CN106411432B - 一种宽带数字信号分析仪非线性特性的测量装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种宽带数字信号分析仪非线性特性的测量装置及方法，包括：信号输出模块、信号调整模块以及数据处理模块，所述信号输出模块，用于产生设定频率段的参考信号，并将所述参考信号发送给所述信号调整模块；所述信号调整模块，用于对所述参考信号进行调整，并将调整后的第一调整信号传输至所述宽带数字信号分析仪；所述数据处理模块，用于接收所述宽带数字信号分析仪发送的所述第一调整信号对应的第一波形数据，并根据所述第一波形数据测量所述宽带数字信号分析仪的非线性特征。这样在利用宽带数字信号分析仪对输入的信号进行测量时，能够根据测得的非线性特征对测量结果进行修正，达到减少测量误差，提升测量准确度的目的。

Description

一种宽带数字信号分析仪非线性特性的测量装置及方法

技术领域

本发明涉及信号处理领域，尤其涉及一种宽带数字信号分析仪非线性特性的测量装置及方法。

背景技术

随着科学技术的发展，宽带数字信号分析仪以其高宽带、低抖动、低噪声以及可直接集成前端光学模块的特性而被广泛受到关注，成为测量、分析数字信号的重要工具。

当被测信号输入宽带数字信号分析仪时，宽带数字信号分析仪能够对所述被测信号的幅度、抖动以及眼图(这里的眼图可以是被测信号在示波器上累积形成的图形，其包含了丰富的信息，从眼图上可以观察出被测信号的码间串扰和噪声的影响，进而确定被测信号的信号特征)进行测量，便于进一步对被测信号的性能进行分析。

在理想状态下，宽带数字信号分析仪在对被测信号进行测量时，可以得到用于表征被测信号的时间与电压之间线性变化的波形图。但在实际应用中，由于宽带数字信号分析仪的内部组件(如放大器等有源器件)存在非线性特性，当携带直流偏置的被测信号输入宽带数字信号分析仪时，宽带数字信号分析仪测量得到的被测信号电压幅度值会随着被测信号的直流偏置大小变化而变化，使得被测信号的波形图失真，导致测量结果的准确度降低，进而影响到对被测信号的性能分析结果。

因此，亟需一种宽带数字信号分析仪非线性特性的测量装置，来解决宽带数字信号分析仪在测量过程中由非线性特性造成的测量准确度减低以及被测信号波形图失真的问题。

发明内容

有鉴于此，本发明实施例提供了一种宽带数字信号分析仪非线性特性的测量装置及方法，用于解决现有技术中存在的由于宽带数字信号分析仪的内部组件存在非线性特性，使得宽带数字信号分析仪在对输入的携带直流偏置的被测信号进行测量时，产生失真波形图形，进而导致测量结果准确度降低的问题。

本发明实施例提供了一种宽带数字信号分析仪非线性特性的测量装置，包括：信号输出模块、信号调整模块以及数据处理模块，其中，所述信号输出模块与所述信号调整模块之间电连接，所述数据处理模块、所述信号调整模块与所述宽带数字信号分析仪之间电连接；

