CN210780728U - 一种频谱联合调谐本振电路 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种频谱联合调谐本振电路，一种频谱联合调谐本振电路，包括：第一本振锁电路，包括：第一单芯片锁相环、本振驱动放大器、有源环路滤波器、VCO和定向耦合器；所述第一单芯片锁相环通过隔直电容C172和隔直电容C173电连接VCO，且VCO输出端通过隔直电容C174加载于定向耦合器的输出端；所述本振驱动放大器的输出端电连接有源环路滤波器，本实用新型通过FPGA控制跟踪源电路对第一本振电路、第二本振电路、第三本振电路的扫频进行跟踪，并及时转换扫频电路跳过对校准基点40MHZ的鉴相频率及其整数倍数值的扫频，有效的避免了有效的规避了电路中的小数边界杂散。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种测量技术领域，具体为一种频谱联合调谐本振电路。
背景技术
频谱仪用处广泛，是对无线电信号进行测量不可或缺的设备，可以用于测量信号的失真度、信号的稳定度等；频谱仪中的本振电路在设计时，根据实际需求往往需要将鉴相频率设为40MHz作为基点进行校准，当锁定到40MBz的整数倍频率附近时，就会产生整数边界杂散；另一种情况将鉴相频率设为40MHz的整数倍，虽然减小产生杂散幅度，但整数边界附近的一些频点，也会产生杂散，例如锁定6000.01MHz,则会在主信号两边0.01MHz偏移出产生杂散，且幅度只有-50多dB，在整机上表现为边带杂散；
另一方面，目前频谱技术无法跳过基准点频率及其整数倍数值进行扫频，且在本振电路设计时，没有进行很好的滤波设计，使得额外的不同波段的干扰信号加载进电路中，表现为不同幅度的波动干扰信号，现有技术已经不能满足现阶段人们的需求，基于现状，急需对现有技术进行改革。
实用新型内容
本实用新型的目的在于提供一种频谱联合调谐本振电路，以解决上述背景技术中提出的问题。
本实用新型提供如下技术方案一种频谱联合调谐本振电路，包括：
第一本振锁电路，包括：第一单芯片锁相环、本振驱动放大器、有源环路滤波器、4～8GHz的VCO(振荡器)和定向耦合器；
优选的，所述第一单芯片锁相环的CP引脚输出端电连接本振驱动放大器的负极输入端，且本振驱动放大器的供电端电连接滤波电路，该滤波电路用于防止本振驱动放大器在供电时外部加载有干扰信号；
优选的，所述第一单芯片锁相环的VCOOIP引脚通过隔直电容C172和隔直电容C173电连接VCO，且VCO输出端通过隔直电容C174加载于定向耦合器的输出端；
优选的，所述本振驱动放大器的输出端电连接有源环路滤波器，其中，该有源环路滤波器包括：由电容C94并联连接电感L19组成的初级滤波电路、由电阻R65并联连接电容C416组成的RC滤波电路、电感L7并联连接电容C418组成的LC滤波电路，且RC滤波电路与LC滤波电路分别并联连接隔直电容C177和隔直电容C415；RC滤波电路和LC滤波电路用于低通滤波，隔直电容C177和隔直电容C415用于滤除直流电流；
优选的，所述本振驱动放大器给第一混频器提供需要的足够的本振功率，定向耦合器耦合出1路信号给跟踪源电路使用，实现扫频时的频率跟踪功能，提供第一本振信号；
第二本振电路，包括：第二单芯片锁相环、本振带通滤波器、本振驱动放大器；
优选的，所述本振驱动放大器包括第一驱动放大器和第二驱动放大器，所述第一驱动放大器通过隔直电容C226电连接第二驱动放大器，且第一驱动放大器与第二驱动放大器的同向输出端均通过相同的电源滤波电路加载供电电源，该滤波电路由LC滤波电路并联连接RC滤波电路再串联连接滤波电感组成，且第一驱动放大器与第二驱动放大器通过同一声表面滤波器电连接供电电源；
第二单芯片锁相环频率输出为3310MHz,为其内部VCO的倍频提供输出；
