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使用Agilent矢量网络分析仪解决射频和微波测量领域的难题

使用两个集成的射频源能够简化放大器和混频器的测量

VNA只需一个射频源就可以测量S参数、增益压缩和元器件谐波,使用备用的内部源不仅可以执行更加复杂的非线性测量,例如IMD,还可以高效地测试混频器和频率转换器。

测量IMD时,在一台信号合成器(例如电阻功率分离器或定向耦合器)上将两个信号(在双音频互调中通常指"音频")加以组合,然后发送到被测放大器(AUT)的输入端。图2显示了使用4端口VNA完成以上操作的步骤。由于被测放大器的非线性特性,,在放大器的输出端除了两个放大的输入信号,还出现了互调现象。在通信系统中,这些多余的干扰将出现在所需的操作频带中,因此无法对其进行过滤并消除。理论上讲,如果出现大量的互调分量,则通常只测量三阶分量,因为它们是造成系统故障的主要原因。两个输入信号的频率差决定了三阶互调分量的位置。例如,如果两个输入信号分别为1.881 GHz和1.882 GHz,则低IMD信号将位于1.800 GHz上,高IMD信号将位于1.883 GHz上。

图3显示了在VNA上进行的IMD测量。上图显示了使用频谱分析仪进行的扫描操作。该方法直观、易懂,但会使用不必要的数据,从而耗费更多的测试时间。下图显示的方法更佳,其中的数据主要来自IMD和两个测试信号。

使用VNA进行的测量相对于其它方法具有两个突出优点。第一,用户使用一台测试仪器和一套连接组件即可获得全部测量数据:例如S参数、增益压缩、输出谐波和IMD。第二,通过VNA基于功率计的校准,可获得比使用频谱分析仪更高的测量精度。

由于频率转换设备,例如混频器或转换器,需要额外的本地振荡器(LO)信号,故VNA的备用内部源非常适合测试这类设备,。进行扫描LO测试时更是如此,因为可以对拥有固定偏移值的LO信号和射频输入信号进行同步扫描。这是测量宽带频率转换器前端元器件频率响应的常见测试方法。使用VNA的内部信号发生器发出的LO信号可以显著提高测量速度。例如,相对于使用外部Agilent PSG信号发生器,带有选件246的N5230A能够将扫描LO测量的扫描速度提高35倍。图4显示了对单阶频率转换器的测量。上图显示了对转换器IF过滤器的频率响应进行的固定LO测量。下图的扫描LO测量显示了转换器的前端平坦度。

安捷伦还提供专为混频器和转换器测量设计的先进的误差校正程序。这些程序通过校正测试系统中被测件的输入匹配和源匹配之间的失配,将转换损耗或转换增益测量的失配波动降至最低。目前已经开发了一项类似的技术对混频器和转换器群延迟进行低波动绝对测量。

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