所述信号输出模块，用于产生设定频率段的参考信号，并将所述参考信号发送给所述信号调整模块；

所述信号调整模块，用于对所述参考信号进行调整，并将调整后的第一调整信号传输至所述宽带数字信号分析仪；

所述数据处理模块，用于接收所述宽带数字信号分析仪发送的所述第一调整信号对应的第一波形数据，并根据所述第一波形数据测量所述宽带数字信号分析仪的非线性特征。

本发明实施例还提供了一种宽带数字信号分析仪非线性特性的测量方法，包括：

产生设定频率段的参考信号；

对所述参考信号进行调整，并将调整后的第一调整信号传输至所述宽带数字信号分析仪；

接收所述宽带数字信号分析仪发送的所述第一调整信号对应的第一波形数据，并根据所述第一波形数据测量所述宽带数字信号分析仪的非线性特征。本发明有益效果如下：

本发明实施例中的宽带数字信号分析仪非线性特性的测量装置包含信号输出模块、信号调整模块以及数据处理模块，其中，所述信号输出模块与所述信号调整模块之间电连接，所述数据处理模块、所述信号调整模块与所述宽带数字信号分析仪之间电连接；所述信号输出模块，用于产生设定频率段的参考信号，并将所述参考信号发送给所述信号调整模块；所述信号调整模块，用于对所述参考信号进行调整，并将调整后的第一调整信号传输至所述宽带数字信号分析仪；所述数据处理模块，用于接收所述宽带数字信号分析仪发送的所述第一调整信号对应的第一波形数据，并根据所述第一波形数据测量所述宽带数字信号分析仪的非线性特征。这样，通过向被测宽带数字信号分析仪输入第一调整信号，并根据第一调整信号对应的第一波形数据测量被测宽带数字信号分析仪的非线性特征，使得在利用宽带数字信号分析仪对输入的宽带数字信号进行测量时，能够根据测量得到的非线性特征对测量结果进行修正，达到减少测量误差，提升测量准确度的目的。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简要介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域的普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例提供的一种宽带数字信号分析仪非线性特性的测量装置的结构示意图；

图2为本发明实施例提供的一种宽带数字信号分析仪非线性特性的测量装置的结构示意图；

图3为本发明实施例提供的一种宽带数字信号分析仪非线性特性的测量装置的结构示意图；

图4为本发明实施例提供的一种宽带数字信号分析仪非线性特性的测量装置的结构示意图；

图5为本发明实施例提供的一种宽带数字信号分析仪非线性特性的测量装置的结构示意图；

图6为本发明实施例提供的一种宽带数字信号分析仪非线性特性的测量方法的流程示意图。

具体实施方式

为了实现本发明的目的，本发明实施例提供了一种宽带数字信号分析仪非线性特性的测量装置及方法，测量装置包括信号输出模块、信号调整模块以及数据处理模块，其中，所述信号输出模块与所述信号调整模块之间电连接，所述数据处理模块、所述信号调整模块与所述宽带数字信号分析仪之间电连接；所述信号输出模块，用于产生设定频率段的参考信号，并将所述参考信号发送给所述信号调整模块；所述信号调整模块，用于对所述参考信号进行调整，并将调整后的第一调整信号传输至所述宽带数字信号分析仪；所述数据处理模块，用于接收所述宽带数字信号分析仪发送的所述第一调整信号对应的第一波形数据，并根据所述第一波形数据测量所述宽带数字信号分析仪的非线性特征。这样，通过向被测宽带数字信号分析仪输入第一调整信号，并根据第一调整信号对应的第一波形数据测量被测宽带数字信号分析仪的非线性特征，使得在利用宽带数字信号分析仪对输入的宽带数字信号进行测量时，能够根据测量得到的非线性特征对测量结果进行修正，达到减少测量误差，提升测量准确度的目的。

下面将结合附图对本发明作进一步地详细描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部份实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。

需要说明的是，本发明实施例中记载的宽带数字信号仪的非线性特性具备以下特征：

第一，对于加载零直流偏置电压的被测信号(以下称之为第一被测信号)而言，当所述第一被测信号被输入至宽带数字信号分析仪时，通过宽带数字信号分析仪测量得到的第一被测信号的电压幅度值不受非线性特性影响而发生偏移；

第二，对于加载非零直流偏置电压的被测信号(以下称之为第二被测信号)而言，当所述第二被测信号被输入至宽带数字信号分析仪时，由于非线性特性的影响，通过宽带数字信号分析仪测量得到的第二被测信号的电压幅度值会随着直流偏置电压值的变化而产生不同程度的偏移，导致第二被测信号的波形图失真。

因此，可以将宽带数字信号分析仪测量得到的第一被测信号的电压幅度值作为标准电压幅度值，对第二被测信号的电压幅度值的偏移量进行测量，进而得到宽带数字信号分析仪的非线性特性。

图1为本发明实施例提供的一种宽带数字信号分析仪非线性特性的测量装置的结构示意图。所述测量装置包括：信号输出模块11、信号调整模块12以及数据处理模块13，其中，所述信号输出模块11与所述信号调整模块12之间电连接，所述数据处理模块13、所述信号调整模块12与所述宽带数字信号分析仪之间电连接；

所述信号输出模块11，用于产生设定频率段的参考信号，并将所述参考信号发送给所述信号调整模块12；

所述信号调整模块12，用于对所述参考信号进行调整，并将调整后的第一调整信号传输至所述宽带数字信号分析仪；

所述数据处理模块13，用于接收所述宽带数字信号分析仪发送的所述第一调整信号对应的第一波形数据，并根据所述第一波形数据测量所述宽带数字信号分析仪的非线性特征。

本发明实施例中记载的信号输出模块11，可以是能够产生稳定频率信号的信号发生器，也可以是其他能够输出稳定频率信号的信号源，这里不做具体限定。

需要说明的是，信号输出模块11在产生设定频率段的参考信号之前，需要根据宽带数字信号分析仪的参数指标设置所述参考信号的频率和电压幅度值，确保所述参考信号在经过所述信号调整模块12调整后，能够形成满足宽带数字信号分析仪的参数指标的第一调整信号。

