[發明專利]基于AD9864中頻數字化系統FFT寬帶頻譜儀設計

有效

• 申請號: 201310066019.1
• 申請日: 2013-03-02
• 公開（公告）號: CN103134984A
• 公開（公告）日: 2013-06-05
• 發明（設計）人: 陳仁北
• 申請（專利權）人: 安徽白鷺電子科技有限公司
• 主分類號: G01R23/16
• 分類號: G01R23/16
• 代理公司: 安徽合肥華信知識產權代理有限公司 34112
• 代理人: 余成俊

技術領域

????本發明涉及一次變頻方式，基于集成數字化芯片使用FFT方式實現寬帶頻譜分析儀設計的方法。

背景技術

當前掃頻頻譜測量一般都采用超外差方式對輸入信號進行下變頻，從而在固定的中頻頻率上進行信號的分析處理。如圖1所示，由于鏡像頻率的存在，一般使用三次變頻變換到固定的中頻進行處理；此種方式對于第一本振頻率分辨率及頻譜指標要求較高，而且在系統中存在多個本地振蕩器容易產生交調信號，所以其成本較高且結構復雜。

發明內容

本發明的目的是基于AD9864中頻數字化系統，利用直接采樣或一次頻率調諧方式實現寬帶頻譜測量，從而大大降低寬帶頻譜分析儀的設計難度和用戶測量成本。

本發明的技術方案如下：

基于AD9864中頻數字化系統FFT寬帶頻譜儀，其特征在于：包括有頻譜分析儀硬件系統和PC上位機，其中頻譜分析儀硬件系統包括有衰減器、射頻開關一、10MHz參考頻率、第一本振、第一混頻器、檢波器、AD9864中頻數字化芯片、單片機；射頻輸入信號接入衰減器的信號輸入端，可以對射頻輸入大信號進行衰減設置，衰減器的信號輸出端與射頻開關一相連，所述的10MHz參考頻率接入第一本振，第一本振的信號輸出端經環路濾波器后接入AD9864中頻數字化芯片；根據射頻輸入信號的輸入頻率不同將射頻信號分為三個通道分別進行處理：開關一的另一端輸出的頻率信號分別為f1、f2、f3，f1信號接入低通濾波器一，濾除高于通道頻率的信號，低通濾波器一的另一端與開關四的輸入端連接；f2信號接入低通濾波器二，低通濾波器二的另一端與開關三的的輸入端連接；f3信號接入第一混頻器的I端，第一混頻器的R端連接帶通濾波器，帶通濾波器的另一端連接開關二的輸入端，開關二的另一個輸入端連接檢波器，檢波器的另一端與開關四的另一個輸入端連接，開關二的輸出端接入AD9864中頻數字化芯片，其中第一本振的信號輸出端還與第一混頻器的L端連接，第一本振與第一混頻器之間連接有放大器；開關四的輸出端連接模數轉換器二，模數轉換器二接入單片機的信號輸入端，單片機的信號輸入端還與與AD9864中頻數字化芯片連接，單片機的信號輸出端與PC上位機之間通信連接；所述的第一本振產生200MHz至4400MHz的信號，對輸入信號進行下變頻，并提供AD9864中頻數字化芯片的下變頻本振信號；所述的第一混頻器對射頻輸入的f3頻率信號下變頻至10.7MHz信號，檢波器對10.7MHz中頻信號進行檢波后輸出檢波直流信號；AD9864中頻數字化芯片對f2和10.7MHz中頻信號進行下變頻、數字化及抽取濾波等處理；所述的模數轉換器二對檢波直流信號和f1信號進行采集，所述的單片機對頻譜分析儀硬件系統進行控制并將AD9864中頻數字化芯片和模數轉換器二輸出的數據通過USB接口傳給PC上位機進行處理并顯示。

所述的基于AD9864中頻數字化系統FFT寬帶頻譜儀，其特征在于：所述的PC上位機提供用戶測量顯示和參數設置，并通過USB接口接收中頻數字化數據之后進行后續FFT、加窗處理、視頻濾波及檢波、顯示等處理。

所述的基于AD9864中頻數字化系統FFT寬帶頻譜儀，其特征在于：所述的AD9864中頻數字化處理芯片可對10MHz至300MHz的中頻輸入信號進行下變頻，然后進行AD變換、經三級抽取濾波器后輸出中頻數字化數據，中頻處理帶寬根據需要可在270kHz至6.8kHz之間可變。

所述的基于AD9864中頻數字化系統FFT寬帶頻譜儀，其特征在于：所述的第一本振為單片集成PLL和VCO芯片，內置除1/2/4/8分頻器的寬帶頻率合成器件，其輸出頻率范圍為150MHz至4400MHz。

所述的基于AD9864中頻數字化系統FFT寬帶頻譜儀，其特征在于：射頻輸入信號首先經衰減器及射頻開關一后，根據用戶不同測量頻率設置分為“①、②、③、④”4個不同的通道進行處理，通道“①”為輸入頻率f<10MHz時選擇直接AD采樣利用FFT實現頻率測量；通道“②”為輸入頻率10MHz≤f?≤200MHz時直接輸入至AD9864中頻數字化芯片處理后由PC上位機完成后續處理；通道“③”為頻率200MHz<f?≤4400MHz時經一次變頻及AD9864中頻數字化芯片處理后由PC上位機完成后續處理；通道“④”為輸入頻率200MHz<f?≤4400MHz時經一次變頻及直接檢波后由PC上位機完成后續處理，此通道可以快速完成大掃寬頻譜測量。