专利名称：一种频谱量测系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种频谱量测系统，尤其涉及一种由个人计算机及功率计所组成的频谱量测系统。
背景技术：
近年来，网际网络(Internet)蓬勃发展，尤其是World Wide Web(简称WWW)，除了提供传统的电子邮件传输服务外，还结合了语音、图片及动态影像等各式各样的多媒体服务，伴随着该等多媒体服务而来的，是极为庞大的资料量，因此各式高效率的网络通讯产品应运而生，其中尤以无线通讯产品最受市场瞩目。
按，无线通讯商为设计及制造出高品质的无线通讯产品，并保证该等通讯产品所占用的频道宽度均符合规格要求，均会在该等无线通讯产品出厂前，对其进行频谱讯号的量测及分析，以确保所制造出的产品，均为符合规格要求的良品。为达成此一目的，业者均必须耗费巨资，在每一个生产线上，建立一频谱测试站，每一频谱测试站均需安装一部频谱分析仪(Spectrum Analyzer)，以利用该频谱分析仪对制作完成的无线通讯产品，进行频谱讯号的量测及分析。
一般而言，每一部用以进行频谱量测的频谱分析仪，均需耗费巨额的经费，故在数条生产线上分别建立一频谱测试站，往往需花费近千万甚至超过千万的费用，导致生产线的架设成本始终高居不下，难以降低，对于制造商而言，自然望之却步，而不敢遽然扩充生产线，以增加产能，致订单满载时，常因而延误了产品出货的时间。
发明内容
本发明的一目的，是利用一预先放大器，对一待测无线通讯产品所输入的讯号，进行预先放大，再经一降频器将放大后的该输入讯号，降频成为中频讯号，再经由一中频滤波器，依所设定的频谱解析度，对其进行中频滤波，再通过一功率计量测其功率值，最后，再利用一个人计算机读取该功率计所量测到的功率数据，并将所读取到的检测频率，依预先建立的一频谱讯号校正表，转换为实际频率，再以该实际频率作为频率轴，以该功率数据作为功率轴，即可绘制出该待测无线通讯产品的频谱讯号分析图。
本发明的另一目的，是在该频谱量测系统中，设有一扫描电路，该个人计算机可依该待测无线通讯产品的输入讯号及检测时所需的中频频率，控制该扫描电路产生所需的波形，以控制一压控振荡器的振荡频率，令该压控振荡器产生一在预定频率范围内呈线性来回扫描的本地振荡频率。
本发明的又一目的，是在建立该频谱讯号的校正表时，是将一已完成检测且频道宽度均符合规格要求的某一系列无线通讯产品，与本发明的该频谱量测系统相连接，该个人计算机可根据所读取的扫描频率及功率数据，与该无线通讯产品已知的实际频谱讯号，对照形成所需的一频谱讯号校正表。
一种频谱量测系统，包括一预先放大器，用以接收一待测无线通讯产品所输入的讯号，并对该输入讯号进行预先放大；一降频器，是与该预先放大器相连接，用以将放大后的该输入讯号降频成为中频讯号；一中频滤波器，是与该降频器相连接，用以对该中频讯号，依所设定的频率解析度及中频频率，进行中频滤波；一功率计，是与该中频滤波器相连接，用以将该中频讯号的功率量测出来；一个人计算机，是通过一控制界面与该功率计相连接，用以读取该功率计所量测到的功率数据，并将所读取到的检测频率，依预先建立的一频谱讯号校正表，转换为实际频率。再以该实际频率作为频率轴，以该功率数据作为功率轴，绘制出该待测无线通讯产品的频谱讯号分析图。
所述的频谱量测系统，还包括
一扫描电路，是通过另一控制界面与该个人计算机相连接，以接受该个人计算机的控制，产生所需的波形；一压控振荡器，是与该扫描电路相连接，且依该扫描电路传来的该波形，控制其振荡频率，以产生一在预定频率范围内呈线性来回扫描的本地振荡频率，并将其传送至该降频器，与该中频讯号进行混波。
所述的频谱讯号校正表是将一已完成检测且频道宽度均符合规格要求的某一系列无线通讯产品，与该频谱量测系统相连接，使该个人计算机可根据所读取到的检测频谱讯号，与该无线通讯产品已知的实际频谱讯号，对照形成所需的一频谱讯号校正表。
