振荡管，当为振荡管上电后，电压的突跳和电流的波动中均含有丰富的谐波分量，耦合结构22中的YIG小球对其中的谐波分量产生共振，通过为馈电电路设置适当的直流工作点，使整个电路处于非稳定状态，从而实现振荡，输出电路26用于对振荡信号进行缓冲放大，最终实现信号的输出。其中接地电容24用于实现射频通路的接地。其中，电源�？橛傻缭春臀妊拱骞钩桑缭从糜谖竦吹缏饭┑纾妊拱逯饕糜诘缭吹氖淙胱患奥瞬ǖ取Ｏ钟屑际踔校琘TO采用内置电源稳压板，通过将稳压板设置在封闭磁路内，能有效降低甚至消除对外部相关电路的EMI敏感度，但此种电源稳压板需要安装在振荡电路板上，所以需要振荡电路板具有足够的空间，并且安装成本高，此种稳压板价格偏贵。为了节约成本，现有技术中也有将稳压板放置在封闭磁体外部的ΥΤ0,但由于外界环境噪声对电源产生的影响不能够有效的消除，从而对振荡电路带来了干扰。
发明内容为了解决现有技术中存在的问题，本实用新型提出了一种采用外置电源的YIG调谐振荡器，及具有该YIG调谐振荡器的频谱测量装置。本实用新型提出了一种采用外置电源的YIG调谐振荡器，包括一个封闭磁体、一个振荡电路板、一个外置电源稳压板、以及安装在所述的封闭磁体的外壳上的一个第一穿心电容、一个第二穿心电容和一个SMA输出接口，所述的振荡电路板包括一个PCB板，以及安装在所述的PCB板上的一个微波晶体管、一个发射极馈电电路、一个接地电容、一个HG耦合单元、一个集电极馈电电路、一个输出电路，所述的外置电源稳压板安装在所述的封闭磁体的外部，其电源正负输出端分别与所述的第一穿心电容和第二穿心电容连接，其接地端与所述的封闭磁体连接，所述的振荡电路板安装在所述的封闭磁体的内部，所述的振荡电路板的正负电源输入端分别与所述的第一穿心电容和第二穿心电容连接，所述的振荡电路板的输出端与所述的SMA输出接口连接，所述的发射极馈电电路和YIG耦合单元依次串联连接在所述的振荡电路板的负电源输入端与所述的微波晶体管的发射极之间，所述的接地电容连接在所述的发射极馈电电路和所述的YIG耦合单元之间，所述的集电极馈电电路串联连接在所述的振荡电路板的正电源输入端与所述的微波晶体管的集电极之间，所述的输出电路串联连接在所述的微波晶体管的集电极和所述的振荡电路板的输出端之间，在所述的外置电源稳压板的电源正负输出端中，仅正输出端连接有一接地的滤波电容，其电容取值范围为100uF-470uF。在本实用新型所述的YIG调谐振荡器中，所述的滤波电容的电容取值范围还可以为 220uF-330uF。在本实用新型所述的YIG调谐振荡器中，所述的滤波电容还可以安装在所述的外置电源稳压板与所述的封闭磁体相对的一面上，且与所述的第一穿心电容的位置紧邻。在本实用新型所述的YIG调谐振荡器中，所述的滤波电容还可以是钽电容。在本实用新型所述的YIG调谐振荡器中，所述的外置电源稳压板还可以具有与所述的电源正负输出端连接的安装插孔，所述的穿心电容通过探针插装在所述的安装插孔中。在本实用新型所述的YIG调谐振荡器中，所述的外置电源稳压板上还可以具有6个均匀分布的螺丝孔，通过固定螺丝及所述的螺丝孔，实现所述的外置电源稳压板与所述的封闭磁体的连接。并且，本实用新型还提出了一种频谱测量装置，其具有如上所述的YIG调谐振荡器。本实用新型所述的采用外置电源的YIG调谐振荡器，不仅成本低，安装方便，而且大大减小了由于外界噪声对振荡电路产生的影响。并且，本实用新型所述的YIG调谐振荡器还具有以下特点I、滤波电容安装在稳压板的背面，且紧邻穿心电容，不仅外形美观，而且滤波效果更好，相位噪声更低；2、通过穿心电容实现稳压板与封闭磁体的连接，安装更方便，结构更简单。