在本发明实施例中，所述信号调整模块12具体包括：直流电压源121和直流偏置器122，如图2所示，其中，所述直流电压源121与所述直流偏置器122之间电连接；

所述信号输出模块11，具体用于将所述参考信号发送给所述直流偏置器122；

所述直流电压源121，用于产生直流电压信号，并将所述直流电压信号发送给所述直流偏置器122；

所述直流偏置器122，用于将接收到的所述直流电压信号加载至接收到的所述参考信号上，得到第一调整信号，并将所述第一调整信号传输至所述宽带数字信号分析仪的第一信道。

需要说明的是，直流电压源121在产生直流电压信号之前，也需要根据宽带数字信号分析仪的参数指标设置所述直流电压信号的电压值，确保直流偏置器122在将所述直流电压信号加载至所述参考信号后，能够形成满足宽带数字信号分析仪的参数指标的第一调整信号。

具体地，信号输出模块11将所述参考信号发送给所述直流偏置器122的射频输入端口，直流电压源121在产生电压值为0V的直流电压信号后，将0V直流电压信号发送给所述直流偏置器122的直流输入端口，直流偏置器122在接收到所述0V直流电压信号后，将所述0V直流电压信号加载至所述参考信号上，得到加载零直流偏置电压的第一调整信号，并将所述加载零直流偏置电压的第一调整信号传输至宽带数字信号分析仪的第一信道。

需要说明的是，直流偏置器122可以同时通过射频输入端口接收信号输出模块11发送的参考信号和通过直流输入端口接收直流电压源121发送的直流电压信号，也可以不同时接收由信号输出模块11发送的参考信号和由直流电压源121发送的直流电压信号，这里不做具体限定。

此外，当所述直流电压源121不产生直流电压信号或所述直流电压源121不向所述直流偏置器122发送直流电压信号时，直流偏置器122也能够得到无直流偏置的第一调整信号，具体实现方式这里不做具体限定。

在本发明实施例中，被测宽带数字信号分析仪的第一信道在接收到所述直流偏置器122发送的加载零直流偏置电压的第一调整信号时，对所述加载零直流偏置电压的第一调整信号对应的波形数据进行采集，并将采集到的所述波形数据传输至所述数据处理器13。

需要说明的是，为确保当所述加载零直流偏置电压的第一调整信号输入至宽带数字信号分析仪时，宽带数字信号分析仪的数据采集窗口中显示的信号波形能够出现至少一个周期，并且加载零直流偏置电压的第一调整信号的波形幅度位于数据采集窗口的电压幅度范围之内，需要宽带数字信号分析仪预先对采集数据点数、采集数据的时间间隔以及数据采集窗口的电压幅度值进行设定。

优选地，采集数据点数为2ⁿ，其中n为大于10的整数。

所述数据处理器13，用于接收所述宽带数字信号分析仪发送的所述加载零直流偏置电压的第一调整信号对应的波形数据，所述波形数据中包含所述加载零直流偏置电压的第一调整信号的电压幅度值。

在本发明实施例中，由于输入至宽带数字信号分析仪第一信道的信号是加载零直流偏置电压的所述第一调整信号，在宽带数字信号分析仪测量的过程中，所述加载零直流偏置电压的第一调整信号的电压幅度值不受非线性特性影响而发生偏移，所以所述数据处理器13在接收到所述波形数据后，确定所述加载零直流偏置电压的第一调整信号的电压幅度值为标准电压幅度值。

在本发明实施例中，所述直流电压源121还用于产生某个非零直流电压信号，并将非零直流电压信号发送给所述直流偏置器122的直流输入端口，直流偏置器122在接收到所述非零直流电压信号后，将所述非零直流电压信号加载至所述参考信号上，得到加载非零直流偏置电压的第一调整信号，通过数据线将所述加载非零直流偏置电压的第一调整信号传输至宽带数字信号分析仪的第一信道。

所述宽带数字信号分析仪的第一信道在接收到所述直流偏置器122发送的加载非零直流偏置电压的第一调整信号时，对所述加载非零直流偏置电压的第一调整信号对应的第一波形数据进行采集，并将采集到的所述第一波形数据传输至所述数据处理器13。