所述的频谱量测系统对该待测无线通讯产品进行检测时，该个人计算机是通过该另一控制界面，发出预定的控制讯号，令该扫描电路产生所需的波形，以控制该压控振荡器产生在该预定频率范围内呈线性来回扫描的振荡频率，使得该待测无线通讯产品所输入的讯号，被该预先放大器预先放大后，经该降频器与该压控振荡器所产生的振荡频率混波降频后，再经该中频滤波器滤波，即可得到所需频率解析度及中心频率的检测频谱值，再通过该功率计将该中频讯号的功率量测出来，该个人计算机即可读取到该待测无线通讯产品的检测频率及功率数据。
所述的个人计算机可根据所读取到的检测频率及功率数据，以该检测频率作为频率轴，以该功率数据作为功率轴，绘制出该待测无线通讯产品的频谱讯号检测图，该频谱讯号检测图经由该频谱讯号校正表，将检测频率转换为实际频率，即可据以制作出该待测无线通讯产品的实际频谱讯号分析图。
本发明所提供的一种由个人计算机及功率计所组成的频谱量测系统，具有低成本、操作简便及维护容易的特点，可有效降低无线通讯产品在自动化生产过程中所需的大量且昂贵的测试仪器采购成本，以有效提升产品的竞争力。
图1所示是本发明的频谱量测系统的电路方块示意图；
图2所示是本发明的一较佳实施例所制作出的一待测无线网络卡的实际频谱讯号分析图。
主要部分的代表符号无线通讯产品............10预先放大器............20降频器 ............21中频滤波器............22功率计 ............30控制界面 ............31另一控制界面............40扫描电路 ............41压控振荡器 ............42个人计算机 ..........50具体实施方式
本发明是一种频谱量测系统，尤指一种可以极低的建构成本，利用市面上常见的零组件及功率计加以组配安装，再搭配一台个人计算机，制作出的频谱量测系统。
本发明是一种由个人计算机及功率计所组成的频谱量测系统，参阅图1所示，该频谱量测系统是利用一预先放大器(preamplifier)20，接收一待测无线通讯产品10所输入的讯号，并对该输入讯号进行预先放大，再经一降频器(DownConverter)21，将放大后的该输入讯号降频成为中频讯号，该中频讯号再经由一中频滤波器(IF Filter)22，依所设定的频率解析度，对其进行中频滤波，以获得检测该无线通讯产品10时所需的中频讯号，再通过一功率计(PowerMeter)30，即可将该中频讯号的功率量测出来。因此，在本发明中仅需再利用一台个人计算机50，通过一控制界面(Control Interface)31，读取该功率计30所量测到的功率数据，并将所读取到的检测频率，依预先建立的一频谱讯号校正表，转换为实际频率，再以该实际频率作为频率轴，以该功率数据作为功率轴，即可绘制出该待测无线通讯产品的频谱讯号分析图。
其中，所述的降频器，其降频的工作原理，主要是将输入的RF高频讯号(fRF)和本地震荡频率(fLO)分别输入一非线性的元件(如二极管)产生的频率相减的讯号
Asin(fRF)×Bcos(fLO)＝C(sin(fRF+fLO)+sin(fRF-fLO))，其中C＝AB/2，而sin(fRF-fLO)的成份即为RF高频讯号减去本地振荡频率的中频频率。
所述的中频讯号的频率为RF高频讯号减去本地振荡频率的值，其频率比RF高频讯号较低，有利于用一般的电子电路直接处理，不需考虑复杂的高频杂散效应，可提高量测的准确度；本案实施例中的中频讯号的频率范围为300MHZ至500MHZ之间。
另外，所述的控制界面31主要是功率计所提供的标准界面，以Agilent的4418B为例，支援GPLB，RS232，及Ethernet(以太网)网络界面，其主要作用是通过GPLB，RS232或Ethernet连线来读取功率计所量测的功率值。
