专利名称：便携式频谱分析仪的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及无线电频域测量技术，具体是一种便携式频谱分析仪。
市场上频谱分析仪产品其造价太高，操作复杂，频谱分析仪目前主要应用于军事、国防和高端科研。随着通信技术的迅速发展，在通讯、研究、生产和维修等方面，迫切需求低价位、高性能的频谱分析仪。特别是我国加入WTO后，产品要与国际标准接轨，产品电磁兼容性(EMC)等技术指标的测量将需要更多的通用频谱分析仪。
本实用新型便携式频谱分析仪是现有分析仪的改进型产品。包括超外差接收机、示波管、示波管的相应控制单元、电源供电以及提供锯齿波电压的主板部分；所述超外差接收机包含射频单元和中频放大器，主板的锯齿波电压通过调谐电压发生器加到电压调谐式第一本机振动器的控制端，锯齿波通过X偏转放大器加到示波管的水平偏转板上，超外差接收机的输出信号通过Y偏转放大器加到示波管的垂直偏转板上；其特征在于所述射频单元的第一本机振荡器采用固体微波振荡器(VCO)，第一混频器(MIXER)为双平衡混频器，固体微波振荡器和双平衡混频器组成第一变频单元，将输人信号变换成一个固定中频信号输出。
本便携式频谱分析仪与同类产品相比，具有体积�。亓壳幔阈僮骷虻ィ图畚唬咝阅艿忍氐�。能够被中小型企业、电子工作者及维修人员接受，可以广泛用于通讯电子产品的测试。
频谱分析仪是一种用图象来显示射频信号的幅度和频率关系的仪器，本实用新型是现有频谱分析仪的改进型产品。图2为其原理框图，其原理同现有产品。信号从输入端口进入频谱仪，由射频单元将信号变换成一个固定中频信号，输出到中频放大器，进行对数放大，检波后加在示波管的Y轴；主板的锯齿波扫描电压分两路输出，其一，直接控制第一本振频率，在整个频率测量内都可以混频输出固定中频；其二，加到示波管的X轴上。由于第一本振采用的是电压调谐振荡器(VCO)，不同的电压对应于不同的频率，即示波管的X轴等同于频率。X、Y轴的扫描轨迹就组成了频率和幅度的关系曲线。
图2所示频谱分析仪组成单元说明如下衰减器衰减器的主要作用是扩展幅度测量范围，及完成阻抗匹配。
射频单元对信号进行变频处理，将信号变换成一个固定中频。
对于一个多级信号处理的系统，由噪声公式Fr＝Fm+Lc(Fif-1)可知，要想得到最小的噪声系数，前级噪声一定要小，所以对射频单元的噪声系数做出了严格的要求。
第一本振扫描调谐式频谱分析仪，要控制本身的镜像频率干扰，第一中频必须高出信号测量范围，所以，第一中频选为1350MHz。为了完成0.15～1000MHz频率范围的测量，由变频原理可知，第一本报频率必须为1350～2350MHz。由于第一混频器使用的是无源器件，固第一本振要有相当的功率输出来激励混频器工作。同时第一本振的相位噪声及频率稳定度要求有较高的性能指标。
第一混频器由于第一混频后的信号都是以固定中频处理，为了整个系统的幅度测量准确性，第一混频器的频率响应要很平坦；混频器要有一万倍倍频程的频率覆盖，才能满足0.15～1050MHz频段的频率测量。灵敏度及失真指标使第一混频器必须具备高的动态范围和较小的变频干扰。
低通滤波器用来抑制测量范围的镜像频率干扰。
带通滤波器作用是滤除杂散的变频干扰信号。
第二、三变频器将固定中频信号变换成低频信号。
中频放大器进行信号的对数放大，在屏幕上以对数形式来表示信号的幅值。
中频带宽(400kHz、20kHz)即频谱仪的分辨带宽，表征频谱分析仪对信号最小间距测量的能力。
检波器将前级信号检波成音频信号。
视频滤波器它的作用是平滑噪声，以便分析较小的信号。
锯齿波信号发生器提供扫描电压，同步X轴和第一本振频率的变化。
XY偏转放大器对表示频率和幅度的信号加以放大，驱动示波管显示。
