一種混頻器群時(shí)延測量電路及方法
【專利摘要】本發(fā)明提出了一種混頻器群時(shí)延測量電路，包括：矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀和梳狀波發(fā)生器；所述矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀包括第一頻率合成器、第二頻率合成器和接收機(jī)；所述第一頻率合成器的輸出信號通過第一耦合器分成兩路，一路耦接到被測混頻器的射頻信號輸入端，另一路耦接到所述接收機(jī)；所述第二頻率合成器的輸出信號耦接到所述被測混頻器的本振信號輸入端；所述矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀還包括參考振蕩器，參考振蕩器的輸出端耦接到所述梳狀波發(fā)生器的輸入端，梳狀波發(fā)生器的輸出端和所述被測混頻器的輸出端共同耦接到第二耦合器的輸入端，第二耦合器的輸出端耦接到所述接收機(jī)。本發(fā)明能夠方便快速地實(shí)現(xiàn)測量通道相位的測量，精確地實(shí)現(xiàn)相位誤差校正。
【專利說明】一種混頻器群時(shí)延測量電路及方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及測試【技術(shù)領(lǐng)域】，特別涉及一種混頻器群時(shí)延測量電路，還涉及一種混頻器群時(shí)延測量方法。
【背景技術(shù)】
[0002]變頻器件在射頻和微波收發(fā)設(shè)備中是常見的基本元件，也是核心器件，廣泛應(yīng)用于通信、雷達(dá)、衛(wèi)星等系統(tǒng)的上行和下行鏈路中，這些設(shè)備要求具有低誤碼率的數(shù)據(jù)傳輸，變頻器件的群時(shí)延是影響誤碼率的關(guān)鍵參數(shù)。群時(shí)延是有效表達(dá)相位失真的一項(xiàng)非常重要的性能指標(biāo)，如何精確、快速地測量變頻器件的群時(shí)延特性已經(jīng)成為一個(gè)迫切需要解決的難題。
[0003]目前利用矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀進(jìn)行群時(shí)延測量是通過測量被測件輸入和輸出端口相位的比值，再計(jì)算出群時(shí)延，這種方法只有在被測件的輸入和輸出信號頻率相同情況下才能進(jìn)行。對于線性器件是可行的，對于非線性器件，如混頻器，由于輸入頻率和輸出頻率不同，為了實(shí)現(xiàn)群時(shí)延測量，需要在參考通道上外加參考混頻器，實(shí)現(xiàn)輸入信號和輸出信號同頻，這種方法也叫平行混頻器法。
[0004]混頻器的群時(shí)延測量屬于相位測量，采用矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀測量混頻器的群時(shí)延，為了確保測量精確度，需要對測量系統(tǒng)進(jìn)行相位誤差修正。目前采用的平行混頻器法，進(jìn)行誤差修正時(shí)需要外加一個(gè)校準(zhǔn)混頻器/濾波器，其技術(shù)方案是通過對校準(zhǔn)混頻器/濾波器進(jìn)行校準(zhǔn)表征，然后將校準(zhǔn)混頻器/濾波器作為直通標(biāo)準(zhǔn)實(shí)現(xiàn)誤差修正的。為了保證輸入輸出信號同頻，測量過程中需要在矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀射頻端口進(jìn)行端口擴(kuò)展，在擴(kuò)展路徑中外加參考混頻器/濾波器。由于參考混頻器的引入，還需要保證校準(zhǔn)混頻器和參考混頻器的本振信號同步，因此需要外加功率分配器，將本振信號功分為兩路，為混頻器提供本振信號。
[0005]上述測量方案有很多缺點(diǎn)，首先要求校準(zhǔn)混頻器必須具有互易性，其次校準(zhǔn)混頻器后還需要外加濾波器，由于受濾波器性能影響，混頻器工作頻率也有限制。同時(shí)，為了保證輸入和輸出信號同頻，測量還需要外加參考混頻器。另外，外加參考混頻器后，需要給參考混頻器提供本振信號，矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀還需要在混頻器本振輸入端口外加功率分配器?？傊?，整個(gè)測量過程和校準(zhǔn)過程操作程序繁瑣。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明提出一種混頻器群時(shí)延測量電路及方法，解決了現(xiàn)有的混頻器群時(shí)延測量技術(shù)測量過程和校準(zhǔn)過程操作程序繁瑣的問題。
[0007]本發(fā)明的技術(shù)方案是這樣實(shí)現(xiàn)的:
