CN109459614B - 一种频谱分析仪及其搜索信号的方法 - Google Patents

Abstract

一种频谱分析仪及其搜索信号的方法，该频谱分析仪包括衰减模块、振荡器、混频模块、ADC模块、主控模块和显示模块，振荡器在主控模块的控制下产生扫频信号，以扫描测量范围内的整个信号频段；主控模块配置衰减模块的初始衰减度为最小衰减度，且以频谱分析仪的最大RBW为初始值对ADC模块输出的数字中频信号进行检测，判断频谱分析仪是否发生功率溢出，在未发生功率溢出时记录检测到的信号并减小RBW，重新扫描并进行检测，且记录检测到的信号，直到RBW调至最小；在发生功率溢出时增大衰减度并重新扫描，直到不再发生功率溢出。能够在分辨率带宽和衰减度允许的情况下检测测量范围内的所有信号，实现信号的多频点搜索，从而能够满足复杂应用场景的需求。

Description

一种频谱分析仪及其搜索信号的方法

技术领域

本发明涉及频谱分析仪技术领域，具体涉及一种频谱分析仪及其搜索信号的方法。

背景技术

频谱分析仪是研究电信号频谱结构的仪器，能够在频域里显示输入信号的频谱特性，可用于对放大器、滤波器等电路***的信号失真度、调制度、频率稳定度、谱纯度等信号参数进行测量，是电子产品研发、生产、检验等方面的常用工具，应用十分广泛。

频谱分析仪主要用来对信号进行观测和分析，输入频谱分析仪中的信号有预先知道的，也有预先无法知道的，有的是工程师所需要的信号，有的则是不希望出现的信号，或者是对产品研发产生影响的信号，在实际应用中，可将这些信号统称为未知信号，但无论是这些信号中的哪一类信号，工程师往往需要通过频谱分析仪搜索到该信号，以进一步对其进行分析。目前，使用频谱分析仪搜索未知信号的方法为：频谱分析仪在最大输入衰减情况下进行全扫宽扫描，如果在该过程中检测到信号，则记录该信号的参数，并自动设置为最佳的参数显示状态，然后结束流程；若在该过程中未检测到信号，则逐渐减小衰减器，直到其衰减度达到最小，在衰减度减小的过程中，衰减度每减小一次便在当前衰减度下进行全扫宽扫描，如果扫描过程中检测到信号，则记录该信号的参数并自动设置为最佳的参数显示状态；如果直到衰减器的衰减度减小为最小时也未检测到信号，则逐渐调小分辨率带宽(Resolution Bandwidth，RBW)，直到RBW达到最小，在该过程中，RBW每调小一次便在当前RBW下进行全扫宽扫描，如果扫描过程中检测到信号，则记录该信号的参数并自动设置为最佳的参数显示状态，否则认为搜索范围内没有信号并结束流程。

采用目前的方法进行未知信号搜索时，只要搜索到信号便结束流程，其只能搜索到唯一的一个信号，且为功率最大的信号，不能满足复杂应用场景的需求。

发明内容

本申请提供一种频谱分析仪及其搜索信号的方法，以能够进行信号的多频点搜索，得到测量范围内的所有信号，满足复杂应用场景的需求。

根据第一方面，一种实施例中提供一种频谱分析仪，包括衰减模块、振荡器、混频模块、模数转换单元、主控模块和显示模块；

衰减模块用于在主控模块的控制下将输入信号的功率衰减为适配于频谱分析仪的功率；

振荡器用于在主控模块的控制下产生频率改变的扫频信号，以扫描测量范围内的整个信号频段；

混频模块用于将衰减模块衰减后的信号与振荡器产生的扫频信号进行混频，得到中频信号；

模数转换模块用于将混频模块产生的中频信号转换为数字中频信号，并将所述数字中频信号输出给主控模块；

主控模块用于配置衰减模块的初始衰减度为最小衰减度，且以频谱分析仪的最大分辨率带宽为初始值在测量范围内对对所述数字中频信号进行检测，判断频谱分析仪是否发生功率溢出，在未发生功率溢出时记录检测到的信号并减小分辨率带宽，控制振荡器重新扫描测量范围内的整个信号频段，然后重新进行信号检测并记录检测到的信号，直到分辨率带宽调至最小；在发生功率溢出时，主控模块增大衰减模块的衰减度并控制振荡器重新扫描测量范围内的整个信号频段，直到不再发生功率溢出或衰减度调至最大；

显示器用于显示主控模块记录的所有信号。

根据第二方面，一种实施例中提供一种频谱分析仪搜索信号的方法，包括：

将衰减模块的初始衰减度为最小衰减度配置，以频谱分析仪的最大分辨率带宽为初始值，在测量范围内对数字中频信号进行检测，所述数字中频信号为输入信号与扫频信号混频后得到；

