CN104618047A - 变频器绝对延时测量装置 - Google Patents
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Abstract
本发明的变频器绝对延时测量装置包括信号发生器、二极管检波器、开关、频谱分析仪和数字信号采集器；所述信号发生器产生脉冲调制信号并分成两路；所述二极管检波器的输入端与所述信号发生器的一路输出信号连接，所述二极管检波器的输出端与所述数字信号采集器的第一通路连接；所述开关与待测变频器并联；待测变频器的输入端连接所述信号发生器的另一路输出信号连接，所述频谱分析仪串接在待测变频器的输出端与所述数字信号采集器的第二通路之间。本发明的变频器绝对延时测量装置避免使用标准混频器，且测量精准。
Description
技术领域
本发明涉及专用测试设备校准领域，具体涉及一种变频器绝对延时测量装置。
背景技术
变频器是卫星转发器中的一个重要组成部分，变频器的延时也是卫星转发器延时的一个重要分量，因此，准确测量变频器的延时是解决转发器延时精确测量的关键。
变频器绝对延时的准确测量倍受国内外仪器厂商的关注。国外著名仪器生产商Agilent、R/S、Anritsu等都提出了自己有关这方面的专利技术。Agilent公司利用矢量网络分析仪，通过采用Golden标准混频器技术对待侧变频器或混频器进行绝对延时测量。R/S公司虽然也是利用矢量网络分析仪技术，但在激励信号产生方面采用双音频形式。而Anritsu公司和国内公司采用调制或伪码扩频技术直接测量含变频器的转发器的卫星链路延迟。
理论上变频器绝对延时测量采用两种状态方法，一种是静态方法、另一种是动态方法。采用矢量网络分析仪的属于静态方法，采用调制或伪码扩频技术的属于动态方法，但是它们都有一定的局限性。静态方法中要找到一个与需要测试性质相同的Golden标准混频器，这在事实上是不可能，即使找到也是很难满足要求。动态方法中由于测量设备的限制不可能得到高测量精度的要求，误差都在10-20ns之间，远远不能满足当前武器装备的需求。
发明内容
本发明的目的在于提供一种变频器绝对延时测量装置，避免使用标准混频器，且测量精准。
为了达到上述的目的，本发明提供一种变频器绝对延时测量装置，包括信号发生器、二极管检波器、开关、频谱分析仪和数字信号采集器；所述信号发生器产生脉冲调制信号并分成两路；所述二极管检波器的输入端与所述信号发生器的一路输出信号连接，所述二极管检波器的输出端与所述数字信号采集器的第一通路连接；所述开关与待测变频器并联；待测变频器的输入端连接所述信号发生器的另一路输出信号连接，所述频谱分析仪串接在待测变频器的输出端与所述数字信号采集器的第二通路之间。
上述变频器绝对延时测量装置，其中，所述信号发生器包括函数发生器、微波信号源和功分器；所述函数发生器产生一方波信号输入所述微波信号源，所述微波信号源对该方波信号进行PM调制，得到一脉冲调制信号输入所述功分器，所述功分器将脉冲调制信号分成两路分别输入所述二极管检波器及待测变频器的输入端。
上述变频器绝对延时测量装置，其中，所述频谱分析仪的内置混频装置的本振信号相位始终恒定。
本发明的变频器绝对延时测量装置通过待测变频器输出信号为校准点直接测量获得变频器的绝对延时，无需标准混频器并结合动态技术，既节省了标准混频器又大大提高了测量精度，本发明的变频器绝对延时测量装置的测量精度达1ns。
附图说明
本发明的变频器绝对延时测量装置由以下的实施例及附图给出。
图1是本发明的变频器绝对延时测量装置的结构示意图。
具体实施方式
以下将结合图1对本发明的变频器绝对延时测量装置作进一步的详细描述。
参见图1，本发明的变频器绝对延时测量装置包括信号发生器10、二极管检波器20、开关30、频谱分析仪40和数字信号采集器50；
所述信号发生器10产生脉冲调制信号并分成两路；
所述二极管检波器20的输入端与所述信号发生器10的一路输出信号连接，所述二极管检波器20的输出端与所述数字信号采集器50的第一通路连接；
所述开关30与待测变频器60并联；
待测变频器60的输入端连接所述信号发生器10的另一路输出信号连接，所述频谱分析仪40串接在待测变频器60的输出端与所述数字信号采集器50的第二通路之间。