[0008]一種混頻器群時(shí)延測量電路，包括:矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀和梳狀波發(fā)生器；
[0009]所述矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀包括第一頻率合成器、第二頻率合成器和接收機(jī)；所述第一頻率合成器的輸出信號通過第一耦合器分成兩路，一路耦接到被測混頻器的射頻信號輸入端，另一路耦接到所述接收機(jī)；所述第二頻率合成器的輸出信號耦接到所述被測混頻器的本振信號輸入端；所述矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀還包括參考振蕩器，參考振蕩器的輸出端耦接到所述梳狀波發(fā)生器的輸入端，梳狀波發(fā)生器的輸出端和所述被測混頻器的輸出端共同耦接到第二耦合器的輸入端，第二耦合器的輸出端耦接到所述接收機(jī)。
[0010]可選地，所述第一頻率合成器和第二頻率合成器中嵌入相位累加器。
[0011]可選地，所述參考振蕩器輸出信號的頻率為10MHz。
[0012]可選地，混頻器群時(shí)延測量電路還包括第三耦合器，第三耦合器耦接在所述第一耦合器和被測混頻器之間。
[0013]本發(fā)明還提供了一種混頻器群時(shí)延測量方法，適用于上述電路，包括以下步驟:
[0014]步驟(a)，相位誤差校正步驟:通過矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀內(nèi)部的參考振蕩器向梳狀波發(fā)生器提供參考信號，梳狀波發(fā)生器輸出相位已知的基波和諧波信號到接收機(jī)作為參考相位，矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀測量接收機(jī)通道的相位響應(yīng)，將參考相位和測量相位的差值作為接收機(jī)的相位誤差校正值；
[0015]步驟(b)，測量步驟:矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀內(nèi)部的第一頻率合成器產(chǎn)生激勵(lì)信號，第一頻率合成器的輸出信號經(jīng)第一耦合器分成兩路，一路耦接到接收機(jī)，另一路耦接到被測混頻器的射頻信號輸入端，第二頻率合成器的輸出信號耦接到被測混頻器的本振信號輸入端，被測混頻器輸出的中頻信號耦接到接收機(jī)。
[0016]可選地，步驟(a)中，矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀內(nèi)部的參考振蕩器向梳狀波發(fā)生器提供的參考信號的頻率為IOMHz。
[0017]可選地，第一頻率合成器設(shè)置開始頻率10MHz，終止頻率26.5GHz，掃描點(diǎn)數(shù)2650個(gè)點(diǎn)。
[0018]本發(fā)明的有益效果是:
[0019](I)由于采用矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀頻率合成器相位相干性，不需要保證輸入信號和輸出信號同頻，不需要參考混頻器/濾波器、功率分配器、參考通路外擴(kuò)展等，能夠方便快速地實(shí)現(xiàn)測量通道相位的測量；
[0020](2)由于采用了梳狀波發(fā)生器進(jìn)行接收通路相位校準(zhǔn)方式，避免了要求互易性校準(zhǔn)混頻器/濾波器的使用，能夠精確地實(shí)現(xiàn)相位誤差校正，測量過程快速，測量結(jié)果精確。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0021]為了更清楚地說明本發(fā)明實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實(shí)施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。
[0022]圖1為本發(fā)明一種混頻器群時(shí)延測量電路的控制框圖。
【具體實(shí)施方式】
[0023]下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例。基于本發(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。
[0024]對于混頻器或者變頻器件，由于輸入頻率和輸出頻率不同，使得群時(shí)延的測量難度加大，測量過程十分繁瑣。本發(fā)明提供一種混頻器群時(shí)延測量電路及方法，利用梳狀波發(fā)生器在矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀上實(shí)現(xiàn)混頻器群時(shí)延測量，完成混頻器輸入信號和輸出信號的相位測量，并對測量結(jié)果進(jìn)行誤差校正，通過公式計(jì)算求出群時(shí)延。