图I是扫描式频谱分析仪I的基本原理结构图。图2是HG调谐振荡器2的基本原理结构图。图3是实施例中所述的YIG调谐振荡器3的结构示意图。图4a是实施例中外置电源稳压板31的正面示意图。图4b是实施例中外置电源稳压板31的反面示意图。
具体实施方式
以下结合附图介绍本实用新型的一较佳实施方式。[0024]参考图3，本实用新型所述的YIG调谐振荡器3包括一个外置电源稳压板31、一个封闭磁体32和一个振荡电路板33,且在封闭磁体32的外壳上连接有一个第一穿心电容34、一个第二穿心电容35和一个SMA输出接口 36。振荡电路板33是采用PCB工艺制成，在其PCB板上安装有一个发射极馈电电路331、一个接地电容332、一个YIG耦合单元333、一个微波晶体管334、一个集电极馈电电路335、一个输出电路336。其中YIG耦合单元333由耦合环和YIG小球构成。外置电源稳压板31安装在封闭磁体32的外部，外置电源稳压板31的电源正负输出端分别与第一穿心电容34和第二穿心 电容35连接，外置电源稳压板31接地端与封闭磁体32连接，振荡电路板33安装在封闭磁体32的内部，振荡电路板33的正负电源输入端分别与第一穿心电容34和第二穿心电容35连接，振荡电路板33的输出端与SMA输出接口 36连接，发射极馈电电路331和YIG耦合单元333依次串联连接在振荡电路板33的负电源输入端与微波晶体管334的发射极之间，在发射极馈电电路331和YIG耦合单元333之间，连接有一接地的接地电容332，集电极馈电电路335串联连接在振荡电路板33的正电源输入端与微波晶体管334的集电极之间，输出电路336串联连接在微波晶体管334的集电极和振荡电路板33的输出端之间，在外置电源稳压板31的电源正负输出端中，仅正输出端连接有一接地的滤波电容37。封闭磁体32是一个米用磁性材料加工成的封闭式的电磁铁结构,它包括一个圆柱形的底座和一个盖板，底座上安装有电磁铁装置的主线圈和微调谐磁场用的调谐线圈，底座和盖板通过六角螺丝拧紧在一起，形成一个封闭的电磁铁结构，用于为内部的振荡电路板33提供一个封闭的磁路。振荡电路板33的正负电源输入端分别与第一穿心电容34和第二穿心电容35连接，从而实现与外部电源的电连接，振荡电路板33的PCB板安装在封闭磁体32的盖板上，振荡电路板33中的发射极馈电电路331通过YIG耦合单元333中的耦合环连接到微波晶体管334的发射极上，在发射极馈电电路331和YIG耦合单元333的之间，连接有接地电容332，用于实现射频通路的接地，在本实用新型中，接地电容332通过在PCB板敷铜腐蚀而成，通过调试铜片的面积的大�。梢愿谋湮⒉ň骞�334发射极的输入阻抗，使其在工作频率范围内成为负阻，从而实现振荡。集电极馈电电路335加到微波晶体管334的集电极上，输出电路336也加到微波晶体管334的集电极上，输出电路336包括宽带匹配电路和缓冲放大器，宽带匹配网络既能影响微波晶体管334的输入阻抗，使其在宽带范围内处于负阻状态，从而增加振荡带宽，还能对微波晶体管334的输出阻抗在频带内电抗值进行补偿，使其变得很�。谄涔β实氖涑觯撼宸糯笃饔糜谑构β适涑龃锏绞涑鲆螅竦吹缏钒�33的输出端与SMA输出接口 36连接，SMA输出接口通过固定基座固定在封闭磁体32的盖板上。参照图4a和图4b,夕卜置电源稳压板31米用双面板设计，其背面与封闭磁体32相对。稳压板31的正面上安装有电源插座41，用于连接电源；正面还安装有稳压芯片，用于实现电源转换和滤波功能。