专利名称：基于频谱分析仪平台的usb接口鉴频特性测试数据采集系统的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及高校高频教学使用通用频谱分析仪平台进行鉴频特性测试领域，具体涉及一种基于频谱分析仪平台的USB接口鉴频特性测试数据采集系统。
背景技术：
当前高等学校在高频教学中大量使用扫频仪进行幅频特性及鉴频特性测试，扫频仪能够产生规定频率范围内的扫频信号，并且内置检波装置，可以进行幅频特性测试。显示系统一般采用CRT显示器，使用偏转电压即可控制测量结果的显示，这样系统可以直接对外部输入的已检波直流电压(鉴频器输出电压)进行测量显示，从而满足高频教学中鉴频特性测试的需求。其基本原理如图I所示。由于扫频仪功能单一，技术指标较低，使用范围极大地受到限制；而当前频谱分析仪等功能较强的高档仪器又不具备鉴频特性测试能力，所以高校在教学过程中还必须使用扫频仪这种相对落后的仪器产品。

实用新型内容本实用新型目的是基于通用频谱分析仪平台(带有跟踪源配置)，增加USB接口的数据采集模块实现高频教学的鉴频特性测试功能，使通用频谱分析仪可以替代扫频仪实现幅频特性和鉴频特性测试功能，来拓展频谱分析仪的使用范围和测量功能。本实用新型的技术方案如下一种基于频谱分析仪平台的USB接口鉴频特性测试数据采集系统，包括有频谱分析仪、被测鉴频电路和鉴频特性电压采集模块，其特征在于所述的频谱分析仪具有跟踪信号源，跟踪源输出高频信号作为被测鉴频电路的输入，被测鉴频电路输出电压信号到鉴频特性电压采集模块，所述的鉴频特性电压采集模块包括依次相连的阻抗变换电路、滤波电路、增益控制电路、AD驱动电路、AD转换电路、数据采集电路和单片机，所述鉴频特性电压采集模块的输出端和频谱分析仪的输入端分别具有USB接口并通过电缆连接。所述的基于频谱分析仪平台的USB接口鉴频特性测试数据采集系统，其特征在于所述的阻抗变换电路、滤波电路、增益控制电路、AD驱动电路和AD转换电路组成直流电压信号的调理电路。所述的基于频谱分析仪平台的USB接口鉴频特性测试数据采集系统，其特征在于所述的被测鉴频电路中具有鉴频器。本实用新型工作原理如下(I)、频谱分析仪的跟踪源具备输出鉴频器测试需要的高频信号能力；(2)、在频谱分析仪基础上增加具有USB接口的鉴频特性测试模块，频谱分析仪通过通用USB接口给鉴频测试模块供电并进行数据通信；(3)、具有USB接口的鉴频特性测试模块主要完成鉴频器输出电压信号的调理及数据采集，然后通过USB接口将数据传输给频谱分析仪进行显示；本实用新型的有益效果( I )、本实用新型在通用频谱分析仪平台基础上，增加具有USB接口的鉴频特性测试模块，使频谱分析仪具备鉴频特性测试功能，从而拓展了频谱分析仪的使用范围和测量功能，对于通用频谱分析仪在高等学校教学测试中推广使用有着重要的意义；(2)、数据采集采用16位的数模变换器，测量电压精度高，测量动态范围大；(3)、鉴频特性测试基于频谱分析仪平台，用户操作使用方便，而且用户的测试只需使用频谱分析仪即可满足要求，不必同时采购扫频仪和频谱分析仪来进行测试。
图I为基于频谱分析仪平台的鉴频特性测试原理框图。图2为鉴频特性电压采集模块原理框图。图3为鉴频特性电压采集模块结构示意图。
具体实施方式
参见图1、2，一种基于频谱分析仪平台的USB接口鉴频特性测试数据采集系统，包括有频谱分析仪I、被测鉴频电路2和鉴频特性电压采集模块3，频谱分析仪I具有跟踪信号源，跟踪源输出高频信号作为被测鉴频电路的输入，被测鉴频电路2输出电压信号到鉴频特性电压采集模块3，鉴频特性电压采集模块3包括依次相连的阻抗变换电路4、滤波电路5、增益控制电路6、AD驱动电路7,AD转换电路8、数据采集电路和单片机9，鉴频特性电压采集模块3的输出端和频谱分析仪I的输入端分别具有USB接口 10并通过电缆11连接。其中，阻抗变换电路4、滤波电路5、增益控制电路6、AD驱动电路7和AD转换电路8组成直流电压信号的调理电路。被测鉴频电路中具有鉴频器或具有鉴频功能。
