專利名稱：模塊化頻譜分析儀的制作方法
技術領域：
模塊化頻譜分析儀
技術領域：
本實用新型涉及一種頻譜分析儀，尤其涉及一種模塊化的頻譜分析
儀。背景技術：
頻譜分析儀的作用主要是在頻域里顯示輸入信號的頻譜特性， 一般有
兩種類型，即時頻譜分析儀(Real-Time Spectrum Analyzer)與掃描調諧頻 譜分析儀(Swe印-Tuned Spectrum Analyzer)。即時頻率分析儀的功能為在 同一瞬間顯示頻域的信號振幅，其工作原理是針對不同的頻率信號而有相 對應的濾波器與檢知器(Detector)，再經由同步的多工掃描器將信號傳送 到顯示器屏幕上。掃描調諧頻譜分析儀，其工作原理是輸入信號經衰減器直 接外加到混波器，可調變的本地振蕩器經與顯示器同步的掃描產生器產生 隨時間作線性變化的振蕩頻率，經混波器與輸入信號混波降頻后的中頻信 號(IF)再放大，濾波與檢波傳送到顯示器。目前，無論哪種頻譜分析儀，實 現它們的一系列功能的電路都是設計在一塊線路板上，這塊線路板通常被 稱為主板，這種設計方式不利于維修更換和電路升級。
發明內容
本實用新型要解決的主要技術問題是，提供一種模塊化的頻譜分析 儀，方便維修更換和電路升級。
為解決上述技術問題，本實用新型提供一種模塊化頻譜分析儀，包括 儀器外殼、操作面板、位于儀器外殼內的連接板和至少兩個獨立模塊，所 述連接板上設計有線路和至少三個第一接口 ，所述操作面板與所述連接板 的其中一個第一接口電連接，所述每個獨立模塊包括一個裝配有電路的線 路板，所述線路板上裝配有第二接口，所述每個獨立模塊通過第二接口與 連接板上對應的第一接口連接，且相關的獨立模塊之間還通過連接線相連。
在改進的實施例中，所述獨立模塊還包括設置在線路板外周的金屬外 殼，所述連接線位于金屬外殼的外部。
本實用新型通過將整個電路模塊化，方便模塊的更換，從而降低了維 修成本和電路的升級成本。由于各獨立模塊外設有金屬外殼，從而降低了 電路的電磁干擾。
圖1為本實用新型一種實施例中的頻譜分析儀的結構示意圖之一； 圖2為本實用新型一種實施例中的頻譜分析儀的結構示意圖之二； 圖3為金屬外殼帶有窗口的示意圖； 圖4為一種實施例中連接線的結構示意圖。
具體實施方式
下面通過具體實施方式
結合附圖對本實用新型作進一步詳細說明。 根據本實用新型的頻譜分析儀包括儀器外殼、操作面板和位于外殼內 的電路部分，電路部分包括連接板和若干個獨立模塊，例如可包括兩個、 三個、四個或五個獨立模塊，每個獨立模塊至少完成一種功能，所述功能 是指通過電路元件搭建的電路所能達到的效果，例如提供電源、產生本振 信號、放大、檢波、顯示控制或處理器。連接板上設計有線路和至少三個 第一接口，根據需要，某些第一接口之間可通過連接板上的線路實現電氣 連接，操作面板與連接板上的其中一個第一接口電連接。每個獨立模塊包 括一個裝配有電路的線路板，線路板上的電路連接方式與現有技術相同， 另外線路板上還裝配有第二接口 ，各獨立模塊通過第二接口與連接板上對 應的第一接口連接。在需要進行信號傳輸的不同線路板之間采用連接線連 接，連接線為信號線。
如圖1、 2所示的一實施例中，頻譜分析儀包括儀器外殼、操作面板3、 位于外殼內的機架4、若干獨立模塊5和連接板6，操作面板3固定在機架 4上，本實施例中，操作面板3位于頻譜分析儀的前面，連接板6位于機 架4的底部，獨立模塊5連接在連接板6上，外殼分為圍箱1和底殼2， 圍箱1套在機架4外，圍箱1的一端緊貼操作面板3固定，另一端與底殼 2固定。其中
連接板6上設有線路和第一接口 。獨立模塊5包括金屬外殼和位于金 屬外殼內的線路板，實現模塊功能的電路裝配在金屬外殼內的線路板上， 線路板上還設有第二接口，如圖3所示，金屬外殼51上開有窗口 52供第 二接口 53露出。各獨立模塊5通過第二接口與連接板上的對應的第一接口 連接，其連接方式可以是焊接或通過排針插接。獨立模塊5至少包括電源 模塊和控制模塊，控制模塊可包括CPU及其外圍電路和顯示處理電路。電 源模塊通過其第二接口與連接板連接，向連接板提供各種電源信號，控制 模塊和其它獨立模塊也分別通過各自的第二接口和連接板連接，從連接板上取電。操作面板3還通過排線與連接板電氣連接，通過連接板實現獨立
模塊和操作面板之間的通訊。