判断频谱分析仪是否发生功率溢出；

在未发生功率溢出时，记录检测到的信号并减小分辨率带宽，重新对测量范围内的整个信号频段进行扫描，然后重新进行信号检测并记录检测到的信号，直到分辨率带宽调至最小；

在发生功率溢出时，增大衰减模块的衰减度并重新对测量范围内的整个信号频段进行扫描，直到不再发生功率溢出或衰减度调至最大。

依据上述实施例的频谱分析仪及其搜索信号的方法，频谱分析仪在未发生功率溢出时，减小分辨率带宽并重新进行扫描，重新在测量范围内检测并记录检测到的信号，直到分辨率带宽调至最小；且在发生功率溢出时，增大衰减模块的衰减度并重新进行扫描，直到不再发生功率溢出或衰减度调至最大。由于能够在分辨率带宽和衰减度允许的情况下检测测量范围内的所有信号，实现信号的多频点搜索，从而能够满足复杂应用场景的需求。

附图说明

图1为本发明一种实施例的频谱分析仪的结构示意图；

图2为本发明一种实施例的频谱分析仪搜索信号的方法的流程图；

图3为本发明另一种实施例的频谱分析仪搜索信号的方法的流程图；

图4为本发明另一种实施例的频谱分析仪的结构示意图；

图5为本发明又一种实施例的频谱分析仪搜索信号的方法的流程图。

具体实施方式

下面通过具体实施方式结合附图对本发明作进一步详细说明。在某些情况下，本申请相关的一些操作并没有在说明书中显示或者描述，这是为了避免本申请的核心部分被过多的描述所淹没，而对于本领域技术人员而言，详细描述这些相关操作并不是必要的，他们根据说明书中的描述以及本领域的一般技术知识即可完整了解相关操作。

另外，说明书中所描述的特点、操作或者特征可以以任意适当的方式结合形成各种实施方式。同时，方法描述中的各步骤或者动作也可以按照本领域技术人员所能显而易见的方式进行顺序调换或调整。

本文所称的信号，若无特殊说明，均为要搜索的未知信号。

对于频谱分析仪，其能够接受的输入信号的功率有限，且在衰减器的衰减度最大时，可接受的输入信号的功率达到最大，因此，通常从衰减器的最大衰减度开始扫描，以保护频谱分析仪的安全。也就是说，在同等条件下，衰减器的衰减度越大，频谱分析仪能够接受的输入信号的功率越大，但此时的底噪(即背景噪声)越高，使得能够检测的信号的最小功率边界越大，即能检测的最小信号更大；反之亦成立。

同时，频谱分析仪能够检测的信号的最小功率也有限，在衰减器的衰减度为0且频谱分析仪的分辨率带宽(RBW)最小时，可检测的信号的功率达到最小。即就是，在同等条件下，RBW的值越小，频率分辨率越高，此时的底噪越低，能检测的信号的最小功率边界越小，但信号处理的时间越长；反之亦成立。

另外，对于频谱分析仪而言，在同等条件下，扫描的频域越宽，其扫描时间越长；而扫描的频域越窄，其扫描时间越短。

在本发明实施例中，频谱分析仪以最小衰减度为初始值对输入信号进行衰减，衰减后的信号与振荡器产生的扫频信号混频，得到中频信号；然后以最大分辨率带宽为初始值，在测量范围内对该中频信号进行检测。当频谱分析仪发生功率溢出时，增大衰减模块的衰减度并重新进行扫描，直到不再发生功率溢出或衰减度调至最大；当频谱分析仪未发生功率溢出时记录检测到的信号并减小分辨率带宽，重新进行扫描，然后重新在测量范围内进行信号检测并记录检测到的信号，直到分辨率带宽调至最小。以此得到测量范围内的所有信号，然后显示出这些信号。

