实时频谱分析仪和信号处理方法、可读存储介质技术

一种实时频谱分析仪和信号处理方法、可读存储介质，该实时频谱分析仪包括：射频模块；功率控制模块，用于对射频模块输出的中频信号分别进行筛选和衰减处理，从中频信号中经筛选得到小于预定幅度的第一信号，对中频信号经衰减处理后得到第二信号；ADC，用于对功率控制模块输出的两路信号分别采样；信号处理模块，用于对ADC输出的两路信号进行从时域到频域的转换以及合成处理，得到频谱信号。由于中频信号在被送入ADC之前分别进行了筛选和衰减处理，通过筛选提高了系统的增益，从而增加了测量动态范围的下限；通过衰减处理可衰减较大信号的幅度，从而增加了测量动态范围的上限，使得实时频谱分析仪的测量动态范围得到了提高。

Real time spectrum analyzer and signal processing method, readable storage medium

【技术实现步骤摘要】
实时频谱分析仪和信号处理方法、可读存储介质
本专利技术涉及测试测量
，具体涉及一种实时频谱分析仪和信号处理方法、可读存储介质。
技术介绍
频谱分析仪是一种用来分析和研究信号频谱的射频专用仪器，可以用于测量信号的频率稳定度、信号失真情况和信号的频谱纯度等，在电子测量和频谱监测等领域得到了广泛的应用。频谱分析仪可以分为扫频式频谱分析仪和实时频谱分析仪两大类，实时频谱分析仪以快速傅里叶变换（FastFourierTransform，FFT）为技术核心，实时同步地处理宽带信号，相较于传统的扫频式频谱分析仪，其具有快速精准的测量性能和独特的频谱分量触发模式。图1示出了实时频谱分析仪的原理框图，被测信号先经过前端链路（其中包含前置放大器和衰减器等），将功率调整到下变频模块可接收的电平范围之内，再输入到下变频模块；下变频模块将被测信号混频至适合模数转换器（ADC）采样的中频信号，采样模块对该中频信号进行采样处理，通过ADC将该中频信号转换为数字信号，再经过数字下变频模块对该数字信号进行数字下变频处理，得到基带信号，然后将该基带信号进行FFT（快速傅里叶变换）处理后显示在界面上。在采用如图1所示的实时频谱分析仪进行频谱测量时，在一定的分析带宽之内，带内信号幅度的测量范围受限于ADC的动态范围（即ADC能够分辨的信号幅值范围），这使得实时频谱分析仪的测量动态范围较小。
技术实现思路
本申请提供一种实时频谱分析仪和信号处理方法、可读存储介质，以解决现有技术中实时频谱分析仪的测量动态范围较小的问题。根据第一方面，一种实施例中提供一种实时频谱分析仪，包括射频模块、功率控制模块、模数转换器和信号处理模块；所述射频模块用于对输入的被测信号进行频率转换，得到中频信号；所述功率控制模块用于对所述中频信号分别进行筛选和衰减处理，从所述中频信号中经筛选得到小于预定幅度的第一信号，对所述中频信号经衰减处理后得到第二信号；所述模数转换器用于分别对所述第一信号和所述第二信号进行模数转换，得到第一数字信号和第二数字信号；所述信号处理模块用于根据第二数字信号的幅度控制功率控制模块对所述中频信号进行筛选时的筛选频率，对模数转换器输出的两路数字信号进行从时域到频域的转换以及合成处理，得到频谱信号。根据第二方面，一种实施例中提供一种实时频谱分析仪的信号处理方法，包括：对中频信号进行衰减处理，得到第二信号，所述中频信号为对输入的被测信号进行频率转换后得到；根据第二数字信号的幅度对所述中频信号进行筛选处理，得到小于预定幅度的第一信号，所述第二数字信号为模数转换器对所述第二信号进行模数转换后得到；获取模数转换器对所述第一信号和所述第二信号进行模数转换后输出的第一数字信号和第二数字信号；对所述第一数字信号和所述第二数字信号进行从时域到频域的转换以及合成处理，得到频谱信号。根据第三方面，一种实施例中提供一种计算机可读存储介质，其包括程序，所述程序能够被处理器执行以实现如上所述的方法。依据上述实施例的实时频谱分析仪和信号处理方法、可读存储介质，由于中频信号在被送入模数转换器进行模数转换之前，分别进行了筛选和衰减处理，通过筛选得到小于预定幅度的第一信号，提高了系统的增益，从而增加了测量动态范围的下限，同时，通过衰减处理可以衰减较大信号的幅度，从而增加了测量动态范围的上限，使得实时频谱分析仪的测量动态范围得到了提高。