[0025]如圖1所示，本發(fā)明的一種混頻器群時(shí)延測量電路，包括:矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀100和梳狀波發(fā)生器200 ;矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀100包括第一頻率合成器11、第二頻率合成器31和接收機(jī)40 ;第一頻率合成器11的輸出信號通過第一耦合器12分成兩路，一路耦接到被測混頻器300的射頻信號輸入端，另一路耦接到接收機(jī)40，優(yōu)選地，在第一耦合器12和被測混頻器300之間還耦接有第三耦合器13 ;第二頻率合成器31的輸出信號耦接到被測混頻器300的本振信號輸入端，被測混頻器300的輸出端輸出中頻信號；矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀100還包括參考振蕩器50，參考振蕩器50的輸出端耦接到梳狀波發(fā)生器200的輸入端，梳狀波發(fā)生器200的輸出端和被測混頻器300的輸出端共同耦接到第二耦合器21的輸入端，第二耦合器21的輸出端耦接到接收機(jī)，優(yōu)選地，參考振蕩器50輸出信號的頻率為10MHz。
[0026]混頻器的群時(shí)延測量屬于相位測量，采用矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀測量混頻器的群時(shí)延，為了確保測量精確度，需要對測量電路進(jìn)行相位誤差校正。矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀100在測試端口的參考平面上進(jìn)行絕對功率校準(zhǔn)、相位校準(zhǔn)和S參數(shù)校準(zhǔn)，獲取矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀系統(tǒng)誤差以及連接件、與被測混頻器300連接的測試電纜的誤差。提供給梳狀波發(fā)生器200的信號來自于矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀100內(nèi)部的IOMHz參考振蕩器，梳狀波發(fā)生器200的輸出耦接到矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀內(nèi)部的接收機(jī)。在校準(zhǔn)過程中，第一頻率合成器11設(shè)置開始頻率10MHz，終止頻率26.5GHz，掃描點(diǎn)數(shù)2650個(gè)點(diǎn)。相位誤差校正結(jié)束后，網(wǎng)絡(luò)矢量分析儀100連接被測混頻器300，測量得到的被測混頻器300輸入射頻信號的相位和輸出中頻信號的相位，利用輸入射頻信號和輸出中頻信號的相對相位與頻率的微分關(guān)系，通過計(jì)算即可得到群時(shí)延。
[0027]矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀100內(nèi)部的第一頻率合成器11和第二頻率合成器31為小數(shù)分頻頻率合成器，具有相位相干性，在第一頻率合成器11和第二頻率合成器31中嵌入相位累加器，可以實(shí)現(xiàn)射頻信號、本振信號、中頻檢測和數(shù)字信號處理之間的同步。在掃頻模式下，相位累加器計(jì)算每個(gè)時(shí)鐘周期額外增加的相位，和系統(tǒng)時(shí)鐘周期保持同步的相位掃描耦合，在整個(gè)數(shù)據(jù)掃描采集過程中，信號源、內(nèi)置本振和數(shù)字中頻保持確定的相位關(guān)系，這樣就可以對信號進(jìn)行獨(dú)立測量。
[0028]基于上述混頻器群時(shí)延測量電路，本發(fā)明還提供了一種混頻器群時(shí)延測量方法，包括以下步驟:步驟(a)，相位誤差校正步驟:通過矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀內(nèi)部的參考振蕩器向梳狀波發(fā)生器提供參考信號，梳狀波發(fā)生器輸出相位已知的基波和諧波信號到接收機(jī)作為參考相位，矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀測量接收機(jī)通道的相位響應(yīng)，將參考相位和測量相位的差值作為接收機(jī)的相位誤差校正值；步驟(b)，測量步驟:矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀內(nèi)部的第一頻率合成器和第二頻率合成器產(chǎn)生激勵(lì)信號，第一頻率合成器的輸出信號經(jīng)第一耦合器分成兩路，一路耦接到接收機(jī)，另一路耦接到被測混頻器的射頻信號輸入端，第二頻率合成器的輸出信號耦接到被測混頻器的本振信號輸入端，被測混頻器輸出的中頻信號耦接到接收機(jī)。
