一种具有本振校准功能的频谱分析仪的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及频谱分析装置领域，特别涉及一种具有本振校准功能的频谱分析仪。
【背景技术】
[0002]频谱分析仪是一种用来对被测信号进行频谱分析的接收机，可以测量未知信号的频率、幅值、失真等相关参数，通常具有很宽的频率和幅值测量范围。主要应用于基站维护、电子产品研发、生产等领域。频谱分析仪又可称为频域示波器、跟踪示波器、分析示波器、谐波分析器、频率特性分析仪或傅里叶分析仪等。现代频谱分析仪能以模拟方式或数字方式显示分析结果，能分析I赫兹以下的甚低频到亚毫米波段的全部无线电频段的电信号。频谱分析仪的主要技术指标有频率范围、分辨力、扫频速度、灵敏度、显示方式和假响应等，频谱分析仪一般分为扫频式和实时分析式两类。
[0003]参照图1，现有技术的频谱分析仪100包括射频前端模块101、中频通道模块102和显示模块103，射频前端模块101包括信号输入端口 1011，对信号输入端口 1011引入的输入信号进行前置放大、滤波等处理并输出一个前端被测信号a的前端电路1012，射频前端模块101还包括一个产生本振信号bl的本振单兀1014,驱动单兀1015对本振信号bl进行驱动以产生满足混频器1013需求的本振信号bl’，混频器1013将前端被测信号a及本振信号bl’进行混频，产生中频信号C，中频通道模块102对中频信号c进行多次混频再进行ADC采样、并经过数字中频滤波器、检波器和视频滤波等处理后送入包含控制器的显示模块103进行输出和显示。
[0004]本振单元1014—般由压控振荡器VCO和鉴相模块构成，当然也可以由压控振荡器VCO通过锁相电路锁定得到。驱动单元1015—般包括放大模块、滤波模块。
[0005]参照图2，在现有技术中具有低频通路和高频通路的频谱分析仪200中，射频前端模块201包括前端电路2012和前端电路2016，前端电路2012和前端电路2016分别对信号输入端口 2011引入的输入信号进行前置放大、滤波等处理并输出一个前端被测信号al和一个前端被测信号a2,本振单兀2014产生本振信号b2,驱动单兀2015对本振信号b2进行驱动以产生满足混频器2013和混频器2017需求的本振信号b2’，混频器2013将前端被测信号al及本振信号b2’进行混频，产生高波段中频信号Cl，混频器2017将前端被测信号a2及本振信号b2’进行混频，产生低波段中频信号c2。
[0006]可以看出，无论在频谱分析仪100中还是在频谱分析仪200中，本振信号b’对混频器1013或2013或2017的性能都是有很大影响的。
[0007]本振单元输出的本振信号具体包括本振频率值及本振信号幅度，由于现有技术的频谱分析仪需要测量的频率范围比较宽，一般在几个G赫兹，甚至几十个G赫兹以上，在频谱分析仪的整机方案设计中，输入混频器的本振频率值的范围也比较宽，混频器在不同的本振频率值下需要不同的本振幅度才能达到最优性能，否则容易使变频损耗，变频失真等现象更加恶化。而现有的技术方案，尚无法满足混频器的最优性能，从而导致整个频谱分析仪的相应指标整体下降。
【发明内容】
[0008]本发明的目的在于:解决现有技术中混频器存在变频损耗和变频失真等技术问题，提供一种具有本振校准功能的频谱分析仪。
[0009]本发明提供的一种具有本振校准功能的频谱分析仪，包括输出本振信号的本振单元、所述本振信号包括本振频率值及本振信号幅度，输出中频信号的混频器单元，连接所述本振单元与所述混频器单元的驱动单元，还包括一个可变增益模块、一个控制单元、一个数模转换模块、一个存储器，所述可变增益模块设置在所述本振单元与所述驱动单元之间，所述控制单元通过所述数模转换模块来调节所述可变增益模块的增益。
[0010]本发明公开的一种具有本振校准功能的频谱分析仪，由于增加了可以控制本振信号幅度的可变增益模块，使得本振信号幅度可以在不同本振频率值下进行调整，进而使得所述混频器更容易达到最优性能，从而使整个频谱分析仪的相应指标整体提升。
[0011]作为一种举例，所述控制单元通过所述数模转换模块，依据预存在所述存储器中的一组本振校准数据来调节所述可变增益模块的增益，所述本振校准数据是指多个本振频率值及与所述多个本振频率值对应的所述数模转换模块的输出值。
[0012]由于存储器中预存的一组本振校准数据是通过对混频器的最优性能测试而得到的数据，所述控制单元依据预存在存储器中的所述本振校准数据来调节可变增益模块的增益，使得混频器在任意一个本振频率值下都能达到最优性能，进一步提高了频谱分析仪的整体性能。
[0013]作为一种举例，所述可变增益模块是可变衰减模块，在所述可变衰减模块与所述本振单元之间还连接一个放大器模块。
[0014]采用可变衰减模块来改变本振信号幅度值，由于可变衰减模块对本振信号幅度做了衰减，为了弥补过度的衰减，在其前级使用一个放大器模块，这样的设计，可以使放大器模块与可变衰减模块相互配合，能够更快地调整到合适的本振幅度值。
[0015]作为一种举例，所述可变衰减模块包括一个本振信号输入端、一个本振信号输出端、依次串联连接在所述本振信号输入端和本振信号输出端之间的第一电容和第二电容，在所述第一电容和所述第二电容之间还依次反向串联至少一个PIN 二极管，在所述第一电容与所述至少一个PIN 二极管之间设有一个第一节点，所述第一节点通过一个第一电感和一个电阻接地，在所述至少一个PIN 二极管和所述第二电容之间设有一个第二节点，所述第二节点通过一个第二电感连接所述数模转换模块的输出端。
[0016]特殊的可变衰减模块设计，对其他电路干扰小，可变增益衰减的增益量灵活可调。
[0017]作为一种举例，在所述第一电容和所述第二电容之间依次反向串联4个PIN 二极管。
[0018]4个PIN 二极管的设计，使得可变增益衰减调节精度和灵活度达到最优。
[0019]作为一种举例，所述可变衰减模块包括一个本振信号输入端、一个本振信号输出端、依次串联在所述本振信号输入端和本振信号输出端之间的第一电容和第二电容，在所述第一电容和所述第二电容之间还依次正向串联至少一个PIN 二极管，在所述第一电容与所述至少一个PIN 二极管之间设有一个第一节点，所述第一节点通过一个第二电感连接所述数模转换模块的输出端，在所述至少一个PIN 二极管和所述第二电容之间设有一个第二节点，所述第二节点通过一个第一电感和一个电阻接地。
[0020]作为一种举例，在所述第一电容和所述第二电容之间依次正向串联4个PIN 二极管。
[0021]作为一种举例，所述可变增益模块是可变增益放大器，所述驱动单元是一个放大器。
[0022]当本振单元输出的本振信号幅度整体偏小时，所述可变增益模块可以采用可变增益放大器，在所述驱动单元也采用放大器的情况下，就降低了对可变增益放大器的可变增益幅度量的需求，使得可变增益模块可控性强，并降低了对频谱分析仪的干扰。
[0023]本发明的另一个目的在于:解决现有技术中混频器单元存在变频损耗和变频失真等技术问题，提供