附图说明图1为现有技术中实时频谱分析仪的原理框图；图2为本专利技术实施例提供的一种实时频谱分析仪的结构示意图；图3为本专利技术实施例提供的一种具体的实时频谱分析仪的结构示意图；图4和图5为本专利技术实施例中对滤波频段进行调节的原理图；图6为本专利技术实施例提供的另一种具体的实时频谱分析仪的结构示意图；图7为本专利技术实施例提供的一种实时频谱分析仪的信号处理方法的流程图；图8为本专利技术一种实施例中对中频信号分别进行筛选和衰减处理的方法的流程图；图9为本专利技术实施例提供的一种具体的实时频谱分析仪的信号处理方法的流程图。具体实施方式下面通过具体实施方式结合附图对本专利技术作进一步详细说明。其中不同实施方式中类似元件采用了相关联的类似的元件标号。在以下的实施方式中，很多细节描述是为了使得本申请能被更好的理解。然而，本领域技术人员可以毫不费力的认识到，其中部分特征在不同情况下是可以省略的，或者可以由其他元件、材料、方法所替代。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。因此，说明书和附图中的各种顺序只是为了清楚描述某一个实施例，并不意味着是必须的顺序，除非另有说明其中某个顺序是必须遵循的。本文中为部件所编序号本身，例如“第一”、“第二”等，仅用于区分所描述的对象，不具有任何顺序或技术含义。而本申请所说“连接”、“联接”，如无特别说明，均包括直接和间接连接（联接）。频谱分析仪的动态范围一般用dB（分贝）表示，表征频谱分析仪输入端口能同时存在的最大信号与最小信号之间的比率。在本专利技术实施例中，中频信号在被送入模数转换器进行模数转换之前，先对该中频信号分别进行筛选和衰减处理，从该中频信号中经筛选得到小于预定幅度的第一信号，实现小幅度信号的放大，同时，通过对该中频信号进行衰减处理，实现大幅度信号的衰减。请参考图2，为本专利技术实施例提供的一种实时频谱分析仪的结构示意图，如图2所示，该实时频谱分析仪包括射频模块01、功率控制模块02、模数转换器03和信号处理模块04。其中，射频模块01用于对输入的被测信号进行频率转换，得到中频信号；射频模块01对输入的被测信号进行频率转换的过程可以是先对中频信号进行放大或衰减处理，然后与本振信号进行混频，得到中频信号。功率控制模块02用于对射频模块01得到的中频信号分别进行筛选和衰减处理，从该中频信号中经筛选得到小于预定幅度的第一信号，对该中频信号经衰减处理后得到第二信号。模数转换器03用于分别对第一信号和第二信号进行模数转换，得到第一数字信号和第二数字信号；模数转换器03可以是两通道的模数转换器，可以通过其中的第一通道对第一信号进行模数转换，通过其中的第二通道对第二信号进行模数转换，得到第一数字信号和第二数字信号，然后通过两个输出端分别输出第一数字信号和第二数字信号给信号处理模块04。信号处理模块04用于根据第二数字信号的幅度控制功率控制模块02对中频信号进行筛选时的筛选频率，对模数转换器03输出的两路数字信号进行从时域到频域的转换以及合成处理，得到频谱信号。在一种实施例中，功率控制模块02可以将该中频信号功分（即功率均分）为相同的第一路信号和第二路信号，并在信号处理模块04的控制下对第一路信号进行滤波和放大处理，得到小于预定幅度的第一信号，对第二路信号进行衰减处理，得到第二信号。信号处理模块04获取模数转换器本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种实时频谱分析仪，其特征在于，包括射频模块、功率控制模块、模数转换器和信号处理模块；/n所述射频模块用于对输入的被测信号进行频率转换，得到中频信号；/n所述功率控制模块用于对所述中频信号分别进行筛选和衰减处理，从所述中频信号中经筛选得到小于预定幅度的第一信号，对所述中频信号经衰减处理后得到第二信号；/n所述模数转换器用于分别对所述第一信号和所述第二信号进行模数转换，得到第一数字信号和第二数字信号；/n所述信号处理模块用于根据第二数字信号的幅度控制功率控制模块对所述中频信号进行筛选时的筛选频率，对模数转换器输出的两路数字信号进行从时域到频域的转换以及合成处理，得到频谱信号。/n

