整个分析仪的工作流程是这样的：首先，YTO作为第一本地振荡器，接收到斜坡信号后开始扫频。接着，基带模块里的第一个混频器会生成第一中频（IF）信号，而第二个混频器则负责生成第二中频信号。在高频模块这边，YTF频率预选择器会根据斜坡信号，从输入信号中筛选出特定的频率成分。然后，这些经过筛选的信号与经过YTO产生的第一本地信号在高频混频器中混合，生成我们需要的第二中频信号。

特别值得一提的是，这个分析仪还配有一个本地信号模式开关，它可以让用户选择直接将第一本地信号送到高频混频器，或者先通过一个分频器将信号的频率减半（分频比为2），再送到高频混频器。这是因为YTO的扫频范围是YTF的一半，通过分频器就能确保两者在频率上完美匹配，协同工作。

揭秘频谱分析仪：YIG技术如何助力高频信号精准分析

频谱分析仪，这个听起来高大上的设备，其实是我们分析信号中频率成分的好帮手。想象一下，当你把一个信号输入到这个分析仪里，它就像是个超级侦探，能把你信号里的各种频率成分一一揪出来，然后还贴心地用一张图展示出来。这张图啊，就是频率域屏幕，上面垂直方向表示的是功率大小，而水平方向则是频率的分布。

对于那些能分析高频信号的频谱分析仪来说，它们通常还会用上两个特别厉害的元件：YIG调谐振荡器（YTO）和YIG调谐滤波器（YTF）。这里的YIG，全名是钇铁石榴石，听起来是不是就很高科技？它确实是一种在高频段，比如微波频段里表现超群的高品质谐振元件。

先来说说YTO吧，它作为本地振荡器，可是个关键角色。YIG晶体就像是个对磁场特别敏感的微波频率共振器，你给它周围加不同强度的磁场（通过直流电来控制），它的共振频率就会线性地变化。而且，YIG晶体的频率共振范围超宽，控制起来还特别精准，线性度好得没话说。

再来说说YTF，它作为输入频率预选择器，负责提前筛选掉信号中不需要的频率成分。YIG晶体的谐振特性还有个大优点，就是品质因数（Q值）高，这意味着用它做成的振荡器和滤波器质量都特别高，能帮我们更精准地分析信号。

YIG助力频谱分析仪：解锁微波频段的高纯度扫频奥秘

频谱分析仪，这个强大的工具，在微波频段内分析信号的频谱时，离不开一个特别的配置——YTO（YIG调谐振荡器）。它利用YIG（钇铁石榴石）晶体来构建一个扫频振荡器。因为频谱分析仪需要覆盖很宽的频率范围来进行分析，所以YTO作为它的本地振荡器就显得格外有用。特别是当我们在YTO的高频振荡信号上应用相位锁定技术，结合一个低频高稳定性的晶体振荡器，比如VCXO（压控晶体振荡器）时，就能得到一个信号纯度极高的微波扫频本地振荡器。

说到扫频范围，YTO作为本地振荡器时，常见的扫频带宽是单倍频程的，比如从fLO到2fLO Hz，或者从2fLO到4fLO Hz。在典型的YTO中，fLO的频率大约是2 GHz。当然，也有能提供从fLO到4fLO Hz的双倍频程带宽的YTO，但这样的设备通常价格不菲，且制造难度较大，难以保证统一的高质量。

揭秘频谱分析仪：YIG调谐滤波器与信号强弱的较量

频谱分析仪里，有一个神奇的东西叫做YTF（YIG调谐滤波器）。这个滤波器利用了YIG晶体的特殊性质，只要给它加上直流电压，它的通过频带就会线性地变化。在频谱分析仪做频率预选的应用中，要实现从fLO到4fLO Hz这种双倍频程带宽的YTF相对简单。

想象一下，当你用频谱分析仪去分析一个信号的频谱时，这个信号里面往往包含了好多不同频率的成分（就像彩虹里的各种颜色），而且这些成分的信号强度有高有低。有时候，如果你想要分析某个很弱的频率成分，却发现输入信号里还混着强度很高的其他频率成分。这时候就麻烦了，因为频谱分析仪里面的一个关键部件——输入频率混频器，它可能会被那些高强度的成分“撑饱”了，导致它没法正常工作，也就没法帮你分析出那些弱小的频率成分了。