以下结合附图对本实用新型作进一步的说明由鉴频器原理可知，鉴频器将输入信号频率偏离鉴频器中心频率的程度转换为电压输出；本实用新型进行鉴频特性测试，分为以下几个步骤(I)、根据用户设置的扫描频率范围，设置频谱分析仪跟踪源的输出；(2)、被测鉴频电路接收频谱分析仪的高频信号，并输出鉴频电压；(3)、鉴频特性电压采集模块对鉴频器输出电压信号进行处调理，然后进行模数变换并将采集数据传送给频谱分析仪；(4)、频谱分析仪通过USB接口接收鉴频特性电压采集模块的数据；( 5 )、频谱分析仪将接收到的鉴频电压数据进行显示即完成测试。根据本实用新型测试方案及鉴频器原理，基于频谱分析仪平台的USB接口鉴频特性电压采集模块3原理框图如图2所示，主要包括鉴频电压信号的阻抗变换、滤波处理、输入增益控制、AD驱动、AD转换、数据采集、单片机USB接口通信等；频谱分析仪平台通过标准USB接口给模块提供电源、与模块进行通信控制并接收采集数据；基于频谱分析仪平台的USB接口鉴频特性电压采集模块对外接口包括鉴频电压的输入、电源供电、通信控制及数据传输三个方面，其中USB接口可以提供电源、方便通信控制及数据传输，所以模块结构如图3所示，采用BNC接头12接收鉴频电压、USB接口 13与频谱分析仪I连接，这样简单实用，模块独立性强，具备通用USB接口的频谱分 析仪I可以通过软件升级即可实现鉴频特性测试。
权利要求1.一种基于频谱分析仪平台的USB接口鉴频特性测试数据采集系统，包括有频谱分析仪、被测鉴频电路和鉴频特性电压采集模块，其特征在于所述的频谱分析仪具有跟踪信号源，跟踪源输出高频信号作为被测鉴频电路的输入，被测鉴频电路输出电压信号到鉴频特性电压采集模块，所述的鉴频特性电压采集模块包括依次相连的阻抗变换电路、滤波电路、增益控制电路、AD驱动电路、AD转换电路、数据采集电路和单片机，所述鉴频特性电压采集模块的输出端和频谱分析仪的输入端分别具有USB接口并通过电缆连接。
2.根据权利要求I所述的基于频谱分析仪平台的USB接口鉴频特性测试数据采集系统，其特征在于所述的阻抗变换电路、滤波电路、增益控制电路、AD驱动电路和AD转换电路组成直流电压信号的调理电路。
3.根据权利要求I所述的基于频谱分析仪平台的USB接口鉴频特性测试数据采集系统，其特征在于所述的被测鉴频电路中具有鉴频器。
专利摘要本实用新型公开了一种基于频谱分析仪平台的USB接口鉴频特性测试数据采集系统，频谱分析仪跟踪源输出的高频信号作为被测鉴频电路的输入信号，鉴频器输出的电压信号作为USB接口的鉴频特性测试数据采集模块的输入，USB接口的鉴频特性测试模块主要完成鉴频器输出电压信号的调理及数据采集，然后通过USB接口将数据传输给频谱分析仪主机进行显示。本实用新型增加USB接口的鉴频特性测试数据采集模块解决了高频教学鉴频特性测试的需求，使频谱分析仪具备鉴频特性测试能力，从而拓展了频谱分析仪的使用范围和测量功能，而且USB接口的鉴频特性测试数据采集模块独立性强，具备通用USB接口的频谱分析仪可以通过软件升级即可实现鉴频特性测试。
文档编号G01R23/165GK202661548SQ201220037440
公开日2013年1月9日 申请日期2012年2月6日 优先权日2012年2月6日
发明者梁强, 陈仁北 申请人:安徽白鹭电子科技有限公司