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/變頻器的一致性進行測量。混頻器/變頻器矢量測試方法，雖能同時測量幅度、相位、群延等信息，但對校準過程中的校準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、濾波等環節，實現互易性非常困難，所以混頻器/變頻器矢量測試方法測量其一致性非常不便。

在矢量網絡分析儀中開發的頻偏測量方法，能很好地解決互易性困難且需要進行混頻器/變頻器一致性測試問題，其原理是將矢量網絡分析儀源輸出頻率調節到不同于接收頻率上進行測量。基于頻偏功能進行混頻器/變頻器一致性測量，其特點包括：

· 快速且有效的校準;

· 復雜變頻組件的相位一致性測量;

· 多通道下多組數據一次性顯示等特點。

以下是以AV3672系列矢量網絡分析儀為平臺開發出的，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混頻器的一致性參數。每條軌跡都支持幅度、相位、群時延、史密斯圓圖、極坐標等多種格式的顯示。若需要獲得更多的參數，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，基于網絡儀的頻偏功能是保證變頻器件準確測量的先決條件。

測量過程中，頻偏功能將網絡儀內部的兩個源輸出不同頻率、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/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/測量混頻器的本振端口上。這樣就驅動了測試中的混頻器。

2)、接收機模式

通過矢量網絡分析儀的接收機模式，可以直接獲取任意端口的接收信號。利用這個功能，使端口2、端口4分別接收參考混頻器和校準/測量混頻器的中頻輸出信號，然后做比值，就可得到校準/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例

3)、校準過程

因為使用上述方法，在網絡儀端口引入了電纜、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混頻器(標定過的)。進行校準處理。

按圖2所示，將參考混頻器和校準混頻器連接到矢量網絡分析儀上，然后再測量軌跡上(B/D,1)使用網絡分析儀的歸一化功能，進一步將網絡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歸一化到校準混頻器上。

測試步驟

1)、在網絡儀主界面在軌跡上右鍵選擇[測量…]，選擇接收機模式下的參數。

圖3、參數選擇

2)、在網絡儀主界面中，選擇[功率]->[功率和衰減…]，設置兩個源分別輸出射頻功率和本振功率。

圖4、功率設置

3)、在網絡儀主界面中，選擇[頻率]->[頻率偏移…]，設置兩個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、頻率設置

4)、測量完校準混頻器，點擊主界面中的[分析]->[存儲]->[歸一化]，將測量數據進行歸一化。

圖6、校準混頻器歸一化

5)、用測量混頻器替換校準混頻器，進行幅度、相位測量參數的查看。使用網絡儀主界面中的[光標]功能，設置1個或多個光標，可進行詳細參數的對比。

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備工作，依次將待測混頻器連接到網絡儀中進行測試，即可完成了一致性的后續工作。