在频谱分析仪中，为了确保我们能够准确捕捉到输入信号中特定频率段的频谱信息，一个聪明的做法是在第一个混频器之前安装一个带通滤波器。而YTF（YIG调谐滤波器）作为频谱分析仪中的频率预选器，就显得尤为出色。它能以极高的线性和选择性，在宽广的频率范围内灵活调整通过频带。

想象一下，当YTF的通过频带在微波频段内线性扫描时，它就像一把精准的筛子，帮助我们从纷繁复杂的输入信号中预先筛选出我们感兴趣的那部分频率。而YTF预选器的通过频带频率，其实是YTO（YIG振荡器）的频率减去一个中频fIF Hz得到的。这里的fIF Hz，是输入混频器的一个中间频率，简单来说，就是输入信号频率与本地振荡器（YTO）频率之和或之差。

另外，当我们需要分析输入信号的低频部分时，为了防止高频成分干扰并导致混频器饱和，频谱分析仪的输入端还会配备一个低通滤波器，它就像一道屏障，有效滤除了那些不需要的高频“噪音”。

揭秘频谱分析仪

FIG. 3 is a block diagram showing a configuration of the spectrum analyzer in the conventional technology.

图3展示的是传统技术中频谱分析仪的结构框图。

在图3的例子中，这个频谱分析仪巧妙地设计了两个主要部分：基带模块10和高频带模块20，它们通过输入开关6和本地振荡器开关8进行灵活选择。其中，YTO（YIG调谐振荡器）7作为第一个本地扫描振荡器，通过开关8与基带模块10和高频带模块20相连，为它们提供所需的频率信号。

基带模块10内部构造精密，包括一个低通滤波器11、第一个频率混频器12、中频（IF）带通滤波器13、第二个频率混频器14以及第二个本地振荡器15。而高频带模块20则包含了YTF（YIG调谐滤波器）21和一个高频带频率混频器22，专门处理高频信号。

此外，频谱分析仪还配备了众多辅助元件，如IF开关25、第三个频率混频器27及其配套的第三个本地振荡器（此处编号可能重复，假设为26以符合常规命名）、检测器28、A/D（模数）转换器29、显示屏31、斜坡发生器30、两个DAC（数模转换器）36和38、两个模拟电压加法器37和39、跨度数据生成器32、两个偏置电压生成器33和35，以及增益数据生成器34。这些元件协同工作，确保频谱分析仪能够准确捕捉并分析信号。

在基带模块10中，第一个频率混频器12生成了第一个中频信号f53，其频率为fIF1；而第二个频率混频器14则生成了第二个中频信号f54，其频率为fIF2。同样地，在高频带模块20中，高频带频率混频器22也产生了频率为fIF2的第二个中频信号f54。这两个模块产生的第二个中频信号f54（频率为fIF2）会通过IF开关25被第三个频率混频器26接收，进行进一步的处理和分析。

图3展示的是传统技术中频谱分析仪的结构框图。这款频谱分析仪能够检测的输入信号频率范围非常广泛，理论上可以达到0 Hz到16倍本地振荡器（YTO）振荡频率的谐波范围内。但为了方便解释，我们主要聚焦于使用本地振荡器（YTO）的基本频率来检测从0 Hz到（4倍YTO频率减去第二中频fIF2）Hz范围内的输入信号。

在这个场景下，预选择器YTF 21的扫描频率通带设定在从（YTO频率减去第二中频fIF2）Hz到（4倍YTO频率减去第二中频fIF2）Hz之间。而本地振荡器YTO 7的扫描振荡频率则从YTO频率开始，一直扫到4倍YTO频率。举个例子，如果第一个本地频率fLO是2 GHz，第一个中频fIF1也是2 GHz，第二个中频fIF2则是0.4 GHz。

为了驱动本地振荡器YTO 7和预选择器YTF 21，斜坡发生器（也就是锯齿波发生器）30会产生一个比如±5V的斜坡信号。这个斜坡信号会被分成两路，一路用于显示屏31的X轴扫描，另一路则作为参考电压（VREF）输入到乘法型数模转换器（DAC）36的终端。同时，来自跨度数据生成器（也就是频率范围数据生成器）32的频率范围（跨度）数据会被输入到DAC 36的数字数据终端。

DAC 36会将斜坡波和频率范围数据进行乘法运算，从而在其输出端产生一个模拟斜坡信号。简单来说，如果输入的斜坡信号是x，频率范围数据是a，那么输出的斜坡信号y就是它们的乘积，即y=ax。通过改变a的值，我们可以调整斜坡信号y的斜率。