變頻系統群時(shí)延測量技術(shù)探討

　　及結果對比

　　本文在實(shí)驗中采用了矢網(wǎng)法和調制法，其中調制法分別采用了三種儀器作為“時(shí)間間隔測量儀”進(jìn)行測試，下面對四種測量方式的測試過(guò)程及結果進(jìn)行說(shuō)明。

　　這里使用的被測件是一個(gè)C頻段的變頻系統，其輸入端中心頻率為6224GHz，本振2225MHz，輸出端的中心頻率為3999GHz，工作帶寬為36MHz。在矢網(wǎng)法中進(jìn)行了混頻器矢量校準。在調頻法測試中，則利用了頻譜儀E4448A的下變頻功能，把被測件的輸出信號變頻到321.4MHz的中頻，然后在中頻對FM信號進(jìn)行解調和測量。

　　矢網(wǎng)法中的矢量網(wǎng)絡(luò )分析儀有矢量校準和頻率偏置功能，我們選用E8363B分析儀，測試中用兩對和被測件有同樣變頻關(guān)系的混頻器+濾波器，要求在校準和測量過(guò)程中都需要把兩對校準混頻器(校準時(shí)用)或混頻器+被測變頻器(測試時(shí)用)、激勵源、本振源、矢網(wǎng)共時(shí)基。設置矢網(wǎng)中心頻率為3999MHz，測量帶寬為36MHz，測量點(diǎn)數為101個(gè)點(diǎn)。進(jìn)行矢量校準后，在測試支路換上被測變頻器，直接得到測試結果。測試框圖如圖3所示。

　　圖3 矢網(wǎng)法測試框圖

　　調制法中，上行激勵源要求有內調頻功能，低頻調制信號從“LF”口輸出，到“時(shí)間間隔測量?jì)x”的一個(gè)端口，已調載波經(jīng)過(guò)被測件后，利用頻譜儀的下變頻功能，把信號下變頻到中頻信號，經(jīng)過(guò)調頻解調器解調出低頻調制信號，到“時(shí)間間隔測量?jì)x”的另一個(gè)端口，由時(shí)間間隔測量?jì)x測出兩個(gè)低頻信號的時(shí)間差，即為該頻點(diǎn)的群時(shí)延值。在工作頻帶內，以一定步長(cháng)改變上行激勵源的射頻信號頻率，即得到工作帶寬內群時(shí)延變化。測試框圖如圖4所示。

　　圖4 調制法測試框圖

　　實(shí)驗中，在E8257D中設置調制信號為400kHz，調制頻偏為1MHz，“FM解調器”解調出的信號比較穩定，這樣保證了測量精度。儀器分別采用示波器54855A、時(shí)間間隔分析儀53310A、頻率計53132A做時(shí)間間隔測量?jì)x，測試結果如圖5所示，

　　圖5 四種方式測試結果

　　其中曲線(xiàn)是對中心頻率進(jìn)行歸一化后的結果?？梢钥闯?，四種方式的測試結果十分吻合。

　　測量分析及實(shí)際測量時(shí)的建議

　　從圖5可以看出，幾種方式在實(shí)際使用中都是可行的，可根據具體情況選擇使用。

　　矢網(wǎng)法在測試變頻系統時(shí)，從被測件的相頻特性曲線(xiàn)微分計算得到群時(shí)延，比較直觀(guān)，因為有精確的矢量校準，可以進(jìn)行絕對群時(shí)延的測試。同時(shí)，矢網(wǎng)相位測量精度高，接收機中頻帶寬小(E8363B可達到1Hz)，原則上不受被測件帶寬的限制，這一特點(diǎn)對測窄帶變頻器十分有意義。測試時(shí)，進(jìn)行正確的校準后，選擇合適的孔徑都會(huì )得到穩定正確的測試結果。但為完成此校準，針對不同的變頻系統要配備專(zhuān)用混頻器和濾波器，還要求被測件能引出時(shí)基信號，連接比較復雜。相比之下，新一代PNA-X系列矢網(wǎng)，不需要共時(shí)基，能簡(jiǎn)化鏈路連接。建議在實(shí)際使用中，校準支路和測試支路一旦搭建好，要保持連接固定、不晃動(dòng)，這樣能減少誤差。尤其在系統級測試中，一定要保證這一點(diǎn)。另外，要根據選用的混頻器性能，給出足夠大的本振信號和射頻信號，無(wú)論校準或測試時(shí)都要保證這一點(diǎn)。