一種基于射頻直接帶通采樣的實時頻譜儀的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及一種實時頻譜儀，特別涉及一種基于射頻直接帶通采樣的實時頻譜儀，是軟件無線電在電子測量技術(shù)中的一次新的應(yīng)用。
【背景技術(shù)】
[0002]實時頻譜儀的架構(gòu)同矢量信號分析儀基本原理幾乎是一樣的。如圖1所示，射頻信號下變頻到中頻，然后ADC數(shù)字化寬帶IF信號，下變頻、濾波和檢測均以數(shù)字方式進(jìn)行。時域到頻域轉(zhuǎn)換使用FFT算法完成。其中關(guān)鍵的區(qū)別就在于實時頻譜儀中增加了實時FFT專門的硬件設(shè)備，這個設(shè)備提供實時FFT處理和頻域模板觸發(fā)功能。其處理能力遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于軟件FFT處理，能夠?qū)崟r地處理采集到的數(shù)據(jù)。
[0003]軟件無線電的基本結(jié)構(gòu)，由于A/D、D/A是整個SDR的核心，我們對應(yīng)三種采樣方式將其結(jié)構(gòu)分為:射頻全寬開低通采樣、寬帶中頻帶通采樣和射頻直接帶通采樣三種軟件無線電結(jié)構(gòu)，見圖2A、圖2B、圖2C。圖2C射頻直接帶通采樣軟件無線電結(jié)構(gòu)框圖。
[0004]現(xiàn)在對于射頻直接帶通采樣結(jié)構(gòu)的研宄已經(jīng)很多，而且在很多方面已經(jīng)開始了工程的應(yīng)用，但是實時頻譜儀還停留在寬帶中頻帶通采樣結(jié)構(gòu)上，有必要也有需要在實時頻譜儀上推廣射頻直接帶通采樣結(jié)構(gòu)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]為克服上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，本實用新型的目的是提供一種基于射頻直接帶通采樣的實時頻譜儀，結(jié)合了上述兩種技術(shù)的優(yōu)點，具有結(jié)構(gòu)簡單，模塊化強(qiáng)，成本較低的特點。
[0006]為實現(xiàn)上述目的，本實用新型采用的技術(shù)方案是:一種基于射頻直接帶通采樣的實時頻譜儀，包括有數(shù)控衰減器，數(shù)控衰減器通過電調(diào)帶通濾波器與寬帶放大器相連；寬帶放大器通過抗混疊濾波器與ADC相連；ADC通過FPGA與DSP相連；DSP與微處理器相連；微處理器與顯示器相連。
[0007]射頻信號經(jīng)過數(shù)控衰減器后進(jìn)入電調(diào)帶通濾波器濾波，后面經(jīng)過寬帶放大器和抗混疊濾波器后，信號接入到高速的ADC進(jìn)行采樣，F(xiàn)PGA對ADC采樣數(shù)據(jù)進(jìn)行分析處理和FFT變換，DSP主要負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)傳輸和控制。本技術(shù)方案中省去混頻器和本振，可以實現(xiàn)完全的SDR0
[0008]本實用新型的有益效果是:
[0009]射頻前端完全數(shù)字化，大大簡化了射頻前端的設(shè)計，后續(xù)還可以在不更改硬件的情況下進(jìn)行軟件升級和功能更新，另一方面，射頻部分的壓縮，減少了調(diào)試的難度，產(chǎn)品的報廢率大大減少。
【附圖說明】
[0010]圖1為現(xiàn)有技術(shù)的實時頻譜儀的架構(gòu)原理圖。
[0011]圖2A為現(xiàn)有技術(shù)的射頻全寬開低通采樣原理圖。
[0012]圖2B為現(xiàn)有技術(shù)的寬帶中頻帶通采樣原理圖。
[0013]圖2C為現(xiàn)有技術(shù)的射頻直接帶通采樣三種軟件無線電結(jié)構(gòu)原理圖。
[0014]圖3為本實用新型原理框圖。
【具體實施方式】
[0015]下面結(jié)合附圖對本實用新型的工作原理作進(jìn)一步詳細(xì)說明。
[0016]參見圖3，一種基于射頻直接帶通采樣的實時頻譜儀，包括有數(shù)控衰減器，數(shù)控衰減器通過電調(diào)帶通濾波器與寬帶放大器相連；寬帶放大器通過抗混疊濾波器與ADC相連；ADC通過FPGA與DSP相連；DSP與微處理器相連；微處理器與顯示器相連。
[0017]本實用新型的工作原理是:
[0018]射頻信號經(jīng)過數(shù)控衰減器后進(jìn)入電調(diào)帶通濾波器濾波，電調(diào)帶通濾波器主要負(fù)責(zé)頻段選擇，可根據(jù)實時頻譜儀的要求進(jìn)行調(diào)整；寬帶放大器對射頻信號適度放大后進(jìn)入抗混疊濾波器，抗混疊濾波器主要作用濾除射頻信號的遠(yuǎn)端噪聲，防止在ADC采樣時，遠(yuǎn)端噪聲反折后影響ADC噪底的提高。FPGA主要負(fù)責(zé)對ADC采樣數(shù)據(jù)進(jìn)行分析處理和FFT變換以及trigger門限的觸發(fā)，DSP主要負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)傳輸和與FPGA數(shù)據(jù)的交互和控制。微處理器負(fù)責(zé)上位機(jī)軟件的控制和與DSP數(shù)據(jù)的交互。
【主權(quán)項】
1.一種基于射頻直接帶通采樣的實時頻譜儀，包括有數(shù)控衰減器，其特征在于，數(shù)控衰減器通過電調(diào)帶通濾波器與寬帶放大器相連；寬帶放大器通過抗混疊濾波器與ADC相連；ADC通過FPGA與DSP相連；DSP與微處理器相連；微處理器與顯示器相連。
【專利摘要】一種基于射頻直接帶通采樣的實時頻譜儀，包括有數(shù)控衰減器，數(shù)控衰減器通過電調(diào)帶通濾波器與寬帶放大器相連；寬帶放大器通過抗混疊濾波器與ADC相連；ADC通過FPGA與DSP相連；DSP與微處理器相連；微處理器與顯示器相連；射頻信號經(jīng)過數(shù)控衰減器后進(jìn)入電調(diào)帶通濾波器濾波，后面經(jīng)過寬帶放大器和抗混疊濾波器后，信號接入到高速的ADC進(jìn)行采樣，F(xiàn)PGA對ADC采樣數(shù)據(jù)進(jìn)行分析處理和FFT變換，DSP主要負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)傳輸和控制；具有結(jié)構(gòu)簡單，模塊化強(qiáng)，成本較低的特點。
【IPC分類】G01R23-167
【公開號】CN204347132
【申請?zhí)枴緾N201520015133
【發(fā)明人】李永軍, 高偉
【申請人】西安法拉第電子科技有限公司
【公開日】2015年5月20日
【申請日】2015年1月11日