信号发生器锁相环和压控振荡器，产生一个高精度的固定频率信号，和取自第一本振信号进行混频，变频出0.15～1050MHz的信号。电平检出用以调节PIN衰减器，组成稳幅回路，通过4×10dB衰减器输出。
本便携式频谱分析仪的关键部件，第一本机振荡器和第一混频器分别采用�？榛墓烫逦⒉ㄕ竦雌骱退胶饣炱灯�。两者的结构如图3、4所示，体积小，直接焊装在PCB板上。
第一本机振荡器为固体微波振荡器(VCO)，使用电压调谐方式。此振荡器具有2倍频程的频率覆盖、相位噪声低及频率稳定度高等优点。固体微波振荡器频率范围为1200-2400MHz，相位噪声100dBc/Hz(10KHz)75dBc/Hz(IKHz)，输出功率为16dBm；第一混频器(MIXER)为双平衡混频器，具有平坦的频率响应、变频干扰小和大动态范围等优点。第一本振和第一混频器组成第一变频单元，将输入信号变换成一个固定中频信号输出。
双平衡混频器�？榈谋菊穸陨淦刀丝诟衾攵任�-40dB，本振对中频端口隔离度为-40dB，插入损耗为-10dB，频率响应为±1dB(0.15～1050MHz)。
本频谱分析仪有AT5010、AT5011等多种，其AT5011型频谱仪增加了跟踪信号发生器(见2)。
本实用新型频谱仪的主要技术指标如下*频率范围 0.15MHz～1050MHz*4位半数字显示中心频率或标记频率，100kHz分辨率*-100～+13dBm的幅度范围*20KHz、400KHz中频带宽选择*视频滤波器*跟踪信号发生器(仅对AT5011)*频率范围0.15～1050MHz*输出电压+1～-50dBm(50Ω)经过全面测试，本频谱仪达到了上述技术指标，可以取代进口产品使用。
权利要求1.一种便携式频谱分析仪，包括超外差接收机、示波管、示波管的相应控制单元、电源供电以及提供锯齿波电压的主板部分；所述超外差接收机包含射频单元和中频放大器，主板的锯齿波电压通过调谐电压发生器加到电压调谐式第一本机振动器的控制端，锯齿波通过X偏转放大器加到示波管的水平偏转板上，超外差接收机的输出信号通过Y偏转放大器加到示波管的垂直偏转板上；其特征在于所述射频单元的第一本机振荡器采用固体微波振荡器(VCO)，第一混频器(MIXER)为双平衡混频器，固体微波振荡器和双平衡混频器组成第一变频单元，将输入信号变换成一个固定中频信号输出。
2.根据权利要求1所述便携式频谱分析，其特征在于所述固体微波振荡器和双平衡混频器均为模块结构。
3.根据权利要求2所述便携式频谱分析，其特征在于所述固体微波振荡器频率范围为1200-2400MHz，相位噪声100dBc/Hz(10KHz)75dBc/Hz(IKHz)，输出功率为16dBm；所述双平衡混频器�？榈谋菊穸陨淦刀丝诟衾攵任�-40dB，本振对中频端口隔离度为-40dB，插入损耗为-10dB，频率响应为±1dB(0.15～1050MHz)。
4.根据权利要求1所述便携式频谱分析，其特征在于机箱上设置有活动提把。
专利摘要一种便携式频谱分析仪，包括超外差接收机、示波管、示波管的相应控制单元、电源供电以及提供锯齿波电压的主板部分；所述超外差接收机包含射频单元和中频放大器，主板的锯齿波电压通过调谐电压发生器加到电压调谐式第一本机振动器的控制端，锯齿波加到示波管的水平偏转板上，超外差接收机的输出信号加到示波管的垂直偏转板上；其射频单元的第一本振采用固体微波振荡器�？椋谝换炱灯鞑捎盟胶饣炱灯髂？�。其具有体积小、重量轻、便携、操作简单、低价位，高性能等特点；能够被中小型企业、电子工作者及维修人员接受，可以广泛用于通讯电子产品的测试。
文档编号G01R23/16GK2540638SQ0222714
公开日2003年3月19日 申请日期2002年4月24日 优先权日2002年4月24日
发明者汤勇军 申请人:深圳市安泰信电子有限公司
专业数控铣床产品供应商
20年生产经验，实力工厂，精工品质，质量有保障