实施例一：

本实施例提供了一种频谱分析仪，其结构示意图参见图1，主要包括衰减模块11、振荡器12、混频模块13、模数转换模块14、主控模块15和显示模块16。其中，衰减模块11用于在主控模块15的控制下将输入信号的功率衰减为适配于频谱分析仪的功率；振荡器12用于在主控模块15的控制下产生频率改变的扫频信号，以扫描测量范围内的整个信号频段；混频模块13用于将衰减模块11衰减后的信号与振荡器12产生的扫频信号进行混频，得到中频信号；模数转换模块14用于将混频模块13产生的中频信号转换为数字中频信号，并将该数字中频信号输出给主控模块15；主控模块15用于配置衰减模块11的初始衰减度为最小衰减度，且以频谱分析仪的最大分辨率带宽为初始值，在测量范围内对模数转换模块14输出的数字中频信号进行检测，判断频谱分析仪是否发生功率溢出，在频谱分析仪未发生功率溢出时记录检测到的信号并减小分辨率带宽，控制振荡器12重新扫描测量范围内的整个信号频段，然后重新在测量范围内进行信号检测并记录检测到的信号，直到分辨率带宽调至最小；在频谱分析仪发生功率溢出时，主控模块15还用于增大衰减模块11的衰减度并控制振荡器12重新扫描测量范围内的整个信号频段，直到不再发生功率溢出或衰减度调至最大；显示模块16用于显示主控模块15记录的所有信号。

在实际的应用中，该频谱分析仪还包括告警装置17，该告警装置17用于在频谱分析仪发生功率溢出且衰减器11的衰减度已经调至最大时，发出异常告警信号以提示用户功率过载，该告警装置17比如可以是指示灯、蜂鸣器或是指示灯和蜂鸣器的结合，可以通过指示灯亮、蜂鸣器发出蜂鸣声或是二者的结合来作为异常告警信号，以提示用户频谱分析仪发生功率过载异常。

基于图1所示的频谱分析仪，本实施例提供一种频谱分析仪搜索信号的方法，其流程图参见图2，该方法可以包括如下步骤：

步骤101：配置初始衰减度和分辨率带宽。

主控模块15将衰减模块11的最小衰减度配置为衰减模块11的初始衰减度，将频谱分析仪的最大分辨率带宽配置为频谱分析仪的初始分辨率带宽。

步骤102：启动扫描。

配置好衰减度和分辨率带宽之后，主控模块15控制振荡器12启动扫描，使振荡器12在搜索频率范围内进行扫描，产生频率改变的扫频信号。

步骤103：对数字中频信号进行检测。

输入信号输入频谱分析仪之后，先通过衰减模块11进行衰减，衰减后的信号会与振荡器12产生的扫频信号在混频模块13中进行混频，得到中频信号，再经过模数转换模块14转换为数字中频信号后输入主控模块15。主控模块15对该数字中频信号进行检测，看在搜索幅度范围内是否有信号。其中，搜索频率范围和搜索幅度范围为频谱分析仪的测量范围。

步骤104：判断是否发生功率溢出。

主控模块15同时判断频谱分析仪是否发生功率溢出，若发生功率溢出，则结束频谱分析仪的当次扫描，执行步骤105；若未发生功率溢出，则执行步骤107。

步骤105：判断衰减度是否为最大衰减度。

主控模块15判断衰减模块11当前的衰减度是否为衰减模块11的最大衰减度，若是，结束流程；若否，执行步骤106。

步骤106：增大衰减度。

主控模块15判断频谱分析仪当前的衰减度小于衰减模块11的最大衰减度时，增大频谱分析仪当前的衰减度，然后继续执行步骤102。

步骤107：记录检测到的信号。

主控模块15判断频谱分析仪未发生功率溢出时，记录检测到的有效信号，即记录满足搜索幅度范围的信号。

步骤108：判断分辨率带宽是否为最小分辨率带宽。

主控模块15记录检测到的信号之后，判断频谱分析仪当前的分辨率带宽是否为最小分辨率带宽，若否，则执行步骤109；若是，则此时得到测量范围内的所有信号，执行步骤110。

步骤109：减小分辨率带宽。

主控模块15判断频谱分析仪当前的分辨率带宽不是最小分辨率带宽时，减小分辨率带宽，继续执行步骤102。

步骤110：显示信号。

主控模块15将测量范围内的所有信号发送给显示模块16进行显示。

本实施例提供的频谱分析仪及其搜索信号的方法，能够在分辨率带宽和衰减度允许的情况下检测测量范围内的所有信号，实现信号的多频点搜索，以能够满足复杂应用场景的需求。

实施例二：

对于输入频谱分析仪的输入信号，用户有时只关心信号本身，有时则只关心其中的干扰信号，而且可以估计出干扰信号的数量不会超过某个值，这样，用户可据此预估出信号的数量，以此作为预设信号数量。

本实施例在实施例一的基础上，为频谱分析仪配置预设信号数量N(N为大于等于1的整数)，以使频谱分析仪在测量范围内搜索出N个信号。

具体的，主控模块15还用于接收用户设置的预设信号数量N，主控模块15在判断频谱分析仪未发生功率溢出时，判断检测到的信号的数量是否小于N，当检测到的信号的数量小于N时记录检测到的信号并减小分辨率带宽，然后重新进行检测并记录检测到的信号，直到检测到N个信号或分辨率带宽调至最小。

