基于頻偏功能的混頻器/變頻器一致性測量

在無線電和射頻系統(tǒng)中，許多場合要求使用幅度和相位完全可控的混頻器/變頻器，因此要求對混頻器/變頻器的一致性進(jìn)行測量。混頻器/變頻器矢量測試方法，雖能同時(shí)測量幅度、相位、群延等信息，但對校準(zhǔn)過程中的校準(zhǔn)混頻器提出了互易性要求。由于混頻器/變頻器組件常帶有放大、濾波等環(huán)節(jié)，實(shí)現(xiàn)互易性非常困難，所以混頻器/變頻器矢量測試方法測量其一致性非常不便。

在矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀中開發(fā)的頻偏測量方法，能很好地解決互易性困難且需要進(jìn)行混頻器/變頻器一致性測試問題，其原理是將矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀源輸出頻率調(diào)節(jié)到不同于接收頻率上進(jìn)行測量。基于頻偏功能進(jìn)行混頻器/變頻器一致性測量，其特點(diǎn)包括：

· 快速且有效的校準(zhǔn);

· 復(fù)雜變頻組件的相位一致性測量;

· 多通道下多組數(shù)據(jù)一次性顯示等特點(diǎn)。

以下是以AV3672系列矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀為平臺開發(fā)出的，基于頻偏功能的混頻器/變頻器一致性測量方案，對被測件無附加要求，可適用于各類混頻器/變頻器的一致性測試。測量連接示意圖如下所示。

圖1、連接示意圖

通過一次測量，即可得到測量混頻器相對于校準(zhǔn)混頻器的一致性參數(shù)。每條軌跡都支持幅度、相位、群時(shí)延、史密斯圓圖、極坐標(biāo)等多種格式的顯示。若需要獲得更多的參數(shù)，可以選擇增加軌跡，來獲得更多信息。

測試原理

1)、頻偏功能

變頻器件具有不同頻率的輸入信號、輸出信號及本振頻率信號，因此，基于網(wǎng)絡(luò)儀的頻偏功能是保證變頻器件準(zhǔn)確測量的先決條件。

測量過程中，頻偏功能將網(wǎng)絡(luò)儀內(nèi)部的兩個(gè)源輸出不同頻率、功率的信號。如圖2所示，端口1輸出射頻信號，通過功分器作用在參考混頻器和校準(zhǔn)/測量混頻器的射頻輸入端口上。端口3輸出本振信號，同樣通過功分器作用在參考混頻器和校準(zhǔn)/測量混頻器的本振端口上。這樣就驅(qū)動(dòng)了測試中的混頻器。

2)、接收機(jī)模式

通過矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀的接收機(jī)模式，可以直接獲取任意端口的接收信號。利用這個(gè)功能，使端口2、端口4分別接收參考混頻器和校準(zhǔn)/測量混頻器的中頻輸出信號，然后做比值，就可得到校準(zhǔn)/測量混頻器對參考混頻器的一致性。

圖2、頻偏法測混頻組件相位一致性實(shí)例

3)、校準(zhǔn)過程

因?yàn)槭褂蒙鲜龇椒ǎ诰W(wǎng)絡(luò)儀端口引入了電纜、功分器等，增大了測量中的誤差，所以在測試被測混頻器之前，需要通過利用參考混頻器和校準(zhǔn)混頻器(標(biāo)定過的)。進(jìn)行校準(zhǔn)處理。

按圖2所示，將參考混頻器和校準(zhǔn)混頻器連接到矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀上，然后再測量軌跡上(B/D,1)使用網(wǎng)絡(luò)分析儀的歸一化功能，進(jìn)一步將網(wǎng)絡(luò)中的誤差和參考混頻器的影響消除。即在測試被測混頻器中，將被測混頻器的指標(biāo)歸一化到校準(zhǔn)混頻器上。

測試步驟

1)、在網(wǎng)絡(luò)儀主界面在軌跡上右鍵選擇[測量…]，選擇接收機(jī)模式下的參數(shù)。

圖3、參數(shù)選擇

2)、在網(wǎng)絡(luò)儀主界面中，選擇[功率]->[功率和衰減…]，設(shè)置兩個(gè)源分別輸出射頻功率和本振功率。

圖4、功率設(shè)置

3)、在網(wǎng)絡(luò)儀主界面中，選擇[頻率]->[頻率偏移…]，設(shè)置兩個(gè)源分別輸出射頻頻率和本振頻率，接收端口3、4工作在中頻頻率上。

圖5、頻率設(shè)置

4)、測量完校準(zhǔn)混頻器，點(diǎn)擊主界面中的[分析]->[存儲]->[歸一化]，將測量數(shù)據(jù)進(jìn)行歸一化。

圖6、校準(zhǔn)混頻器歸一化

5)、用測量混頻器替換校準(zhǔn)混頻器，進(jìn)行幅度、相位測量參數(shù)的查看。使用網(wǎng)絡(luò)儀主界面中的[光標(biāo)]功能，設(shè)置1個(gè)或多個(gè)光標(biāo)，可進(jìn)行詳細(xì)參數(shù)的對比。

圖7、測量混頻器相位值

至此，已完成混頻器相位一致性測量所有測試前準(zhǔn)備工作，依次將待測混頻器連接到網(wǎng)絡(luò)儀中進(jìn)行測試，即可完成了一致性的后續(xù)工作。