本发明在对该无线通讯产品10进行检测时，为避免由各元件所产生的累积误差影响频谱讯号检测结果的真实性，则在对待检测产品进行检测前，必需先对该频谱量测系统进行系统校正(Calibration)，以建立一频谱讯号校正表(Calibration Table)。因此，该频谱量测系统中，另设有一扫描电路(Sweeper)41，该扫描电路41是通过另一控制界面(Control Interface)40与该个人计算机50相连接，以接受该个人计算机50的控制，产生所需的波形(如一锯齿波)，并将波形传送至一压控振荡器42(VOC)，以控制该压控振荡器42的振荡频率，令该压控振荡器42产生一在预定频率范围内呈线性来回扫描的本地振荡频率，因此，该个人计算机50必需依该待测无线通讯产品10的输入讯号及检测时所需的中频频率，来控制该扫描电路41，使该扫描电路41所产生的波形，可令该压控振荡器42产生所需频率范围的振荡频率。
所述的另一控制界面40，其主要构成元件为标准PC的Printer Port(打印端口)界面，其主要作用是将讯号，如Sclk、Sdata、Sen等频率合成(FrequencySynthesize)所需的控制讯号传送到扫描电路。其中该扫描电路的主要构成为锁相回路，Phase-lock loop。
本发明在建立该频谱讯号校正表(Calibration Table)时，是将一已完成检测且频道宽度均符合规格要求的某一系列无线通讯产品10，与本发明的该频谱量测系统相连接，使该个人计算机50可根据所读取到的检测频谱讯号，与该无线通讯产品10已知的实际频谱讯号，对照形成所需的一频谱讯号校正表。在本发明的一较佳实施例中，该频谱量测系统是先针对一已完成检测且频道宽度均符合规格要求的802.11b无线网络卡，进行检测，令该个人计算机50根据该无线网络卡上已知的中心频率2412MHZ，通过该另一控制界面40，发出一控制讯号，令该扫描电路41产生所需的一波形，以控制该压控振荡器42产生一在2412MHZ-150MHZ-22MHZ到2412MHZ-150MHZ+22MHZ间呈线性来回扫描的振荡频率，此时，该无线网络卡输入至该预先放大器20的讯号，经预先放大后，再经该降频器21(或混波器)与该压控振荡器42所产生的振荡频率混波，此时，若将该中频滤波器22的中心检测频率设定为150MHZ，且频宽设定为1MHZ，则降频成为中频讯号的输入讯号，经该中频滤波器22滤波后，将得到频率解析度为1MHZ，且中心频率为150MHZ的检测频谱讯号，与该无线网络卡已知的实际频谱讯号，对照形成下表所示之一频谱讯号校正表
如此，当使用该频谱量测系统对同一系列的待测无线网络卡，进行检测时，即可令该个人计算机50通过该另一控制界面40，发出相同的控制讯号，令该扫描电路41产生所需的波形，以控制该压控振荡器42产生一在2412MHZ-150MHZ-22MHZ到2412MHZ-150MHZ+22MHZ间呈线性来回扫描的振荡频率，使得该无线网络卡所输入的讯号，被该预先放大器20预先放大后，经该降频器21与该压控振荡器42所产生的振荡频率混波降频后，再经该中频滤波器22滤波，即可得到频率解析度为1MHZ，且中心频率为150MHZ的检测频谱值，然后再通过该频率计30(Power Meter)将该中频讯号的功率量测出来，该个人计算机50即可读取到下表所示的该待测无线网络卡的检测频率及功率数据
此时，该个人计算机50即可根据所读取到的检测频率及功率数据，以该检测频率作为X轴，即相当于频率轴，以该功率数据作为Y轴，即相当于功率轴，绘制出该待测无线网络卡的频谱讯号检测图，该频谱讯号检测图经由前述预先建立的频谱讯号校正表，即可将检测频率转换为实际频率，并据以制作出该待测无线网络卡的实际频谱讯号分析图，参阅图2所示。
据上所述可知，本发明仅需利用市面上常见的零组件加以组配安装，再搭配一台个人计算机，即可以极低的建构成本，制作出所需的频谱量测系统，该频谱量测系统不仅操作简便，各相关零件的取得、组装及维修保养容易，且所量测出的扫描频率及功率数据，及所制成的该实际频谱讯号分析图，均已足以作为各无线通讯产品的设计及制造厂商，用以检测各式无线通讯产品所占用的频道宽度，并据以判断是否符合规格要求。
