CN105227145A - 射频非线性失真检测电路 - Google Patents

Abstract

一种射频非线性失真检测电路，包括：信号发生器，适于产生激励信号；第一信号处理器，耦接所述信号发生器，适于对所述激励信号进行处理并将处理后的激励信号输入至待测设备；包括至少两个级联的滤波器的滤波器组，适于耦接所述待测设备，根据所述待测设备输出的信号输出第一失真信号；第二信号处理器，耦接所述滤波器组，适于对所述第一失真信号进行处理。所述射频非线性失真检测电路可以检测到超低的谐波失真和互调失真信号，提高了射频非线性失真检测电路的测量精度。

Description

射频非线性失真检测电路

技术领域

本发明涉及半导体技术领域，尤其涉及射频非线性失真检测电路。

背景技术

在电子、音频和电信领域，失真度是衡量电声系统的重要指标之一。失真包括非线性失真和线性失真。线性失真是指信号频率分量间幅度和相位关系的变化，仅出现波形的幅度及相位失真，这种失真的特点是不产生新的频率分量，包括幅度失真和交越失真。非线性失真是指信号波形发生了畸变，并产生了新的频率分量的失真。非线性失真不仅会破坏音质，还有可能由于过量的高频谐波和直流分量烧毁音箱高音扬声器和低音扬声器。失真度主要是对非线性失真的测量。

现有技术中，通常用射频非线性失真检测电路来测量收录机、电声设备和信号发生器等设备输出信号的失真度。且对于非线性失真的测量主要是检测谐波失真和互调失真。在现有技术的射频非线性失真检测电路中，为了使输入基频信号处理器和谐波信号处理器的信号为小功率信号，在激励信号流入功分器前通常会设置一个比较大的衰减器。高通滤波器过滤基频信号并将谐波失真信号输入谐波信号处理器。测得的谐波失真为实际谐波失真和衰减度之和。

但是，现有技术的射频非线性失真检测电路中，衰减器的衰减值通常都是人为设置，衰减范围有限；同时，在待测设备输出高功率信号时，辅助检测电路失配导致回波反射，射频非线性失真检测电路输出的失真信号掺杂了底噪信号，降低了射频非线性失真检测电路测量精度。

发明内容

本发明解决的技术问题是如何提高射频非线性失真检测电路的测量精度。

为解决上述技术问题，本发明实施例提供一种射频非线性失真检测电路，所述非线性失真检测电路包括：

信号发生器，适于产生激励信号；

第一信号处理器，耦接所述信号发生器，适于对所述激励信号进行处理并将处理后的激励信号输入至待测设备；

包括至少两个级联的滤波器的滤波器组，适于耦接所述待测设备，根据所述待测设备输出的信号输出第一失真信号；

第二信号处理器，耦接所述滤波器组，适于对所述第一失真信号进行处理。

可选的，所述射频非线性失真检测电路，还包括：

功分器，适于耦接所述待测设备，根据所述待测设备输出的信号输出相互分离的基频信号和第二失真信号；

第一衰减器，耦接所述功分器，适于对所述基频信号进行衰减；

第三信号处理器，耦接所述第一衰减器，适于对所述衰减后的基频信号进行处理。

可选的，所述第一衰减器的衰减范围为-20～-30dB。

可选的，所述第一信号处理器包括功率放大器、隔离器、低通滤波器和第二衰减器；所述功率放大器耦接所述信号发生器；所述隔离器耦接所述功率放大器；所述低通滤波器耦接所述隔离器；第二衰减器一端耦接所述低通滤波器，另一端适于耦接所述待测设备。

可选的，所述第二衰减器衰减范围为-3～-6dB。

可选的，所述滤波器组中的滤波器类型相同，为高通滤波器、带通滤波器或低通滤波器。

可选的，所述滤波器的频带根据所述激励信号的频带设置。

可选的，所述信号发生器包括第一信号发生器、第二信号发生器、合路器；所述合路器耦接所述第一信号发生器和所述第二信号发生器。

与现有技术相比，本发明实施例的技术方案具有以下有益效果：

本发明实施例通过设置包括至少两个级联的滤波器的滤波器组，可在待测设备输出高功率信号时，避免因辅助检测电路失配而导致的回波反射，同时减少衰减器引入的误差，使射频非线性失真检测电路可以检测到超低的谐波失真和互调失真信号，提高了射频非线性失真检测电路的测量精度。