[0029]優(yōu)選地，上述步驟(a)中，矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀內(nèi)部的參考振蕩器向梳狀波發(fā)生器提供的參考信號的頻率為IOMHz ;第一頻率合成器設(shè)置開始頻率10MHz，終止頻率26.5GHz，掃描點(diǎn)數(shù)2650個(gè)點(diǎn)。
[0030]本發(fā)明的混頻器群時(shí)延測量電路及方法，由于采用矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀頻率合成器相位相干性，不需要保證輸入信號和輸出信號同頻，不需要參考混頻器/濾波器、功率分配器、參考通路外擴(kuò)展等，可以更方便快速地實(shí)現(xiàn)測量通道相位的測量；而且，由于采用了梳狀波發(fā)生器進(jìn)行接收通路相位校準(zhǔn)方式，避免了要求互易性校準(zhǔn)混頻器/濾波器的使用，能夠更精確地實(shí)現(xiàn)相位誤差校正。
[0031]以上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種混頻器群時(shí)延測量電路，其特征在于，包括:矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀和梳狀波發(fā)生器； 所述矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀包括第一頻率合成器、第二頻率合成器和接收機(jī)；所述第一頻率合成器的輸出信號通過第一耦合器分成兩路，一路耦接到被測混頻器的射頻信號輸入端，另一路耦接到所述接收機(jī)；所述第二頻率合成器的輸出信號耦接到所述被測混頻器的本振信號輸入端；所述矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀還包括參考振蕩器，參考振蕩器的輸出端耦接到所述梳狀波發(fā)生器的輸入端，梳狀波發(fā)生器的輸出端和所述被測混頻器的輸出端共同耦接到第二耦合器的輸入端，第二耦合器的輸出端耦接到所述接收機(jī)。
2.如權(quán)利要求1所述的混頻器群時(shí)延測量電路，其特征在于，所述第一頻率合成器和第二頻率合成器中嵌入相位累加器。
3.如權(quán)利要求1所述的混頻器群時(shí)延測量電路，其特征在于，所述參考振蕩器輸出信號的頻率為IOMHz。
4.如權(quán)利要求1所述的混頻器群時(shí)延測量電路，其特征在于，還包括第三耦合器，第三耦合器耦接在所述第一耦合器和被測混頻器之間。
5.一種混頻器群時(shí)延測量方法，適用于權(quán)利要求1至4任一項(xiàng)所述電路，其特征在于，包括以下步驟: 步驟(a)，相位誤差校正步驟:通過矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀內(nèi)部的參考振蕩器向梳狀波發(fā)生器提供參考信號，梳狀波發(fā)生器輸出相位已知的基波和諧波信號到接收機(jī)作為參考相位，矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀測量接收機(jī)通道的相位響應(yīng)，將參考相位和測量相位的差值作為接收機(jī)的相位誤差校正值； 步驟(b)，測量步驟:矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀內(nèi)部的第一頻率合成器產(chǎn)生激勵(lì)信號，第一頻率合成器的輸出信號經(jīng)第一耦合器分成兩路，一路耦接到接收機(jī)，另一路耦接到被測混頻器的射頻信號輸入端，第二頻率合成器的輸出信號耦接到被測混頻器的本振信號輸入端，被測混頻器輸出的中頻信號耦接到接收機(jī)。
6.如權(quán)利要求5所述的混頻器群時(shí)延測量方法，其特征在于，步驟(a)中，矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀內(nèi)部的參考振蕩器向梳狀波發(fā)生器提供的參考信號的頻率為10MHz。
7.如權(quán)利要求6所述的混頻器群時(shí)延測量方法，其特征在于，第一頻率合成器設(shè)置開始頻率IOMHz，終止頻率26.5GHz，掃描點(diǎn)數(shù)2650個(gè)點(diǎn)。
【文檔編號】H03L7/085GK103595404SQ201310542123
【公開日】2014年2月19日 申請日期:2013年10月29日 優(yōu)先權(quán)日:2013年10月29日
【發(fā)明者】徐洪濤, 段飛, 曹志英, 李卓明 申請人:中國電子科技集團(tuán)公司第四十一研究所