有鉴于前述传统频谱分析仪价格昂贵，导致无线通讯产品制造成本过高的问题，发明人根据多年的实务经验及研究心得，研发出本发明的一种由个人计算机及功率计所组成的频谱量测系统，期望藉由该频谱量测系统的低成本、操作简便及维护容易的特点，有效降低无线通讯产品在自动化生产过程中所需的大量且昂贵的测试仪器采购成本，以有效提升产品的竞争力。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例，但本发明的权利范围并不局限于此，凡熟悉该项技艺人士，依据本发明所揭露的技术内容，可轻易思及的等效变化，均应不脱离本发明的保护范畴。
权利要求
1.一种频谱量测系统，其特征在于包括一预先放大器，用以接收一待测无线通讯产品所输入的讯号，并对该输入讯号进行预先放大；一降频器，是与该预先放大器相连接，用以将放大后的该输入讯号降频成为中频讯号；一中频滤波器，是与该降频器相连接，用以对该中频讯号，依所设定的频率解析度及中频频率，进行中频滤波；一功率计，是与该中频滤波器相连接，用以将该中频讯号的功率量测出来；一个人计算机，是通过一控制界面与该功率计相连接，用以读取该功率计所量测到的功率数据，并将所读取到的检测频率，依预先建立的一频谱讯号校正表，转换为实际频率，再以该实际频率作为频率轴，以该功率数据作为功率轴，绘制出该待测无线通讯产品的频谱讯号分析图。
2.如权利要求1所述的频谱量测系统，其特征在于还包括一扫描电路，是通过另一控制界面与该个人计算机相连接，以接受该个人计算机的控制，产生所需的波形；一压控振荡器，是与该扫描电路相连接，且依该扫描电路传来的该波形，控制其振荡频率，以产生一在预定频率范围内呈线性来回扫描的本地振荡频率，并将其传送至该降频器，与该中频讯号进行混波。
3.如权利要求2所述的频谱量测系统，其特征在于所述的频谱讯号校正表是将一已完成检测且频道宽度均符合规格要求的某一系列无线通讯产品，与该频谱量测系统相连接，使该个人计算机可根据所读取到的检测频谱讯号，与该无线通讯产品已知的实际频谱讯号，对照形成所需的一频谱讯号校正表。
4.如权利要求2所述的频谱量测系统，其特征在于该频谱量测系统对该待测无线通讯产品进行检测时，该个人计算机是通过该另一控制界面，发出预定的控制讯号，令该扫描电路产生所需的波形，以控制该压控振荡器产生在该预定频率范围内呈线性来回扫描的振荡频率，使得该待测无线通讯产品所输入的讯号，被该预先放大器预先放大后，经该降频器与该压控振荡器所产生的振荡频率混波降频后，再经该中频滤波器滤波，即可得到所需频率解析度及中心频率的检测频谱值，再通过该功率计将该中频讯号的功率量测出来，该个人计算机即可读取到该待测无线通讯产品的检测频率及功率数据。
5.如权利要求4所述的频谱量测系统，其特征在于该个人计算机可根据所读取到的检测频率及功率数据，以该检测频率作为频率轴，以该功率数据作为功率轴，绘制出该待测无线通讯产品的频谱讯号检测图，该频谱讯号检测图经由该频谱讯号校正表，将检测频率转换为实际频率，即可据以制作出该待测无线通讯产品的实际频谱讯号分析图。
全文摘要
本发明提供了一种频谱量测系统，包括一预先放大器，用以接收一待测无线通讯产品所输入的讯号，并对该输入讯号进行预先放大；一降频器，与该预先放大器相连接，用以将放大后的该输入讯号降频成为中频讯号；一中频滤波器，与该降频器相连接，用以对该中频讯号，依所设定的频率解析度及中频频率，进行中频滤波；一功率计，与该中频滤波器相连接，用以将该中频讯号的功率量测出来；一个人计算机，通过一控制界面与该功率计相连接，用以读取该功率计所量测到的功率数据，并将所读取到的检测频率，依预先建立的一频谱讯号校正表，转换为实际频率，再以该实际频率作为频率轴，以该功率数据作为功率轴，绘制出该待测无线通讯产品的频谱讯号分析图。
文档编号G01R23/165GK1616975SQ20031011358
公开日2005年5月18日 申请日期2003年11月14日 优先权日2003年11月14日
发明者杨贵吉 申请人:友讯科技股份有限公司