基于此，本实施例提供另一种频谱分析仪搜索信号的方法，其流程图参见图3，该方法可以包括如下步骤：

步骤201：获取预设信号数量。

用户可预先估算信号的数量，将该预估值作为预设信号数量N，或者是根据需求直接设置预设信号数量N；主控模块15获取用户设置的预设信号数量N。

步骤202：配置初始衰减度和分辨率带宽。

对于所使用的频谱分析仪，记其可使用的最大RBW为max_rbw，该值为频谱分析仪提供的可配置的固有值，记其最小衰减度(即衰减模块11的最小衰减度)为min_Att，且min_Att＝0。频谱分析仪的主控模块15将min_Att＝0配置给衰减模块11，且设置频谱分析仪当前的分辨率带宽cur_Rbw为max_rbw。即就是cur_Rbw＝max_rbw，当前的衰减度cur_Att为cur_Att＝min_Att＝0。

步骤203：启动扫描。

频谱分析仪的测量范围包括搜索幅度范围(min_Pow至max_Pow)和搜索频率范围(min_Freq至max_Freq)，min_Pow为最小搜索幅度，max_Pow为最大搜索幅度，min_Freq为最小搜索频率，max_Freq为最大搜索频率。该测量范围可以由用户根据具体的应用场景来进行预估确定，若用户未作预估，则该测量范围为所用频谱分析仪固有的有效测量范围。

配置好衰减度和分辨率带宽之后，主控模块15控制振荡器12启动扫描，使振荡器12在搜索频率范围内进行扫描，产生频率改变的扫频信号。

步骤204：对数字中频信号进行检测。

主控模块15对数字中频信号进行检测的具体过程可参见步骤103。

步骤205：判断是否发生功率溢出。

主控模块15同时判断频谱分析仪是否发生功率溢出，在发生功率溢出时，执行步骤206～步骤208；在未发生功率溢出时，执行步骤209及其之后的步骤。

步骤206：判断衰减度是否小于最大衰减度。

主控模块15在判断出频谱分析仪发生功率溢出时，判断频谱分析仪当前的衰减度(即衰减模块11当前的衰减度)是否小于衰减模块11的最大衰减度，在当前的衰减度cur_Att小于该最大衰减度时执行步骤207，否则执行步骤208。其中，频谱分析仪可使用的最大衰减度为频谱分析仪提供的可设置的固有值，可以记为max_Att。

步骤207：增大衰减度。

主控模块15判断出cur_Att小于max_Att时，增大cur_Att，以增大后的衰减度作为频谱分析仪当前的衰减度cur_Att，且保持cur_Rbw不变，重新执行步骤203及其之后的步骤。在一种实施例中，主控模块15可以通过二分法来增大cur_Att，具体为：求取(cur_Att+max_Att)/2的值或取其近似值，然后将cur_Att切换为该值或该近似值。

步骤208：异常告警。

主控模块15判断出cur_Att大于或等于max_Att时，控制告警装置17发出异常告警信号以提示用户功率过载。

步骤209：判断检测到的信号的数量是否小于预设信号数量。

主控模块15在判断频谱分析仪未发生功率溢出时，判断检测到的信号的数量是否小于N，若小于，则执行步骤210至步骤211；否则执行步骤212。

步骤210：判断分辨率带宽是否大于最小分辨率带宽。

主控模块15在判断出检测到的信号的数量小于N时，判断当前的分辨率带宽cur_Rbw是否大于频谱分析仪的最小分辨率带宽min_rbw，若大于，则执行步骤211，否则执行步骤212。其中，min_rbw为频谱分析仪固有的特性，可以根据最小搜索幅度min_Pow确定出，具体的，频谱分析仪一般要求底噪小于min_Pow，以此可确定出底噪，然后根据该底噪查找到对应的RBW作为min_rbw。

步骤211：减小分辨率带宽。

主控模块15在判断出cur_Rbw大于min_rbw时，减小cur_Rbw，以减小后的分辨率带宽作为频谱分析仪当前的分辨率带宽cur_Rbw，且保持cur_Att不变，重新从步骤203开始执行。在一种实施例中，主控模块15可以通过二分法来减小cur_Rbw，具体为：求取(cur_Rbw+min_rbw)/2的值或取其近似值，然后将cur_Rbw切换为该值或该近似值。