需要说明的是，宽带数字信号分析仪对所述加载非零直流偏置电压的第一调整信号对应的第一波形数据进行采集的采集数据点数、采集数据的时间间隔以及数据采集窗口的电压幅度值与对所述加载零直流偏置电压的第一调整信号对应的波形数据相同。

所述数据处理器13，还用于接收所述宽带数字信号分析仪发送的所述加载非零直流偏置电压的第一调整信号对应的第一波形数据，所述第一波形数据中包含所述加载非零直流偏置电压的第一调整信号的电压幅度值。

所述数据处理器13，还用于根据所述标准电压幅度值以及所述第一电压幅度值确定所述宽带数字信号分析仪的非线性特征。

具体地，所述数据处理器13根据所述标准电压幅度值和所述第一电压幅度值，确定所述第一电压幅度值与所述标准电压幅度值之间的幅度比值，所述幅度比值用于表征宽带数字信号分析仪的非线性特征。

优选地，在直流电压源121允许的调整范围内，以设定的步进值多次改变所述直流电压值，使所述宽带数字信号分析仪的第一信道在直流电压源121每改变一次直流电压值之后，对输入的所述第一调整信号对应的第一波形数据进行采集。

相应地，所述数据处理模块13在直流电压源121每改变一次直流电压值之后，根据由所述宽带数字信号分析仪第一信道采集的第一波形数据，在对参考信号加载不同直流偏置电压时，测量每个直流偏置电压值对应的第一调整信号的电压幅值与所述标准电压幅度值之间的幅度比值，得到所述宽带数字信号分析仪的非线性特征。

通过以设定步进值改变所述直流电压值，所述测量装置能够测量得到在不同偏置电压情况下宽带数字信号分析仪的非线性特征。

由于宽带数字信号分析仪中不仅存在非线性特性，还存在时间误差，即当有信号输入宽带数字信号分析仪时，得到的被测信号的测量结果中不仅包含由非线性特性引起的测量误差，还包含由时间误差引起的测量误差，而且两种测量误差互相缠绕、无法区分，这样会导致在对宽带数字信号分析仪的非线性特性进行测量时，测量结果中包含时间误差的干扰，因此测量装置需要在测量宽带数字信号分析仪的非线性特性之前，将由时间误差引起的干扰去除。

在本发明的另一个实施例中，所述测量装置还包括：功率分配模块，其中，所述功率分配模块与所述信号输出模块11之间电连接，所述功率分配模块与所述信号调整模块12之间电连接；

所述信号输出模块11，还用于将产生的所述参考信号发送至所述功率分配模块；

所述功率分配模块，用于按照设定功率分配比例将接收到的所述参考信号分割成至少三路信号，并将所述至少三路信号中的第一路信号传输至所述直流偏置器122，将所述至少三路信号中的第二路信号传输至所述宽带数字信号分析仪的第二信道，以及将所述至少三路信号中的第三路信号传输至延时器123。

在本发明的另一个实施例中，所述信号调整模块12还包括：延时器123，其中，所述延时器123与所述功率分配模块之间电连接；

所述延时器123，用于对接收到的所述第三路信号作延时处理，得到第二调整信号，并将所述第二调整信号传输至所述宽带数字信号分析仪的第三信道。

需要说明的是，所述延时器123在对所述第三路信号作延时处理时，需要确保延时的大小能够使得形成的第二调整信号与所述第二路信号之间相互正交。

优选地，所述功率分配模块中包含两个功率分配器(第一功率分配器141、第二功率分配器142)，如图3所示。

其中，所述第一功率分配器141的输入端口与所述信号输出模块11之间电连接，所述第一功率分配器141的一路输出端口与所述第二功率分配器142的输入端口之间电连接，所述第一功率分配器141的另一路输出端口与所述直流偏置器122之间电连接，所述第二功率分配器142的一路输出端口与所述宽带数字信号分析仪的第二信道之间电连接，所述第二功率分配器142的另一路输出端口与所述延时器123之间电连接。

具体地，信号输出模块11在启动状态下产生一个频率稳定的参考信号，然后通过数据线将所述参考信号传输至所述第一功率分配器141，所述第一功率分配器141将接收到的所述参考信号分配为两路信号，并将其中一路参考信号(第一路信号)传输至直流偏置器122，将另一路参考信号传输至第二功率分配器142；