附图说明

图1是本发明实施例一种射频非线性失真检测电路；

图2是本发明实施例另一种射频非线性失真检测电路；

图3是本发明实施例一种射频谐波失真检测电路；

图4是本发明实施例一种射频互调失真检测电路；

图5是本发明实施例另一种射频互调失真检测电路。

具体实施方式

如背景技术中所述，当待测设备105输出信号为高功率信号时，待测设备105以及环境引起的噪声增加导致底噪信号增加，射频非线性失真检测电路输出的失真信号掺杂了底噪信号，降低了射频非线性失真检测电路测量精度。

本发明实施例通过设置包括至少两个级联的滤波器的滤波器组，可在待测设备输出高功率信号时，避免因辅助检测电路失配而导致的回波反射，同时减少衰减器引入的误差，使射频非线性失真检测电路可以检测到超低的谐波失真和互调失真信号，提高了射频非线性失真检测电路的测量精度。

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更为明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施例做详细的说明。

如图1所示，图1是本发明实施例一种射频非线性失真检测电路。射频非线性失真检测电路包括：信号发生器101、第一信号处理器102、滤波器组103和第二信号处理器104。

信号发生器101适于产生激励信号。所述激励信号为基频信号。第一信号处理器102，耦接所述信号发生器，适于对所述激励信号进行处理，使所述激励信号符合待测设备105的输入信号标准，并将处理后的激励信号输入至待测设备105。

本实施例中，由于在实际应用中信号发生器101的限制，产生的激励信号为小功率信号，为了使所述激励信号符合待测设备105的输入信号标准，所以通过第一信号处理器102对激励信号进行处理。

本实施例中，所述对激励信号的处理包括但不限于整流、滤波、隔离、衰减。

待测设备105根据输入的激励信号工作并输出信号至波器组103。待测设备105输出的信号不仅包括失真信号，还掺杂了环境和待测设备105本身产生的底噪信号。滤波器组103适于耦接所述待测设备105，将所述待测设备105输出的信号进行滤波处理，过滤所述底噪信号，输出第一失真信号。第二信号处理器104，耦接所述滤波器组103，适于对所述第一失真信号进行处理，使其适于输出至显示屏(图未示)显示。

本实施例中，所述第一失真信号为待测设备105在工作过程中产生的失真信号。

本实施例中，滤波器组103包括至少两个级联的滤波器，且所述滤波器的类型相同。滤波器对输入信号具有衰减效果，级联后的滤波器对输入信号的衰减度增大。由于底噪信号的频率和激励信号频率有关，所以滤波器组103中滤波器的频带根据所述激励信号的频带进行设置。待测设备105输出的信号输入至滤波器组103后，滤波器组103对底噪信号进行过滤处理，使第一失真信号为待测设备105产生的失真信号。

本发明实施例通过包括至少两个级联的滤波器的滤波器组103对底噪信号进行过滤处理，减小了底噪信号对射频非线性失真检测电路输出结果的影响，可以检测到超低的谐波失真和互调失真信号，提高了射频非线性失真检测电路的测量精度。

可以理解的是，滤波器组103中滤波器的数量可以是两个，也可以是三个、四个等任意可实施的数量。滤波器组103中滤波器的数量越多，输入信号的衰减就越大，滤波效果越明显。

图2是本发明实施例另一种射频谐波失真检测电路。

如图2所示，一并参考图1，射频谐波失真检测电路包括：信号发生器101、第一信号处理器102、滤波器组103、第二信号处理器104、功分器201、第一衰减器202和第三信号处理器203。

本发明实施例中，信号发生器101适于产生激励信号，所述激励信号为基频信号。第一信号处理器102，耦接所述信号发生器，适于对所述激励信号进行处理，使所述激励信号符合待测设备105的输入信号标准，并将处理后的激励信号输入至待测设备105。

本发明实施例中，待测设备105根据激励信号工作并输出信号至功分器201，根据所述待测设备105输出的信号输出相互分离的基频信号和第二失真信号。第一衰减器202耦接所述功分器201，适于对所述基频信号进行衰减。滤波器组103适于耦接所述功分器201，适于对所述第二失真信号进行滤波处理，过滤底噪信号，输出第一失真信号。