步骤212：显示信号。

主控模块15在判断出检测到的信号的数量大于或等于N时停止检测，此时记录的所有信号即为预设数量的信号，也就是频谱分析仪在测量范围内搜索到的预设数量的信号；或者，主控模块15在判断出cur_Rbw小于或者等于min_rbw时停止检测，此时记录的所有信号即为频谱分析仪在测量范围内搜索到的信号。此时，主控模块15将搜索到的这些信号发送给显示模块16进行显示。

本实施例提供的频谱分析仪及其搜索信号的方法，可以由用户根据具体的应用场景来预估未知信号的数量，通过设置预设信号数量N，能够在分辨率带宽和衰减度允许的情况下，从搜索频率范围内搜索到满足搜索幅度范围的N个信号，并将这N个信号都显示出来，实现了信号的多点搜索，满足了用户需要对多个信号同时进行评估的需求。

实施例三：

在实际应用中，对于待搜索信号，一般可以进行预估，例如，低于信号某一分贝的干扰对于***来说一般没有实际影响，或者待搜索信号的功率一般不可能高于某个值，因为频谱分析仪的输入端已做了保护；而且，信号都是有源的，通常都可以根据应用场景预估出信号或者干扰出现的频段。基于此，在进行信号预估时，可以预估信号的搜索幅度范围和搜索频率范围，得到预设的搜索幅度范围和预设的搜索频率范围，即得到预设测量范围，并以此作为频谱分析仪的测量范围。

在实施例一或实施例二的基础上，频谱分析仪能够在预设测量范围内进行信号的搜索，具体的，主控模块15获取用户设置的预设测量范围，即获取预设的搜索幅度范围和预设的搜索频率范围，然后，主控模块15控制振荡器12在预设的搜索频率范围内进行扫描，产生频率改变的扫频信号，并将该扫频信号输入到混频模块13；主控模块15接收到模数转换模块14输出的数字中频信号时，对该数字中频信号进行检测，搜索出满足预设的搜索幅度范围的所有信号，或者是搜索出N个满足预设的搜索幅度范围的信号，该N为预设信号数量。

基于此，在执行步骤101或步骤201之前，频谱分析仪先执行获取预设测量范围的步骤，具体为：

用户可根据具体的应用场景对信号进行预估，得到其搜索幅度范围(min_Pow至max_Pow)和搜索频率范围(min_Freq至max_Freq)，即得到预设的搜索幅度范围和预设的搜索频率范围，并以此作为预设测量范围对频谱分析仪进行设置，此时，频谱分析仪的主控模块15接收用户设置的预设测量范围，将用户设定的预设测量范围确定为最终的测量范围。

实际应用中，若用户未进行预估，主控模块15则将所用频谱分析仪固有的有效测量范围确定为最终的测量范围。

本实施例提供的频谱分析仪及其搜索信号的方法，频谱分析仪能够获取用户设置的搜索幅度范围和搜索频率范围，以限定频谱分析仪仅在该搜索幅度范围和搜索频率范围内搜索信号，从而能够极大地节约频谱分析仪在无效区域内搜索浪费的时间，有效减小了搜索时长，加快了搜索有用信号的效率。

实施例四：

基于实施例一、二或三的频谱分析仪，本实施例提供另一种频谱分析仪，其结构示意图参见图4，与实施例一、二或三不同的是，本实施例提供的频谱分析仪还包括频率计数模块18，该频率计数模块18用于对主控模块15检测到的所有信号逐一进行频率计数，得到频率计数后的信号列表。这时，主控模块15还用于获取该信号列表中信号的最大幅度、最大频率和最小频率，然后以该最大幅度作为参考幅度且以该最大频率和最小频率作为参考频率确定出信号的波形显示参数；显示模块16则用于根据主控模块15确定出的波形显示参数显示信号列表中的信号。

基于图4所示的频谱分析仪，本实施例提供又一种频谱分析仪搜索信号的方法，其流程图参见图5，该方法可以包括如下步骤：

步骤301：获取预设测量范围和预设信号数量。

用户可根据具体的应用场景对信号进行预估，得到预设的搜索幅度范围和预设的搜索频率范围，并以此作为预设测量范围对频谱分析仪进行设置；同时，用户可以估算信号的数量，或者根据需求直接设置预设信号数量N。频谱分析仪的主控模块15获取用户设置的预设测量范围和预设信号数量。

步骤302：确定分辨率带宽和衰减度的范围。

主控模块15根据频谱分析仪的参数及获取到的预设测量范围，确定出频谱分析仪的最大分辨率带宽max_rbw和最大衰减度max_Att，并将最小分辨率带宽min_rbw和最小衰减度min_Att分别记为0，得到分辨率带宽和衰减度所允许的范围。