【技术特征摘要】
1.一种实时频谱分析仪，其特征在于，包括射频模块、功率控制模块、模数转换器和信号处理模块；
所述射频模块用于对输入的被测信号进行频率转换，得到中频信号；
所述功率控制模块用于对所述中频信号分别进行筛选和衰减处理，从所述中频信号中经筛选得到小于预定幅度的第一信号，对所述中频信号经衰减处理后得到第二信号；
所述模数转换器用于分别对所述第一信号和所述第二信号进行模数转换，得到第一数字信号和第二数字信号；
所述信号处理模块用于根据第二数字信号的幅度控制功率控制模块对所述中频信号进行筛选时的筛选频率，对模数转换器输出的两路数字信号进行从时域到频域的转换以及合成处理，得到频谱信号。


2.如权利要求1所述的实时频谱分析仪，其特征在于，所述功率控制模块包括功分器、带阻滤波器、放大电路和衰减电路；
所述功分器用于将射频模块输出的中频信号功分为相同的第一路信号和第二路信号，并将所述第一路信号和所述第二路信号分别输入到带阻滤波器和衰减电路；
所述带阻滤波器用于对所述第一路信号进行滤波处理，并将处理后的信号输出到放大电路；
所述放大电路用于对滤波处理后的信号进行放大，得到小于预定幅度的第一信号；
所述衰减电路用于对所述第二路信号进行衰减处理，得到第二信号；
所述信号处理模块还用于在判断出第二数字信号的幅度处于预设幅度范围内时将带阻滤波器的滤波频段调节为所述预设幅度范围对应的信号频段。


3.如权利要求2所述的实时频谱分析仪，其特征在于，所述带阻滤波器为可调陷波器。


4.如权利要求2所述的实时频谱分析仪，其特征在于，所述预设幅度范围为大于或等于Pt－△ATT－G且小于Pt，其中，Pt为模数转换器的过载门限值，△ATT为衰减电路的衰减量，G为放大电路的增益。


5.如权利要求4所述的实时频谱分析仪，其特征在于，所述信号处理模块具体用于获取模数转换器输出的第一数字信号中幅度小于Pt-△ATT-G的信号和第二数字信号中幅度大于或等于Pt-△ATT-G的信号，并对获取的这两路信号进行从时域到频域的转换以及合成处理。


6.如权利要求5所述的实时频谱分析仪，其特征在于，所述信号处理模块包括第一频响补偿单元、第二频响补偿单元、时域合成单元和快速傅里叶变换单元；
所述第一频响补偿单元用于获取第一数字信号中幅度小于Pt-△ATT-G的信号，并对该信号进行补偿，得到第一补偿信号并输出给时域合成单元；
所述第二频响补偿单元用于获取第二数字信号中幅度大于或等于Pt-△ATT...

【专利技术属性】
技术研发人员：吉韩涛，郑翠翠，马兴望，
申请(专利权)人：深圳市鼎阳科技有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44