本发明实施例中，第二失真信号为待测设备105产生的掺杂底噪信号的失真信号，所述第一失真信号为待测设备105产生的失真信号。

第二信号处理器104，耦接所述滤波器组103，适于对所述第一失真信号进行处理，使其适于输出至显示屏(图未示)显示。第三信号处理器203，耦接所述第一衰减器202，适于对所述衰减后的基频信号进行处理，使其适于输出至显示屏(图未示)显示。

本发明实施例中，功分器201为功率分配器，输出的基频信号混杂有一定程度的谐波失真信号，由于第三信号处理器104对输入的基频信号大小有限制，故设置第一衰减器202的衰减范围为-20～-30dB，在指定的频率范围内对基频信号进行衰减。

本发明实施例中，射频非线性失真检测电路不仅可以检测到待测设备105产生的失真信号，还可以检测到基频信号，用以判断待测设备105是否正常工作。当第三信号处理器203检测到基频信号时，表明待测设备105可以正常工作；第三信号处理器203不能检测到基频信号时，表明待测设备105不能正常工作。

图3本发明实施例一种射频谐波失真检测电路。射频谐波失真检测电路可以包括：信号发生器101、功分器201、第一衰减器202、第三信号处理器203、功率放大器301、隔离器302、低通滤波器303、第二衰减器304、第一高通滤波器305、第二高通滤波器306和谐波信号处理器307。

本实施例中，射频非线性失真检测电路检测的是谐波失真信号。由于待测设备105不够理想，输出的信号除了包含输入信号，还输出了一些输入信号的2倍、3倍、4倍甚至更高倍频率谐波失真信号。为了输出高频率的谐波失真信号，滤波器组103包括第一高通滤波器305和第二高通滤波器306。

可以理解的是，滤波器组103中高通滤波器的数量可以是两个，也可以是三个、四个等任意可实施的数量。高通滤波器的数量越多，对输入信号的衰减就越大，滤波效果越明显。

本发明实施例中，一并参考图1和图2，信号发生器101适于产生激励信号，所述激励信号为基频信号。第一信号处理器102包括功率放大器301、隔离器302、低通滤波器303和第二衰减器304。功率放大器301耦接所述信号发生器，适于对所述激励信号进行放大处理。由于在对激励信号的放大过程中会产生噪声信号，通过隔离器302进行整流处理、低通滤波器303进行滤波处理和第二衰减器304进行衰减处理，过滤掉功率放大器301产生的噪声信号。使处理过的所述激励信号符合待测设备105的输入信号标准，且不包含噪声信号和失真信号，并输入至待测设备105。

本发明实施例中，由于功率放大器301对激励信号进行放大的过程中，造成激励信号一定程度的失真，故设置第二衰减器304衰减所述失真信号，第二衰减器304的衰减范围为-3～-6dB。

本发明实施例中，待测设备105输出信号至功分器201，功分器201根据所述待测设备105输出的信号输出相互分离的基频信号和第二失真信号。第一衰减器202耦接所述功分器201，适于对所述基频信号进行衰减。第一高通滤波器305耦接所述功分器201，第一高通滤波器305和第二高通滤波器306将所述第二失真信号进行滤波处理，过滤底噪信号，输出第一失真信号。

本发明实施例中，第二失真信号为待测设备105产生的掺杂底噪信号的失真信号，所述第一失真信号为待测设备105产生的谐波失真信号。

谐波信号处理器307，耦接第二高通滤波器306，适于对所述第一失真信号进行处理，使其适于输出至显示屏(图未示)显示。第三信号处理器203，耦接所述第一衰减器202，适于对所述衰减后的基频信号进行处理，使其适于输出至显示屏(图未示)显示。

射频谐波失真检测电路的检测结果如下述表1所示。

其中，第一衰减器202的衰减值为为-20dB，第二衰减器304的衰减值为-6dB；激励信号的大小为35dBm。

表1

请参照表1，标号为序号1的第1行为现有技术的射频谐波失真检测电路的检测结果，检测到的2次谐波失真最小值为-55.426dBm；3次谐波失真最小值为-72.75dBm；4次谐波失真最小值为-69.876dBm。标号为序号2的第2行为本发明实施例的射频谐波失真检测电路的检测结果，检测到的2次谐波失真最小值为-64.943dBm，3次谐波失真最小值为-88.529dBm；4次谐波失真最小值为-87.412dBm。