步骤303：配置初始衰减度和分辨率带宽。

步骤304：启动扫描。

步骤305：对数字中频信号进行检测。

步骤306：判断是否发生功率溢出。

主控模块15判断频谱分析仪是否发生功率溢出，在发生功率溢出时，执行步骤307至步骤309；在频谱分析仪未发生功率溢出时，执行步骤310及其之后的步骤。

步骤307：判断衰减度是否小于最大衰减度。

主控模块15在判断当前的衰减度cur_Att小于最大衰减度时执行步骤308，否则执行步骤309。

步骤308：增大衰减度。

步骤309：异常告警。

步骤310：判断检测到的信号的数量是否小于预设信号数量。

主控模块15在判断频谱分析仪未发生功率溢出时，判断检测到的信号的数量是否小于N，若小于，则执行步骤311，否则直接执行步骤313至步骤315。

步骤311：判断分辨率带宽是否大于最小分辨率带宽。

主控模块15判断当前的分辨率带宽cur_Rbw是否大于频谱分析仪的最小分辨率带宽min_rbw，若大于，则执行步骤312，否则执行步骤313至步骤315。

步骤312：减小分辨率带宽。

上述步骤303～步骤312的具体过程可参见实施例二中相同步骤的过程。

步骤313：频率计数。

主控模块15在判断出检测到的信号的数量是大于或等于N时，频谱分析仪停止扫描，认为已经在预设测量范围内搜索到了预设信号数量的信号；或者，主控模块15在判断出cur_Rbw小于或者等于min_rbw时，频谱分析仪停止扫描，此时记录的所有信号即为频谱分析仪预设测量范围内的所有信号，也就是频谱分析仪在该预设测量范围内搜索到的信号。这时，频率计数模块18对检测到的所有信号逐一进行频率计数，得到频率计数后的信号列表。其中，这些检测到的所有信号或预设信号数量的信号即为满足预设的搜索幅度范围(min_Pow至max_Pow)的信号。

对于搜索到的这些信号中的每一个信号，在执行频率计数时，对其做零扫宽，记其频率为f_peak，记该信号的真实频率为f_true。由于f_peak与f_true一般不相等，那么两者混频之后的信号f_mixer便是一个频率为(f_peak-f_true)的单音信号(即正弦信号)。频率计数模块18可以计算出f_mixer在相邻采样点(记信号f_mixer的采样周期为Ts)的两个相位值θ(n)和θ(n-1)，比如采用CORDIC算法(坐标旋转数字计算方法)进行计算。而在数字域中，相位与频率的关系为差分关系，该关系可表示为：f_mixer＝(θ(n)-θ(n-1))/(2*π*Ts)，当得到f_mixer的大小时，f_true的值就为f_true＝f_peak-f_mixer，相当于通过频率搬迁对信号频率进行了补偿，这样就得到了信号的准确频率。如此，极大地提高了信号的频率精度。

步骤314：确定信号的波形显示参数。

频率计数模块18在对搜索到的信号逐一进行频率计数，得到频率计数后的信号列表之后，主控模块15获取该信号列表中信号的最大幅度、最大频率和最小频率，然后以该最大幅度作为参考幅度，且以该最大频率和最小频率作为参考频率，确定出信号的波形显示参数。

具体的，若该信号列表中只有一个信号，则将该信号的频率确定为波形显示时的中心频率；若该信号列表中有多个信号，则以大于最小频率且小于最大频率为波形显示时的频率扫描范围。

步骤315：显示信号。

主控模块15确定出波形显示参数之后，将该波形显示参数发送给显示模块16，使显示模块16根据该波形显示参数显示信号列表中的信号。

具体的，显示模块16根据主控模块15确定出的中心频率或频率扫描范围，对信号列表中的信号进行扫描，在每个信号所在的位置进行mark标记，可以是对其峰值位置进行标记，并以数字列表的形式表现其频率和幅度，例如，得到的数字列表可以如表1所示：

表1

信号标记	频率	幅度
			1	750.6267MHz	-84.13dBm
2	747.9866MHz	-84.38dBm
			3	752.2667MHz	-84.96dBm
4	754.1066MHz	-85.64dBm
			5	747.8800MHz	-86.12dBm

本实施例提供的频谱分析仪及其搜索信号的方法，在搜索到预设测量范围内的所有信号或预设数量的信号后，能够对这些搜索到的信号逐一进行频率计数，通过频率计数可在信号附近的频点进行一个零扫宽周期，从而获得该信号的精确频点，极大地提高了搜索到的信号的频率精度。与原有方案相比，本实施例的方案可以在用户所关心的区域内迅速的搜索到数量更多、精度更高的信号，能够满足复杂应用场景的需求，具有更高的实用价值。