通過將電路進行模塊化，可方便電路的維修更換和升級更換。 另外，在某些獨立模塊之間需要進行信號傳輸，在優選的實施例中，
通過位于連接板外的連接線7實現模塊間的信號傳輸，如圖2所示，獨立
模塊5插接在連接板6上，獨立模塊5之間通過連接線7相連，實現信號 傳輸，同時連接線7也位于獨立模塊5的金屬外殼的外部。模塊5間通過 連接線7進行連接的方式可采用以下方式1)連接線的兩端分別穿過金屬 外殼與兩個獨立模塊的線路板相連。這種方式是在金屬外殼上開有通孔， 連接線的線端穿過通孔，與獨立模塊的線路板上的輸出端子連接。這種方 式不方便拆卸。2)可拆卸連接。如圖2所示，在金屬外殼上設置有連接頭 8，線路板的輸出端子連接金屬外殼的連接頭8,連接線7的兩端也分別連 接在兩個金屬外殼的連接頭8上，連接線的連接方式可以是插接或通過螺 紋連接。這種方式可方便連接線的拆卸。
獨立模塊之間的連接線傳輸的是需要進行處理的信號，而信號與距離 的長短有關，將獨立模塊之間的信號線設計為位于連接板外的飛線，可方 便調整連接線的長短，使輸出的信號符合用戶要求。同時，信號線容易受 到電磁干擾而導致信號失真，如果將信號線設計在線路板上，則很難實現 信號線的屏蔽，因此將信號線設計為飛線形式，可方便實現屏蔽。為實現 信號線的屏蔽，連接線7的結構如圖4所示，包括導體線芯71、包覆在導 體線芯71外面的絕緣層72和包覆在絕緣層外面的金屬層73。導體線芯71 作為導體用于傳輸信號，絕緣層72用于將導體線芯71與其它導體絕緣， 金屬層73用于電磁屏蔽，金屬層73可以是鋁、銅等金屬。
在另一實施例中，對于可拆卸的連接線還可以進一步進行改進。在每 個金屬外殼上設計多個連接頭，所述連接頭分別連接所述線路板的不同輸 出端子，可根據用戶的需要，將連接線與適當的連接頭連接，以得到用戶 所需要的信號。當用戶的要求改變時，可將連接線拆卸下來，再與新的適 當的連接頭連接。
為進一步固定獨立模塊，各獨立模塊還通過其金屬外殼可拆卸地固定 在機架上，其固定方式可以采用插接式、卡接式或采用螺絲、螺栓固定。
裝配時，將各獨立模塊插接在連接板上并通過螺絲固定在機架上，將 需要互連的獨立模塊之間的連接線接好，將圍箱套在機架外，圍箱的一端緊貼操作面板固定，另一端與底殼固定。上述實施例可實現以下效果
1. 將整個電路模塊化可方便維修。當某個模塊損壞需要更換時，只需要更換該損壞的模塊，而其他模塊不需要更換，相比現有技術中更換整個主板降低了維修成本。
2. 將整個電路模塊化便于電路升級。當頻譜分析儀需要增加新的功能或將原有電路功能升級時，可直接更換原有的功能模塊或直接在儀器內增加一新的模塊，避免因電路升級而更換整個主板，從而可方便地進行電路升級并可降低電路升級的成本。
3. 減少電磁干擾。各獨立模塊外設有金屬外殼，金屬外殼具有電磁屏蔽作用，可防止外部電路對模塊內電路的電磁干擾和模塊內電路對外部電路的電磁干擾，從而改善了整個電路部分的EMC (電磁干擾)性能。
4. 連接線位于線路板的外面，這些連接線是信號線，可根據需要設
計連接線的長短，得到符合要求的信號，并且連接線位于線路板的外面，方便實現連接線的電磁屏蔽，減少信號所受到的干擾，從而減少信號失真。
5. 連接線可方便拆卸，當用戶需要的信號改變時，不需要重新更換
主板，只需要將連接線變換連接頭即可。
上述實施例中，連接板還可以設置在儀器外殼內的其它位置，例如將連接板設置在儀器的側壁，各獨立模塊同樣可插接在連接板上。
上述實施例中，儀器外殼還可以是一體式的，即圍箱和底殼固定連接
成一體。
上述實施例中，每個獨立模塊中所包含的功能可根據實際情況進行設計，即本領域技術人員可根據實際需要將一種或多種功能設計到一個獨立模塊內。以下說明一種頻譜分析儀中各獨立模塊設計的具體實施例。該頻
譜分析儀包括以下功能
1. 輸入單元
由0 50dB射頻可變衰減器組成，調節輸入至第一混頻的信號適當電
平，保護混頻器不被損壞。
2. 射頻單元
輸入信號先經過低通濾波器和射頻放大器至第一混頻器的信號輸入端，第一混頻器的本振為3. 4~6. 4GHz的VC0，可由多個VC0串聯和倍頻產生的。這樣可以保證本振信號有較好的相位噪聲，第一混頻器的中頻輸出通過3. 4GHz的帶通濾波器輸至第二混頻器的輸入端，第二本振為3. 2GHz的信號。第二中頻器輸出信號經200MHz帶通濾波器再通過可變增益放大器輸至中頻單元。