本发明实施例的射频谐波失真检测电路的滤波器组103中包括三个级联的高通滤波器时，检测结果如标号为序号3的第3行所示，检测到的2次谐波失真最小值为-64.38dBm，3次谐波失真最小值为-94.506dBm；4次谐波失真最小值为-92.317dBm。

由上可知，通过级联的高通滤波器组成的滤波器组，实现了对噪声信号的有效衰减，提高了谐波失真信号的检测精度。

图4是本发明实施例一种射频互调失真检测电路。射频谐波失真检测电路包括：第一信号发生器401、第二信号发生器402、合路器403、第一信号处理器102、功分器201、第一衰减器202、第三信号处理器203、第一带通滤波器404、第二带通滤波器405和互调信号处理器406。

本实施例中，射频非线性失真检测电路检测的是互调失真信号。互调失真信号包括二阶互调(SecondOrderIntermodulationor2ndOrderIMD)信号和三阶互调(ThirdOrderIntermodulationor3rdOrderIMD)信号。在一个线性系统中，由于非线性因素，两个一阶基频信号合成为二阶互调信号；二次谐波信号与另一个基频信号产生混频的所产生三阶互调信号。

本实施例中，为了过滤出三阶互调信号，滤波器组103包括第一带通滤波器404和第二带通滤波器405。

可以理解的是，滤波器组103中带通滤波器的数量可以是两个，也可以是三个、四个等任意可实施的数量。带通滤波器的数量越多，对输入信号的衰减就越大，滤波效果越明显。

一并参考图1和图2，第一信号发生器401产生第一基频激励信号，第二信号发生器402产生第二基频激励信号。合路器403耦接第一信号发生器401和第二信号发生器402，将输入第一基频激励信号和第二基频激励信号可以互相不影响的输出。

本发明实施例中，为了使待测设备105产生三阶互调失真信号，需要在待测设备105的输入端输入两个基频信号，即不同频率的第一基频激励信号和第二基频激励信号。

第一信号处理器102耦接合路器403，适于对第一基频激励信号和第二基频激励信号进行处理，使激励信号符合待测设备105的输入信号标准，并将处理后的激励信号输入至待测设备105。

本发明实施例中，待测设备105输出信号至功分器201，功分器201根据所述待测设备105输出的信号输出相互分离的基频信号和第二失真信号。第一衰减器202耦接所述功分器201，适于对所述基频信号进行衰减。第一带通滤波器404耦接所述功分器201，第一带通滤波器404和第二带通滤波器405将所述第二失真信号进行滤波处理，将底噪信号过滤掉，输出第一失真信号。

由于底噪信号的频率和激励信号频率有关，所以滤波器组103中带通滤波器的频带根据所述激励信号的频带进行设置。

本发明实施例中，第二失真信号为待测设备105产生的掺杂底噪信号的失真信号，所述第一失真信号为待测设备105产生的三阶互调失真信号。

谐波信号处理器307，耦接第二高通滤波器306，适于对所述第一失真信号进行处理，使其适于输出至显示屏(图未示)显示。第三信号处理器203，耦接所述第一衰减器202，适于对所述衰减后的基频信号进行处理，使其适于输出至显示屏(图未示)显示。

射频互调失真检测电路的检测结果如下述表2所示。

其中，第一衰减器202的衰减值为为-20dB，第二衰减器304的衰减值为-6dB；第一基频激励信号的大小为22dBm，第二基频激励信号的大小为-15dBm。

表2

请参照表2，标号为序号1的第1行为现有技术的射频互调失真检测电路的检测结果，检测到的三阶互调失真最小值为-127.436dBm。标号为序号2的第2行为本发明实施例的射频互调失真检测电路的检测结果，检测到的三阶互调失真最小值为-148.981dBm。

由上可知，通过两个级联的带通滤波器，实现了对噪声信号的有效衰减，提高了三阶互调失真信号的检测精度。

图5是本发明实施例另一种射频互调失真检测电路。射频谐波失真检测电路包括：第一信号发生器401、第二信号发生器402、合路器403、第一信号处理器102、功分器201、第一衰减器202、第三信号处理器203、第一低通滤波器501、第二低通滤波器502和互调信号处理器406。

本实施例中，射频非线性失真检测电路检测的是二阶互调失真信号。所述二阶互调失真信号为低频信号，为了过滤出二阶互调失真信号，滤波器组103包括第一低通滤波器501和第二低通滤波器502。