实施例五：

基于上述实施例一至四中任一实施例，主控模块15在执行增大衰减度或在执行减小分辨率带宽的步骤时，可以采用二分法的方法进行。即就是，主控模块15可以通过二分法来减小频谱分析仪当前的分辨率带宽，同样的，也可以通过二分法来增大衰减模块11当前的衰减度。具体的，在一种实施例中，主控模块15具体用于在频谱分析仪未发生功率溢出且检测到的信号的数量小于预设信号数量时，判断当前的分辨率带宽是否大于频谱分析仪的最小分辨率带宽，在当前的分辨率带宽大于该最小分辨率带宽时，根据二分法减小当前的分辨率带宽，保持当前的衰减度不变，以减小后的分辨率带宽作为频谱分析仪当前的分辨率带宽，对模数转换模块14输出的数字中频信号进行检测，且继续记录检测到的信号。同样的，主控模块15还具体用于在频谱分析仪发生功率溢出时，判断当前的衰减度是否小于衰减模块11的最大衰减度，在当前的衰减度小于该最大衰减度时，根据二分法增大衰减模块11当前的衰减度，并根据当前的分辨率带宽对模数转换模块14输出的数字中频信号进行检测，且继续记录检测到的信号。

实际应用中，主控模块15可以根据预设测量范围或频谱分析仪的固有测量范围，先分别利用二分法计算出增大衰减度和减小分辨率带宽时的每一个调节档位，即得到调节顺序表，以数组的形式存放，可以将增大衰减度时的顺序表记为table_Att，将减小分辨率带宽时的顺序表记为table_Rbw。在增大衰减度(执行步骤106、207或308)时，若当前的衰减度cur_Att为table_Att中的第n个值(即cur_Att＝table_Att[n])，则按照table_Att存储的顺序调节衰减器，将其第n+1个值赋给cur_Att，即增大后的衰减度为cur_Att＝table_Att[n+1]。同样的，在减小分辨率带宽(执行步骤109、211或312)时，若当前的分辨率带宽cur_Rbw为table_Rbw中的第n个值(即cur_Rbw＝table_Rbw[n])，则按照table_Rbw存储的顺序调节分辨率带宽，将其第n+1个值赋给cur_Rbw，即减小后的分辨率带宽为cur_Rbw＝table_Rbw[n+1]。其中，table_Rbw中按分辨率带宽从大到小的顺序存储，table_Att中按衰减度从小到大的顺序存储。

本实施例提供的频谱分析仪及其搜索信号的方法，在减小分辨率带宽或增大衰减度时，可以采用二分法的方法来实现，从而可以显著减少搜索信号的次数，进一步减少了搜索信号的时长。

本领域技术人员可以理解，上述实施方式中各种方法的全部或部分功能可以通过硬件的方式实现，也可以通过计算机程序的方式实现。当上述实施方式中全部或部分功能通过计算机程序的方式实现时，该程序可以存储于一计算机可读存储介质中，存储介质可以包括：只读存储器、随机存储器、磁盘、光盘、硬盘等，通过计算机执行该程序以实现上述功能。例如，将程序存储在设备的存储器中，当通过处理器执行存储器中程序，即可实现上述全部或部分功能。另外，当上述实施方式中全部或部分功能通过计算机程序的方式实现时，该程序也可以存储在服务器、另一计算机、磁盘、光盘、闪存盘或移动硬盘等存储介质中，通过下载或复制保存到本地设备的存储器中，或对本地设备的***进行版本更新，当通过处理器执行存储器中的程序时，即可实现上述实施方式中全部或部分功能。

以上应用了具体个例对本发明进行阐述，只是用于帮助理解本发明，并不用以限制本发明。对于本发明所属技术领域的技术人员，依据本发明的思想，还可以做出若干简单推演、变形或替换。

Claims (10)

1.一种频谱分析仪，其特征在于，包括衰减模块、振荡器、混频模块、模数转换模块、主控模块和显示模块；

衰减模块用于在主控模块的控制下将输入信号的功率衰减为适配于频谱分析仪的功率；

振荡器用于在主控模块的控制下产生频率改变的扫频信号，以扫描测量范围内的整个信号频段；

混频模块用于将衰减模块衰减后的信号与振荡器产生的扫频信号进行混频，得到中频信号；

模数转换模块用于将混频模块产生的中频信号转换为数字中频信号，并将所述数字中频信号输出给主控模块；

主控模块用于配置衰减模块的初始衰减度为最小衰减度，且以频谱分析仪的最大分辨率带宽为初始值，在测量范围内对所述数字中频信号进行检测，判断频谱分析仪是否发生功率溢出，在未发生功率溢出时记录检测到的信号并减小分辨率带宽，控制振荡器重新扫描测量范围内的整个信号频段，然后重新进行信号检测并记录检测到的信号，直到分辨率带宽调至最小；在发生功率溢出时，主控模块增大衰减模块的衰减度并控制振荡器重新扫描测量范围内的整个信号频段，直到不再发生功率溢出或衰减度调至最大；

