一种高性能频谱分析仪及频谱分析方法与流程

技术特征：

1.一种高性能频谱分析仪，其特征在于，所述分析仪包括：用于显示频谱的显示单元；所述显示单元信号连接于用于控制分析仪工作的处理器；所述处理器分别信号连接于用于进行峰值检波的峰值检波单元、用于生成振荡信号的振荡单元和用于将模拟信号转换为数字信号的模数转换器；所述峰值检波单元信号连接于用于程控放大的程控放大单元；所述振荡单元信号连接于用于低通滤波的低通滤波单元；所述模数转换器信号连接于用于检波的检波单元；所述程控放大单元分别信号连接于所述低通滤波单元和用于混频的混频单元；所述混频单元分别信号连接于用于对信号进行放大处理的第一放大单元和第二放大单元；所述第二放大单元信号连接于用于带通滤波的带通滤波单元。

2.如权利要求1所述的高性能频谱分析仪，其特征在于，所述检波单元包括：用于整流的有源整流器；所述有源整流器信号连接于用于进行平方/除法运算的平方/除法器；所述平方/除法器信号连接于用于作为输入缓冲或滤波的独立缓冲放大器；所述独立缓冲放大器信号连接于偏置电路。

3.如权利要求2所述的高性能频谱分析仪，其特征在于，所述混频单元为下混频单元；所述混频单元的输入差分电压值不低于2Vpp；所述混频单元的输入差分电压频率为250MHz。

4.如权利要求3所述的高性能频谱分析仪，其特征在于，所述显示单元包括：显示器和键盘；所述显示器信号连接有处理器，用于根据处理器发送过来的信号显示波形；所述键盘信号连接有处理器，用于提供给工作人员输入控制命令控制分析仪的运行。

5.如权利要求4所述的高性能频谱分析仪，其特征在于，所述处理器包括：用于提供给显示单元和其他单元连接处理器的接口单元，所述接口单元信号连接于用于将数字信号转换为模拟信号的数模转换单元；所述数模转换单通过接口单元信号连接于显示单元；所述处理器还包括：用于判断电压值是否满足范围要求的判断单元。

6.一种基于权利要求1至5之一所述的高性能频谱分析仪的频谱分析方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：

步骤1：系统初始化，各单元模块初始化；

步骤2：信号经第一放大单元的放大后，传送至混频单元进行混频处理；

步骤3：混频单元将混频处理后的信号分别发送至程控放大单元和第二放大单元；

步骤4：程控放大单元对信号进行一定量级的增益后将信号发送至峰值检波单元，执行步骤5；第二放大单元对信号进行放大后发送至带通滤波单元；单通滤波单元对接收到的信号进行带通滤波，将滤波后的信号发送至检波单元；检波单元对接收到的信号进行检波后发送至模数转换器，执行步骤7；

步骤5：处理器控制峰值检波单元进行峰值检波；根据峰值检波的结果，处理器发送数模转换单元发送控制命令，改变程控放大单元的增益；

步骤6：处理器发送控制命令至振荡单元进行扫频处理；振荡单元将扫频结果发送至处理器；

步骤7：处理器发送控制命令至模数转换器进行信号采样，模数转换器将采样结果发送至处理器；

步骤8：处理器将采样结果发送至显示单元进行显示。

7.如权利要求6所述的基于高性能频谱分析仪的频谱分析方法，其特征在于，所述振荡单元进行扫频的方法为：处理器将预设的扫频起始频率发送给振荡单元；振荡单元将扫频起始频率和调预设的频频率偏差相加得到新的扫频频率，振荡单元使用该频率进行扫频。

8.如权利要求7所述的基于高性能频谱分析仪的频谱分析方法，其特征在于，所述处理器改变程控放大单元增益的方法为：处理器将模数转换器获取的电压值与预设电压值进行比较，若获取的电压值大于预设的电压值，则控制增益减小；若获取的电压值小于预设的电压值，则控制增益增大。

9.如权利要求8所述的基于高性能频谱分析仪的频谱分析方法，其特征在于，所述带通滤波器对中心频率进行选择的方法包括一下步骤：

步骤1：设原始输入信号的表达式为：

其中，为调制指数；为载波振幅；

步骤2：根据信号的表达式，计算得出信号的频率；和最大幅度值；

步骤3：在信号的频谱中找出第二个最大值和对应频率，然后判断对应点的幅值，若大于预设的第一阈值，则为调频波，即为它的中心频率；若小于预设的第一阈值，则是调幅波或等幅波,则为中心频率；由于调幅波带宽为20kHz，只需判断或的点值，若小于预设的第二阈值，为等幅波，若大于预设的第二阈值则是调幅波。