所述直流偏置器122将所述直流电压源121产生的直流电压信号加载至所述第一路信号，形成第一调整信号，然后将所述第一调整信号传输至宽带数字信号分析仪的第一信道；

所述第二功率分配器142将接收到的参考信号分配为两路信号，并将其中一路参考信号(第二路信号)传输至宽带信号分析仪的第二信道，将另一路参考信号(第三路信号)传输至延时器123。

所述延时器123对接收到的所述第三路信号作延时处理，得到第二调整信号，并将所述第二调整信号传输至所述宽带数字信号分析仪的第三信道。

需要说明的是，上述只是本申请实施例中两个功率分配器之间进行连接的多种连接方式中的一种，其他连接方式也在本申请的保护范围之内，这里不做具体限定。

此外，本发明实施例对第一功率分配器141的功率分配比例以及第二功率分配器142的功率分配比例不做具体限定，只要输入至所述第一功率分配器141的信号的功率满足所述第一功率分配器141的预设范围以及输入至所述第二功率分配器142的信号的功率满足所述第二功率分配器142的预设范围即可。

本发明实施例中所记载的第一信道、第二信道、第三信道，是宽带数字信号分析仪中能够对输入信号的波形进行数据采集的三个信道，三个信道在功能和用途上之间没有差异，本申请实施例为了更加清楚地区分这三个信道采集的不同信号的来源，将这三个信道分别称为第一信道、第二信道、第三信道。

另外，宽带数字信号分析仪中还具有触发信道，所述触发信道用于触发第一信道、第二信道、第三信道同时进行信号波形采集。

具体地，当所述触发信道接收到某个触发信号时，宽带数字信号分析仪的第一信道、第二信道和第三信道同时按照预设的采集数据点数、采集数据的时间间隔对输入至所述第一信道的信号波形、输入至所述第二信道的信号波形以及输入至所述第三信道的信号波形进行采集。

需要说明的是，宽带数字信号分析仪的触发信道中的触发信号可以单独由一个信号源提供，也可以由所述信号输出模块11提供，这里不做具体限定。

优选地，当宽带数字信号分析仪的触发信道中的触发信号由所述信号输出模块11提供时，所述功率分配模块中包含三个功率分配器(第一功率分配器141、第二功率分配器142以及第三功率分配器143)。

所述功率分配模块，具体用于将所述信号输出模块11提供的参考信号分割成四路信号，并将四路信号中的第一路信号传输至所述直流偏置器122，将第二路信号传输至所述宽带数字信号分析仪的第二信道，将第三路信号传输至延时器123，以及将第四路信号传输至宽带数字信号分析仪的触发信道。

需要说明的是，本发明实施例对第三功率分配器143的功率分配比例也不做具体限定，只要输入至所述第三功率分配器143的信号的功率满足所述第三功率分配器143的预设范围即可。

其中，三个功率分配器的连接方式至少包含以下两种方式：

第一种，如图4所示，所述第一功率分配器141的输入端口与所述信号发生模块11之间电连接，所述第一功率分配器141的一路输出端口与所述第二功率分配器142的输入端口之间电连接，所述第一功率分配器141的另一路输出端口与所述宽带数字信号分析仪的触发信道之间电连接；

所述第二功率分配器142的一个输出端口与所述第三功率分配器143的输入端口之间电连接，第二功率分配器142的另一个输出端口与所述直流偏置器122之间电连接；

所述第三功率分配器143的一个输出端口与所述所述宽带数字信号分析仪的第二信道之间电连接，所述第三功率分配器143的另一个输出端口与所述延时器123之间电连接。

第二种，如图5所示，所述第一功率分配器141的输入端口与所述信号输出模块11之间电连接，所述第一功率分配器141的两个输出端口分别与所述第二功率分配器142的输入端口之间电连接以及与所述第三功率分配器143的输入端口之间电连接；

所述第二功率分配器142的一个输出端口与与所述直流偏置器122之间电连接，所述第二功率分配器142的另一个输出端口与所述宽带数字信号分析仪的第二信道之间电连接；

所述第三功率分配器143的一个输出端口与延时器123之间电连接，所述第三功率分配器143的另一个输出端口与所述宽带数字信号分析仪的触发信道之间电连接。

需要说明的是，由于所述宽带数字信号分析仪具备触发同时性，即当宽带数字信号分析仪启动时，会同时触发第一信道、第二信道、第三信道以及触发信道进行工作。

当宽带数字信号分析仪的触发信道在接收到所述功率分配模块发送的第四路信号时，同时触发第二信道对所述第二路信号对应的信号波形进行采集，得到第二波形数据，以及触发第三信道对所述第二调整信号对应的波形进行采集，得到第三波形数据，并将采集到的所述第二波形数据以及所述第三波形数据发送至数据处理模块13。