在外置电源稳压板31的背面，在外置电源稳压板31的电源正输出端与第一穿心电容34之间，紧邻第一穿心电容34的位置安装有接地的滤波电容37，在安装位置不重叠的情况下，第一穿心电容34和滤波电容37的安装位置越近越好，可以有效的滤除外界噪声对振荡电路产生的影响，降低相位噪声，在本实施例中，滤波电容37选用220uF的钽电容。外置电源稳压板31上还焊接有8个安装插孔43，与封闭磁体32上的穿心电容的插针插装，实现与内部振荡电路板33的电连接。在外置电源稳压板31的外边缘均匀分部6个螺丝孔，通过6个螺丝孔和6个固定螺丝将外置电源稳压板31和封闭磁体32固定在一定。作为另外的实施例，滤波电容37可以在100-470uF之间取值。作为另外的实施例，滤波电容37可以在220-330uF之间取值。作为另外的实施例，滤波电容37可以选用其他电解电容，例如铝电解电容等。作为另外的实施例，滤波电容37可以安装在外置电源稳压板31的正面，但安装在背面能达到美观的效果。作为另外的实施例，滤波电容37可以安装在远离第一穿心电容34的位置，但滤波电容37越靠近第一穿心电容34，其滤波效果越好。本实用新型还提出了一种频谱测量装置，其包括射频信号输入端，混频器，放大器，滤波器，检波器，本振，扫描发生器和显示器等，其基本原理是通过扫描本振的方法，使射频输入信号与本振产生的信号进行混频，将得到的中频信号进行放大、滤波处理后，经检波器输出为视频信号，再经过各种运算，将最终测量结果输出在显示器上，其中所述的本振采用如上所述的YIG调谐振荡器3，具体实现方法参照上面的描述，此处不再赘述。以上所述的仅为本实用新型的具体实施例，并不用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
权利要求1.一种采用外置电源的YIG调谐振荡器， 包括一个封闭磁体、一个振荡电路板、一个外置电源稳压板、以及安装在所述的封闭磁体的外壳上的一个第一穿心电容、一个第二穿心电容和一个SMA输出接口， 所述的振荡电路板包括一个PCB板，以及安装在所述的PCB板上的一个微波晶体管、一个发射极馈电电路、一个接地电容、一个YIG耦合单元、一个集电极馈电电路、一个输出电路， 所述的外置电源稳压板安装在所述的封闭磁体的外部，其电源正负输出端分别与所述的第一穿心电容和第二穿心电容连接，其接地端与所述的封闭磁体连接， 所述的振荡电路板安装在所述的封闭磁体的内部，所述的振荡电路板的正负电源输入端分别与所述的第一穿心电容和第二穿心电容连接，所述的振荡电路板的输出端与所述的SMA输出接口连接，所述的发射极馈电电路和YIG耦合单元依次串联连接在所述的振荡电路板的负电源输入端与所述的微波晶体管的发射极之间，所述的接地电容连接在所述的发射极馈电电路和所述的YIG耦合单元之间，所述的集电极馈电电路串联连接在所述的振荡电路板的正电源输入端与所述的微波晶体管的集电极之间，所述的输出电路串联连接在所述的微波晶体管的集电极和所述的振荡电路板的输出端之间， 其特征在于， 在所述的外置电源稳压板的电源正负输出端中，仅正输出端连接有一接地的滤波电容，其电容取值范围为100uF-470uF。
2.根据权利要求I所述的YIG调谐振荡器，其特征在于，所述的滤波电容的电容取值范围为 220uF-330uF。
3.根据权利要求I或2所述的YIG调谐振荡器，其特征在于，所述的滤波电容安装在所述的外置电源稳压板与所述的封闭磁体相对的一面上，且与所述的第一穿心电容的位置紧邻。
4.根据权利要求3所述的YIG调谐振荡器，其特征在于，所述的滤波电容是钽电容。
5.根据权利要求4所述的HG调谐振荡器，其特征在于，所述的外置电源稳压板具有与所述的电源正负输出端连接的安装插孔，所述的穿心电容通过探针插装在所述的安装插孔中。