显示模块用于显示主控模块记录的所有信号。

2.如权利要求1所述的频谱分析仪，其特征在于，所述主控模块还用于接收用户设置的预设信号数量，所述主控模块在判断频谱分析仪未发生功率溢出时，判断检测到的信号的数量是否小于所述预设信号数量，当检测到的信号的数量小于所述预设信号数量时记录检测到的信号并减小分辨率带宽，控制振荡器重新扫描测量范围内的整个信号频段，然后重新进行信号检测并记录检测到的信号，直到检测到预设信号数量的信号或分辨率带宽调至最小。

3.如权利要求2所述的频谱分析仪，其特征在于，所述主控模块具体用于在频谱分析仪未发生功率溢出且检测到的信号的数量小于预设信号数量时，判断当前的分辨率带宽是否大于频谱分析仪的最小分辨率带宽，在当前的分辨率带宽大于所述最小分辨率带宽时，根据二分法减小当前的分辨率带宽，并控制振荡器重新扫描测量范围内的整个信号频段，然后根据减小后的分辨率带宽对模数转换模块输出的数字中频信号进行检测并继续记录检测到的信号。

4.如权利要求1所述的频谱分析仪，其特征在于，所述主控模块具体用于在频谱分析仪发生功率溢出时，判断衰减模块当前的衰减度是否小于衰减模块的最大衰减度，在衰减模块当前的衰减度小于所述最大衰减度时，根据二分法增大衰减模块当前的衰减度，并控制振荡器重新扫描测量范围内的整个信号频段，然后根据当前的分辨率带宽对模数转换模块输出的数字中频信号进行检测并继续记录检测到的信号。

5.如权利要求1至4中任一项所述的频谱分析仪，其特征在于，所述频谱分析仪还包括频率计数模块；

所述频率计数模块用于对主控模块记录的所有信号逐一进行频率计数，得到频率计数后的信号列表；

所述主控模块还用于获取所述信号列表中信号的最大幅度、最大频率和最小频率，以所述最大幅度作为参考幅度且以所述最大频率和所述最小频率作为参考频率确定出信号的波形显示参数；

所述显示模块具体用于根据所述波形显示参数显示所述信号列表中的信号。

6.如权利要求1所述的频谱分析仪，其特征在于，所述测量范围为用户设定的预设测量范围，或为频谱分析仪的固有测量范围；所述测量范围包括搜索幅度范围和搜索频率范围。

7.一种频谱分析仪搜索信号的方法，其特征在于，包括：

配置衰减模块的初始衰减度为最小衰减度，以频谱分析仪的最大分辨率带宽为初始值，在测量范围内对数字中频信号进行检测，所述数字中频信号为输入信号与扫频信号混频后得到；

判断频谱分析仪是否发生功率溢出；

在未发生功率溢出时，记录检测到的信号并减小分辨率带宽，重新对测量范围内的整个信号频段进行扫描，然后重新进行信号检测并记录检测到的信号，直到分辨率带宽调至最小；

在发生功率溢出时，增大衰减模块的衰减度并重新对测量范围内的整个信号频段进行扫描，直到不再发生功率溢出或衰减度调至最大。

8.如权利要求7所述的方法，其特征在于，在判断频谱分析仪未发生功率溢出之后，所述方法还包括：

判断检测到的信号的数量是否小于预设信号数量；

当检测到的信号的数量小于所述预设信号数量时，记录检测到的信号并减小分辨率带宽，重新对测量范围内的整个信号频段进行扫描，然后重新进行信号检测并记录检测到的信号，直到检测到预设信号数量的信号或分辨率带宽调至最小。

9.如权利要求7所述的方法，其特征在于，所述减小分辨率带宽为根据二分法减小当前的分辨率带宽；

所述增大衰减模块的衰减度为根据二分法增大衰减模块当前的衰减度。

10.如权利要求7至9中任一项所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

对检测到的所有信号逐一进行频率计数，得到频率计数后的信号列表；

获取所述信号列表中信号的最大幅度、最大频率和最小频率，以所述最大幅度作为参考幅度且以所述最大频率和所述最小频率作为参考频率确定出信号的波形显示参数；

根据所述波形显示参数显示所述信号列表中的信号。

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