由于3310MHz为VCO的倍频输出，本振带通滤波器滤除存在的1/2，3/2次等不需要的谐波；本振驱动放大器给第二混频器足够的本振功率。
第三本振电路，包括：第三单芯片锁相环、驱动放大器和带通滤波电路；
优选的，所述带通滤波电路的输入端和输出端分别设有隔直电容C487和隔直电容C490，且带通滤波电路还包括：由电感L63并联连接电容C492、电容C493组成的初级LC滤波电路、由电感L64并联连接电容C494、电容C495组成的次级LC滤波电路、由电感L65并联连接电容C496组成的第三级LC滤波电路，且初级LC滤波电路和次级LC滤波电路中分别串联连接有隔直电容C488和隔直电容C489；
第三本振电路频率输出为800MHz,为内部VCO提供输出，且通过带通滤波电路中初级LC滤波电路和次级LC滤波电路和第三级LC滤波电路有效的滤除高频信号，通过隔直电容C487、C488、C489、C490滤除直流信号；
跟踪源电路，包括：驱动放大电路、跟踪源混频器、低通滤波器和输出放大电路；
优选的，所述驱动放大电路包括射频放大器和带宽放大器，且射频放大器和带宽放大器的同向输出端均通过声表面滤波器串联连接LC电路组成的滤波电路加载供电电源，且带宽放大器输出端通过隔直电容C241电连接跟踪源混频器的输入端，且跟踪源混频器输出端电连接校准控制器；
FPGA，通过控制引脚分别电连接第一本振电路、第二本振电路、第三本振电路的输入端，给第一本振电路、第二本振电路、第三本振电路提供40MHZ的鉴相频率作为校准基点。
有益之处：一方面，本实用新型通过FPGA控制跟踪源电路对第一本振电路、第二本振电路、第三本振电路的扫频进行跟踪，并及时转换扫频电路跳过对校准基点40MHZ的鉴相频率及其整数倍数值的扫频，有效的避免了有效的规避了电路中的小数边界杂散；
另一方面，本实用新型在对第一本振电路、第二本振电路、第三本振电路设计时，均加载有滤波电路，对直流信号和干扰信号进行有效的抑制，避免在扫频时，有额外的干扰信号加载进来形成不同幅度频率的波动干扰信号。
附图说明
图1为本实用新型第一本振电路结构框图；
图2为本实用新型第一本振电路的有源环路滤波器电路图；
图3为本实用新型第二本振电路的本振驱动放大器电路图；
图4为本实用新型第三本振电路的带通滤波电路图；
图5为本实用新型跟踪源电路的驱动放大电路图；
图6(a)为本实用新型联合调谐前主信号的频段示意图；
图6(b)为本实用新型联合调谐后主信号的频段示意图；
图7为本实用新型整体结构框图。
具体实施方式
下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
本实用新型提供如下技术方案一种频谱联合调谐本振电路，包括：
参考图1第一本振锁电路，包括：第一单芯片锁相环、本振驱动放大器、有源环路滤波器、4～8GHz的VCO(振荡器)和定向耦合器；
所述第一单芯片锁相环的CP引脚输出端电连接本振驱动放大器的负极输入端，且本振驱动放大器的供电端电连接滤波电路，该滤波电路用于防止本振驱动放大器在供电时外部加载有干扰信号；所述第一单芯片锁相环的VCOOIP引脚通过隔直电容C172和隔直电容C173电连接VCO，且VCO输出端通过隔直电容C174加载于定向耦合器的输出端；
参考图2，所述本振驱动放大器的输出端电连接有源环路滤波器，其中，该有源环路滤波器包括：由电容C94并联连接电感L19组成的初级滤波电路、由电阻R65并联连接电容C416组成的RC滤波电路、电感L7并联连接电容C418组成的LC滤波电路，且RC滤波电路与LC滤波电路分别并联连接隔直电容C177和隔直电容C415；RC滤波电路和LC滤波电路用于低通滤波，隔直电容C177和隔直电容C415用于滤除直流电流；所述本振驱动放大器给第一混频器提供需要的足够的本振功率，定向耦合器耦合出1路信号给跟踪源电路使用，实现扫频时的频率跟踪功能，提供第一本振信号。