可以理解的是，滤波器组103中低通滤波器的数量可以是两个，也可以是三个、四个等任意可实施的数量。低通滤波器的数量越多，对输入信号的衰减就越大，滤波效果越明显。

本发明实施例中，一并参考图1和图2，第一信号发生器401产生第一基频激励信号，第二信号发生器402产生第二基频激励信号。合路器403耦接第一信号发生器401和第二信号发生器402，将输入的不同频率的第一基频激励信号和第二基频激励信号组合到一起输出。

第一信号处理器102耦接合路器403，适于对第一基频激励信号和/或第二基频激励信号进行处理，使激励信号符合待测设备105的输入信号标准，并将处理后的激励信号输入至待测设备105。

本发明实施例中，待测设备105输出信号至功分器201，功分器201根据所述待测设备105输出的信号输出相互分离的基频信号和第二失真信号。第一衰减器202耦接所述功分器201，适于对所述基频信号进行衰减。第一低通滤波器501耦接所述功分器201，第一低通滤波器501和第二低通滤波器502将所述第二失真信号进行滤波处理，将底噪信号过滤掉，输出第一失真信号。

由于底噪信号的频率和激励信号频率有关，所以滤波器组103中滤波器的频带根据所述激励信号的频带进行设置。

本发明实施例中，第二失真信号为待测设备105产生的掺杂底噪信号的失真信号，所述第一失真信号为待测设备105产生的二阶互调失真信号。

谐波信号处理器307，耦接第二高通滤波器306，适于对所述第一失真信号进行处理，使其适于输出至显示屏(图未示)显示。

第三信号处理器203，耦接所述第一衰减器202，适于对所述衰减后的基频信号进行处理，使其适于输出至显示屏(图未示)显示。

本发明实施例通过设置包括至少两个级联的滤波器的滤波器组，可在待测设备输出高功率信号时，避免因辅助检测电路失配而导致的回波反射，同时减少衰减器引入的误差，使射频非线性失真检测电路可以检测到超低的谐波失真和互调失真信号，提高了射频非线性失真检测电路的测量精度。

虽然本发明披露如上，但本发明并非限定于此。任何本领域技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，均可作各种更动与修改，因此本发明的保护范围应当以权利要求所限定的范围为准。

Claims (8)

1.一种射频非线性失真检测电路，其特征在于，包括：

信号发生器，适于产生激励信号；

第一信号处理器，耦接所述信号发生器，适于对所述激励信号进行处理并将处理后的激励信号输入至待测设备；

包括至少两个级联的滤波器的滤波器组，适于耦接所述待测设备，根据所述待测设备输出的信号输出第一失真信号；

第二信号处理器，耦接所述滤波器组，适于对所述第一失真信号进行处理。

2.根据权利要求1所述的射频非线性失真检测电路，其特征在于，还包括：

功分器，适于耦接所述待测设备，根据所述待测设备输出的信号输出相互分离的基频信号和第二失真信号；

第一衰减器，耦接所述功分器，适于对所述基频信号进行衰减；

第三信号处理器，耦接所述第一衰减器，适于对所述衰减后的基频信号进行处理。

3.根据权利要求2所述的射频非线性失真检测电路，其特征在于，

所述第一衰减器的衰减范围为-20～-30dB。

4.根据权利要求1所述的射频非线性失真检测电路，其特征在于，

所述第一信号处理器包括功率放大器、隔离器、低通滤波器和第二衰减器；

所述功率放大器耦接所述信号发生器；所述隔离器耦接所述功率放大器；所述低通滤波器耦接所述隔离器；第二衰减器一端耦接所述低通滤波器，另一端适于耦接所述待测设备。

5.根据权利要求4所述的射频非线性失真检测电路，其特征在于，

所述第二衰减器衰减范围为-3～-6dB。

6.根据权利要求1所述的射频非线性失真检测电路，其特征在于，

所述滤波器组中的滤波器类型相同，为高通滤波器、带通滤波器或低通滤波器。

7.根据权利要求6所述的射频非线性失真检测电路，其特征在于，

所述滤波器的频带根据所述激励信号的频带设置。

8.根据权利要求1所述的射频非线性失真检测电路，其特征在于，

所述信号发生器包括第一信号发生器、第二信号发生器、合路器；所述合路器耦接所述第一信号发生器和所述第二信号发生器。