继续参见图1，所述信号发生器10包括函数发生器11、微波信号源12和功分器13，所述函数发生器11、微波信号源12和功分器13依次串联；所述函数发生器11产生一方波信号输入所述微波信号源12，所述微波信号源12对该方波信号进行PM调制，得到一脉冲调制信号输入所述功分器13，所述功分器13将脉冲调制信号分成两路分别输入所述二极管检波器20及待测变频器60的输入端。
本发明的变频器绝对延时测量装置工作过程如下：
闭合所述开关30，所述信号发生器10的一路输出信号通过所述二极管检波器20解调脉冲包络信号后直接输入所述数字信号采集器50的第一通路，所述信号发生器10的另一路输出信号直接经所述开关30输入所述频谱分析仪40，所述频谱分析仪40对脉冲调制信号进行频率变换后输出中频信号，并输出至所述数字信号采集器50的第二通路，所述数字信号采集器50通过软件无线电解调计算出第一通路与第二通路的脉冲时间差T1；
断开所述开关30，所述信号发生器10的一路输出信号通过所述二极管检波器20解调脉冲包络信号后直接输入所述数字信号采集器50的第一通路，所述信号发生器10的另一路输出信号经待测变频器60后输入所述频谱分析仪40，所述频谱分析仪40进行频率变换后输出中频信号，该中频信号输出至所述数字信号采集器50的第二通路，所述数字信号采集器50通过软件无线电解调计算出第一通路与第二通路的脉冲时间差T2；
T2与T1之差即为变频器绝对延时值，即变频器绝对延时值 ，变频器绝对延时值由所述数字信号采集器50显示出。
本发明中，二极管检波器对不同频率的脉冲调制信号包络产生的延时相对待测变频器的绝对延时很小，故无论以待测变频器的输出信号频率为校准参考点，还是以待测变频器的输入信号频率为校准参考点，它们的差值是可以忽略的。
本发明以频谱分析仪作为测试通路的混频器，在测试过程中待测变频器的输出信号输入到频率分析仪，经频率分析仪下变频后输入到数字信号采集器进行数据处理，解调出基带信号，即本发明中频谱分析仪的功效等于一个硬件检波器。开关闭合时，变频器绝对延时测量装置处于校准操作程序，开关断开时，变频器绝对延时测量装置处于测量操作程序，校准操作程序以待测变频器输入信号的频率作为校准参考频率，测量操作程序以待测变频器输出信号的频率作为校准参考频率，若两频率不一致将导致频谱分析仪内置混频装置的本振信号相位的跳变，从而对测量结果产生影响，因此，在校准操作程序，选择待测变频器的输出频率作为信号产生器的脉冲调制信号的频率。也就是说，无论是校准操作程序还是测量操作程序，频谱分析仪的内置混频装置的各项技术参数始终保持不变，即频谱分析仪的内置混频装置的本振信号相位始终恒定。频谱分析仪内置混频装置的延时为200ps左右，待测变频器绝对延时均在10-100ns，在实际测量结果中频谱分析仪对延时的影响可忽略不计。
本发明利用通用仪器频谱分析仪的中频混频功能进行二次仪器开发并结合软件无线电技术组建测量装置，开展对卫星转发器变频链路绝对延时的校准。
本发明为卫星转发器变频链路的绝对延时测量提供一套简便、有效、准确度高的测量装置，试验表明该测量装置测量精度达1ns。该测量装置在无需高性能网络分析仪及Golden标准混频器的情况下可完成变频器绝对延时的测量。
Claims (3)
1.变频器绝对延时测量装置，其特征在于，包括信号发生器、二极管检波器、开关、频谱分析仪和数字信号采集器；
所述信号发生器产生脉冲调制信号并分成两路；
所述二极管检波器的输入端与所述信号发生器的一路输出信号连接，所述二极管检波器的输出端与所述数字信号采集器的第一通路连接；
所述开关与待测变频器并联；
待测变频器的输入端连接所述信号发生器的另一路输出信号连接，所述频谱分析仪串接在待测变频器的输出端与所述数字信号采集器的第二通路之间。
2.如权利要求1所述的变频器绝对延时测量装置，其特征在于，所述信号发生器包括函数发生器、微波信号源和功分器；所述函数发生器产生一方波信号输入所述微波信号源，所述微波信号源对该方波信号进行PM调制，得到一脉冲调制信号输入所述功分器，所述功分器将脉冲调制信号分成两路分别输入所述二极管检波器及待测变频器的输入端。
3.如权利要求1所述的变频器绝对延时测量装置，其特征在于，所述频谱分析仪的内置混频装置的本振信号相位始终恒定。
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Publications (1)
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