3. 鎖相單元
第一本振的信號穩定度是整機性能的關鍵，必須經過鎖相以提高信號的相噪，它采用了數字頻率合成、倍頻、開關連續鏈接等先進技術，以產生穩定的掃頻合成信號，基準頻率是10MHz，穩定度為士0.5PPm/年。
4. 中頻混頻單元
第三本振的頻率為189.3MHz，它與第二中頻信號200MHz混頻產生10.7MHz信號，經過低通濾波器至中頻帶寬模塊。
5. 中頻帶寬單元
該單元處理10.7MHz中頻信號。控制調節中頻分辨率帶寬，中頻帶寬30kHz 3MHz由LC濾波器處理，lkHz 10kHz由晶體濾波器處理。
6. 對數放大和檢波單元
中頻信號在此單元通過對數放大和檢波變換成視頻信號，經過A/D模數轉換輸至顯示單元。
7. CPU模塊和顯示單元
計算機處理部分為arm9s3c2440嵌入式計算機，它對整個機器進行控制和顯示菜單。
8. 電源模塊。作為整機的開關電源。
根據上述功能單元，技術人員可將各功能單元整合后設計成以下幾個
獨立模塊電源模塊、CPU模塊和顯示處理模塊、 一本振以及混頻模塊、
二三本振模塊和中頻模塊，需要連接的模塊之間通過連接線相連。
以上內容是結合具體的實施方式對本實用新型所作的進一步詳細說
明，不能認定本實用新型的具體實施只局限于這些說明。對于本實用新型所屬技術領域的普通技術人員來說，在不脫離本實用新型構思的前提下，還可以做出若干簡單推演或替換，都應當視為屬于本實用新型的保護范圍。
8
權利要求1.一種模塊化頻譜分析儀，包括儀器外殼和操作面板，其特征在于所述頻譜分析儀還包括位于儀器外殼內的連接板和至少兩個獨立模塊，所述連接板上設計有線路和至少三個第一接口，所述操作面板與所述連接板的其中一個第一接口電連接，所述每個獨立模塊包括一個裝配有電路的線路板，所述線路板上裝配有第二接口，所述每個獨立模塊通過第二接口與連接板上對應的第一接口連接，且相關的獨立模塊之間還通過連接線相連。
2. 如權利要求1所述的頻譜分析儀，其特征在于所述每個獨立模 塊至少完成提供電源、產生本振信號、放大、檢波、顯示控制和處理器功 能中的一種功能。
3. 如權利要求1所述的頻譜分析儀，其特征在于所述獨立模塊至 少包括電源模塊和控制模塊。
4. 如權利要求1所述的頻譜分析儀，其特征在于所述第二接口和 第一接口的連接方式為插接。
5. 如權利要求1至4中任一項所述的頻譜分析儀，其特征在于所 述獨立模塊還包括圍合在線路板外周的金屬外殼，所述金屬外殼上開有供 第二接口露出的窗口，所述連接線為信號線，所述連接線位于金屬外殼的 外部。
6. 如權利要求5所述的頻譜分析儀，其特征在于所述連接線包括 導體線芯、包覆在導體線芯外面的絕緣層和包覆在絕緣層外面的金屬層。
7. 如權利要求6所述的頻譜分析儀，其特征在于所述連接線兩端 分別穿過金屬外殼與兩個獨立模塊的線路板相連。
8. 如權利要求6所述的頻譜分析儀，其特征在于所述金屬外殼上 設置有連接頭，所述線路板的輸出端子與所述連接頭相連，所述連接線的 兩端也可拆卸地分別連接在兩個金屬外殼的連接頭上。
9. 如權利要求8所述的頻譜分析儀，其特征在于所述每個金屬外 殼上連接頭至少有一個，所述連接頭分別連接所述線路板的不同輸出端 子。
10. 如權利要求5所述的頻譜分析儀，其特征在于所述頻譜分析儀 還包括位于儀器外殼內的機架，所述連接板固定在機架的底部，所述獨立模塊通過其金屬外殼可拆卸地固定在機架上。
專利摘要本實用新型公開了一種模塊化頻譜分析儀，包括儀器外殼、操作面板、位于儀器外殼內的連接板和至少兩個獨立模塊，所述連接板上設計有線路和至少三個第一接口，所述操作面板與所述連接板的其中一個第一接口電連接，所述每個獨立模塊包括一個裝配有電路的線路板，所述線路板上裝配有第二接口，所述每個獨立模塊通過第二接口與連接板上對應的第一接口連接，且相關的獨立模塊之間還通過連接線相連。本實用新型通過將整個電路模塊化，方便模塊的更換，從而降低了維修成本和電路的升級成本。
文檔編號G01R23/16GK201397361SQ200920135479
公開日2010年2月3日 申請日期2009年3月11日 優先權日2009年3月11日
發明者張致明, 輝 徐, 勇 曾, 湯勇軍, 湯珍文, 黃偉倫 申請人:深圳市安泰信電子有限公司