6.根据权利要求5所述的YIG调谐振荡器，其特征在于，所述的外置电源稳压板上具有6个均匀分布的螺丝孔，通过固定螺丝及所述的螺丝孔，实现所述的外置电源稳压板与所述的封闭磁体的连接。
7.一种频谱测量装置，其特征在于，具有权利要求I所述的YIG调谐振荡器，所述的YIG调谐振荡器包括一个封闭磁体、一个振荡电路板、一个外置电源稳压板、以及安装在所述的封闭磁体的外壳上的一个第一穿心电容、一个第二穿心电容和一个SMA输出接口， 所述的振荡电路板包括一个PCB板，以及安装在所述的PCB板上的一个微波晶体管、一个发射极馈电电路、一个接地电容、一个YIG耦合单元、一个集电极馈电电路、一个输出电路， 所述的外置电源稳压板安装在所述的封闭磁体的外部，其电源正负输出端分别与所述的第一穿心电容和第二穿心电容连接，其接地端与所述的封闭磁体连接， 所述的振荡电路板安装在所述的封闭磁体的内部，所述的振荡电路板的正负电源输入端分别与所述的第一穿心电容和第二穿心电容连接，所述的振荡电路板的输出端与所述的SMA输出接口连接，所述的发射极馈电电路和YIG耦合单元依次串联连接在所述的振荡电路板的负电源输入端与所述的微波晶体管的发射极之间，所述的接地电容连接在所述的发射极馈电电路和所述的YIG耦合单元之间，所述的集电极馈电电路串联连接在所述的振荡电路板的正电源输入端与所述的微波晶体管的集电极之间，所述的输出电路串联连接在所述的微波晶体管的集电极和所述的振荡电路板的输出端之间， 在所述的外置电源稳压板的电源正负输出端中，仅正输出端连接有一接地的滤波电容，其电容取值范围为100uF-470uF。
8.根据权利要求7所述的频谱测量装置，其特征在于，所述的滤波电容的电容取值范围为 220uF-330uF。
9.根据权利要求7或8所述的频谱测量装置，其特征在于，所述的滤波电容安装在所述的外置电源稳压板与所述的封闭磁体相对的一面上，且与所述的第一穿心电容的位置紧邻。
10.根据权利要求9所述的频谱测量装置，其特征在于，所述的滤波电容是钽电容。
11.根据权利要求10所述的频谱测量装置，其特征在于，所述的外置电源稳压板具有与所述的电源正负输出端连接的安装插孔，所述的穿心电容通过探针插装在所述的安装插孔中。
12.根据权利要求11所述的频谱测量装置，其特征在于，所述的外置电源稳压板上具有6个均匀分布的螺丝孔，通过固定螺丝及所述的螺丝孔，实现所述的外置电源稳压板与所述的封闭磁体的连接。
专利摘要本实用新型公开了一种频谱测量装置及其采用外置电源的YIG调谐振荡器，所述的YIG调谐振荡器包括一个封闭磁体、一个振荡电路板、一个外置电源稳压板、以及安装在所述的封闭磁体的外壳上的一个第一穿心电容、一个第二穿心电容和一个SMA输出接口，所述的外置电源稳压板安装在所述的封闭磁体的外部，其电源正负输出端分别与所述的第一穿心电容和第二穿心电容连接，在所述的外置电源稳压板的电源正负输出端中，仅正输出端连接有一接地的滤波电容，其电容取值范围为100uF-470uF。本实用新型所述的调谐振荡器，不仅成本低，安装方便，而且大大减小了由于外界噪声对振荡电路产生的影响。
文档编号G01R23/16GK202374218SQ20112050596
公开日2012年8月8日 申请日期2011年12月7日 优先权日2011年12月7日
发明者崔研婷, 李维森, 王悦, 王铁军 申请人:北京普源精电科技有限公司
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