[发明专利]提高超外差式频谱分析仪频率测量精度的电路结构及方法

说明书

本发明涉及一种提高超外差式频谱分析仪频率测量精度的电路结构及方法，其中包括时钟同步时序控制器和被测信号依次输入的求模电路、比较器、保持器和第一存储器，时钟同步时序控制器输出时钟信号至比较器、保持器和第一存储器，扫描子进程时钟输入求模电路，其特征在于，时钟同步时序控制器还输入高速精密时钟，电路结构还包括依次相连接的精密延时电路、计数器、计数保持器和第二存储器。采用该种结构的提高超外差式频谱分析仪频率测量精度的电路结构及方法，不影响正常扫描的情况下，不提高测量点数，就可以大大提高频率测量精度，使宽带扫描的频率测量精度提高2个以上数量级，具有更广泛的应用范围。

技术领域

本发明涉及频谱分析仪技术领域，尤其涉及频谱分析仪频率测量技术领域，具体是指一种提高超外差式频谱分析仪频率测量精度的电路结构及方法。

背景技术

超外差式频谱分析仪是目前广泛采用的频谱测量装置，以其大动态、宽频率覆盖、高灵敏度、高测量精度等突出优点而成为主流。近年来，超外差式频谱分析仪的核心单元——本振(Local Oscillator)技术全部采用了先进的锁相环、频率合成等技术，使频谱分析仪的频率测量精度大大提高，部分采用了频率计数(Counter)功能，使其频率测量精度达到了Hz级以上的精度。

图1是超外差式频谱分析仪的频率测量原理，射频信号经过下变频到一个固定频率的中频信号，经过后面的滤波处理后，经过检波器(DET)测量出信号的幅度。频率测量则由扫描发生器(Sweep Generator)同步本振扫描和检波器，使检波的幅度信号与本振扫描有唯一的对应关系，这样经过计算就可以得到被测信号的频率值。

目前，基于以上测量原理，所有的频谱分析仪在频率测量上有两种方式：第一种，采用扫频频谱方式(也就是频谱分析)，在频谱上直接读取频率值，这种测量方式的测量精度不是很高，虽然本振的频率精度很高，但受扫描点数(Sweep Points)、扫宽(Span)的影响，测量的频率分辨率是二者的函数，会产生±1的分辨率误差。比如扫宽Span等于1GHz，扫描点数为1000点，此时频率的分辨率为1MHz，这种测量精度是远远不够的。这种方式为了提高频率测量精度，必须提高扫描点数或者减小扫宽，比如将扫宽降为1kHz，此时的分辨率为1Hz。显然，在实际应用中，频繁的操作会降低测量效率和增加测试难度。第二种，采用频率计数功能。有些频谱分析仪为了提高大带宽下的频率测量精度，提供了频率计数功能，作为一种辅助手段，可以达到很高的测量精度，比如1Hz的精度。主要是在测量点上，停止扫描，对中频进行计数。由于采用计数的方式，随着精度的提高，测量时间会大大提高，为了达到1Hz的精度，测量闸门时间必须达到1s。在宽带扫描时，测量速度将大大降低，使用起来也很不方便，效率低。

目前，大多数频谱分析仪的本振都采用了数字化扫描技术，本发明将基于这种方式，提出一种新的频率测量方法，在不影响正常扫描的情况下，不提高测量点数，就可以大大提高频率测量精度，使宽带扫描(Span较大)的频率测量精度提高2个以上数量级。比如上面的例子中，扫宽1GHz，测量点数1000点，频率测量精度可以到达10kHz以上。

发明内容

本发明的目的是克服了上述现有技术的缺点，提供了一种能够实现在不影响正常扫描的情况下、不提高测量点数、就可以大大提高频率测量精度、使宽带扫描(Span较大)的频率测量精度提高2个以上数量级、例如可以将背景技术中的例子通过扫宽1GHz、测量点数1000点而达到10kHz以上的频率测量精度的提高超外差式频谱分析仪频率测量精度的电路结构及方法。

为了实现上述目的，本发明的提高超外差式频谱分析仪频率测量精度的电路结构及方法具有如下构成：