参考图3，所述第二本振电路，包括：第二单芯片锁相环、本振带通滤波器、本振驱动放大器；
所述本振驱动放大器包括第一驱动放大器和第二驱动放大器，所述第一驱动放大器通过隔直电容C226电连接第二驱动放大器，且第一驱动放大器与第二驱动放大器的同向输出端均通过相同的电源滤波电路加载供电电源，该滤波电路由LC滤波电路并联连接RC滤波电路再串联连接滤波电感组成，且第一驱动放大器与第二驱动放大器通过同一声表面滤波器电连接供电电源；第二单芯片锁相环频率输出为3310MHz,为其内部VCO的倍频提供输出；由于3310MHz为VCO的倍频输出，本振带通滤波器滤除存在的1/2，3/2次等不需要的谐波；本振驱动放大器给第二混频器足够的本振功率。
参考图4，第三本振电路，包括：第三单芯片锁相环、驱动放大器和带通滤波电路；
所述带通滤波电路的输入端和输出端分别设有隔直电容C487和隔直电容C490，且带通滤波电路还包括：由电感L63并联连接电容C492、电容C493组成的初级LC滤波电路、由电感L64并联连接电容C494、电容C495组成的次级LC滤波电路、由电感L65并联连接电容C496组成的第三级LC滤波电路，且初级LC滤波电路和次级LC滤波电路中分别串联连接有隔直电容C488和隔直电容C489；
第三本振电路频率输出为800MHz,为内部VCO提供输出，且通过带通滤波电路中初级LC滤波电路和次级LC滤波电路和第三级LC滤波电路有效的滤除高频信号，通过隔直电容C487、C488、C489、C490滤除直流信号；
参考图5，跟踪源电路，包括：驱动放大电路、跟踪源混频器、低通滤波器和输出放大电路；
优选的，所述驱动放大电路包括射频放大器和带宽放大器，且射频放大器和带宽放大器的同向输出端均通过声表面滤波器串联连接LC电路组成的滤波电路加载供电电源，且带宽放大器输出端通过隔直电容C241电连接跟踪源混频器的输入端，且跟踪源混频器输出端电连接校准控制器；
参考图7，FPGA，通过控制引脚分别电连接第一本振电路、第二本振电路、第三本振电路的输入端，给第一本振电路、第二本振电路、第三本振电路提供40MHZ的鉴相频率作为校准基点；
在联合调谐时，第一本振电路选择为4120.7MHz-7320.7MHz进行扫频，第二本振电路为3310MHz-4120.7MHz，第三本振电路为固定的800MHz-3310MHz，其中第二本振电路的频率在一个小的范围内调谐；
校准控制器内具有一步进衰减器，其可调范围为0～31dB,其中有10dB的预留给TG输出频响校准使用用，另外20dB留给用户可设置使用，实现输出幅度可以在-20～0dBm且1dB步进的任意可调节；
调谐时各本振的频率范围表为：
参考图6(a)，当鉴相频率锁定6000.01MHz,由于6000MHz是40MHz的整数倍，则会在主信号两边0.01MHz偏移出产生杂散现象，且幅度有-50多dB，在整机上表现为边带杂散；
参考图6(b)和图7，FPGA通过CTR控制引脚电连接跟踪源电路的校准控制器，该校准控制器的V1、V2、V3引脚分别电连接第一本振电路、第二本振电路、第三本振电路的第一单芯片锁相环、第二单芯片锁相环、第三单芯片锁相环，FPGA通过跟踪源电路控制第一本振电路、第二本振电路、第三本振电路进行扫频，从高频向低频开始扫频，当第一本振电路扫频到达40MHZ整数倍值附近时，跟踪源电路将信息反馈到FPGA，FPGA通过校准控制器控制第一本振电路跳过该40MHZ整数倍值继续向下扫频，当该40MHZ整数倍值位于第一本振电路与第二本振电路扫频范围界限附近时，FPGA通过校准控制器转换为第二本振电路跳过40MHZ的整数倍继续扫频，以此类推，经过第三本振电路进行扫频，有效的规避了电路中的小数边界杂散。
尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换,凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
Claims (6)
1.一种频谱联合调谐本振电路，其特征在于，包括：
第一本振锁电路，包括：第一单芯片锁相环、本振驱动放大器、有源环路滤波器、VCO和定向耦合器；
所述第一单芯片锁相环的输出端电连接本振驱动放大器的负极输入端，且本振驱动放大器的供电端电连接滤波电路；且，
所述第一单芯片锁相环通过隔直电容C172和隔直电容C173电连接VCO，且VCO输出端通过隔直电容C174加载于定向耦合器的输出端；
所述本振驱动放大器的输出端电连接有源环路滤波器，其中，该有源环路滤波器包括：由电容C94并联连接电感L19组成的初级滤波电路、由电阻R65并联连接电容C416组成的RC滤波电路、电感L7并联连接电容C418组成的LC滤波电路；
第二本振电路，包括：第二单芯片锁相环、本振带通滤波器和本振驱动放大器；
所述本振驱动放大器包括第一驱动放大器和第二驱动放大器；其中，
所述第一驱动放大器通过隔直电容C226电连接第二驱动放大器；且，
所述第一驱动放大器与第二驱动放大器的同向输出端均通过相同的电源滤波电路加载供电电源；
所述第二单芯片锁相环频率输出为3310MHz,为其内部VCO的倍频提供输出；
第三本振电路，包括：第三单芯片锁相环、驱动放大器和带通滤波电路；其中，
所述带通滤波电路的输入端和输出端分别设有隔直电容C487和隔直电容C490；且，
所述带通滤波电路还包括：由电感L63并联连接电容C492、电容C493组成的初级LC滤波电路、由电感L64并联连接电容C494、电容C495组成的次级LC滤波电路、由电感L65并联连接电容C496组成的第三级LC滤波电路；
第三本振电路，频率输出为800MHz,为内部VCO提供输出；
跟踪源电路，包括：驱动放大电路、跟踪源混频器、低通滤波器和输出放大电路；其中，
所述驱动放大电路包括：射频放大器和带宽放大器；且，
所述射频放大器和带宽放大器的同向输出端均通过声表面滤波器串联连接LC电路组成的滤波电路加载供电电源；且，
所述带宽放大器输出端通过隔直电容C241电连接跟踪源混频器的输入端；且，
所述跟踪源混频器输出端电连接校准控制器；
FPGA，通过控制引脚分别电连接第一本振电路、第二本振电路、第三本振电路的输入端。
2.根据权利要求1所述的一种频谱联合调谐本振电路，其特征在于：RC滤波电路与LC滤波电路分别并联连接隔直电容C177和隔直电容C415，RC滤波电路和LC滤波电路用于低通滤波，隔直电容C177和隔直电容C415用于滤除直流电流。
3.根据权利要求1所述的一种频谱联合调谐本振电路，其特征在于：所述本振驱动放大器给第一混频器提供需要的本振功率，且定向耦合器耦合出的一路信号给跟踪源电路使用，对扫频时进行频率跟踪，并提供第一本振信号。
4.根据权利要求1所述的一种频谱联合调谐本振电路，其特征在于：所述电源滤波电路由LC滤波电路并联连接RC滤波电路再串联连接滤波电感组成；且，
第一驱动放大器与第二驱动放大器通过同一声表面滤波器电连接供电电源。
5.根据权利要求1所述的一种频谱联合调谐本振电路，其特征在于：所述初级LC滤波电路和次级LC滤波电路中分别串联连接有隔直电容C488和隔直电容C489。
6.根据权利要求1所述的一种频谱联合调谐本振电路，其特征在于：所述初级LC滤波电路、次级LC滤波电路和第三级LC滤波电路用于滤除高频信号；且，
所述隔直电容C487、C488、C489、C490用于滤除直流信号。
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