在本发明的另一个实施例中，所述数据处理模块13，还用于接收所述宽带数字信号分析仪的第二信道采集的第二波形数据以及接收所述宽带数字信号分析仪的第三信道采集的第三波形数据；

根据所述第二波形数据以及所述第三波形数据确定所述宽带数字信号分析仪的实际采样时间。

具体地，所述数据处理模块13通过以下方式确定宽带数字信号分析仪的实际采样时间：

其中，f为信号频率，为宽带数字信号分析仪实际采集到的第m个数据点的实际相位，为所述参考信号的初始相位，t(m)为宽带数字信号分析仪对第m个数据点的实际采样时间，m为大于0的正整数。

需要说明的是，所述数据处理模块13在根据所述第二路信号与所述第二调整信号确定所述宽带数字信号分析仪的实际采样时间之前，需要先消除由于所述第二信号与所述第二调整信号之间信号幅度不等和/或相位不正交而引入的测量误差。

例如：通过对宽带数字信号分析仪中所述第二调整信号波形的幅度进行放缩和/或在时间轴上对所述第二调整信号进行波形平移的方式，确保所述第二路信号与所述第二调整信号之间信号幅度相等以及相位正交。

在本发明的另一个实施例中，所述数据处理模块13，还用于根据所述实际采样时间，对接收到的所述第一波形数据进行数据修正，得到第一波形修正数据，所述第一修正波形数据不含时间测量误差，包含第一电压幅度修正值；

所述数据处理模块13根据所述第一电压幅度修正值以及所述标准电压幅度修正值，确定所述宽带信号分析仪的非线性特征。

需要说明的是，所述标准电压幅度修正值由所述数据处理模块预先根据所述实际采样时间对所述标准电压幅度进行数据修正所得。

具体地，所述数据处理模块13根据所述实际采样时间和所述宽带数字信号分析仪预先设定的采集数据点数、采集数据的时间间隔确定宽带数字信号分析仪的预设采样时间，分别对所述加载零直流偏置电压的第一调整信号的电压幅度值(标准电压幅度值)进行修正，得到标准电压幅度修正值，以及对加载非零直流偏置电压的第一调整信号的电压幅度值进行修正，得到第一电压幅度修正值；

所述数据处理模块13测量标准电压幅度修正值与所述第一电压幅度修正值之间的幅度比值，确定宽带数字信号分析仪的非线性特征。

优选地，在直流电压源121以设定的步进值多次改变所述直流电压值时，所述数据处理模块13分别对接收到的每个第一波形数据进行数据修正，得到多个第一波形修正数据；

所述数据处理模块13分别测量每个第一波形修正数据中的第一电压幅度修正值与标准电压幅度修正值之间的比值，确定宽带数字信号分析仪的非线性特征。

通过本发明实施例中所记载的宽带数字信号分析仪非线性特性的测量装置，该测量装置包括：信号输出模块、信号调整模块以及数据处理模块，其中，所述信号输出模块与所述信号调整模块之间电连接，所述数据处理模块、所述信号调整模块与所述宽带数字信号分析仪之间电连接；所述信号输出模块，用于产生设定频率段的参考信号，并将所述参考信号发送给所述信号调整模块；所述信号调整模块，用于对所述参考信号进行调整，并将调整后的第一调整信号传输至所述宽带数字信号分析仪；所述数据处理模块，用于接收所述宽带数字信号分析仪发送的所述第一调整信号对应的第一波形数据，并根据所述第一波形数据测量所述宽带数字信号分析仪的非线性特征。这样，通过向被测宽带数字信号分析仪输入第一调整信号，并根据第一调整信号对应的第一波形数据测量被测宽带数字信号分析仪的非线性特征，使得在利用宽带数字信号分析仪对输入的宽带数字信号进行测量时，能够根据测量得到的非线性特征对测量结果进行修正，达到减少测量误差，提升测量准确度的目的。

图6为本发明实施例提供的一种宽带数字信号分析仪非线性特性的测量方法的流程示意图，所述方法可以如下所示。

步骤601：产生设定频率段的参考信号。

在步骤601中，由于被测宽带数字信号分析仪针对不同的输入信号具有不同的测试档位，所以信号输出模块中产生的稳定频率的参考信号需要符合被测宽带数字信号分析仪的测试要求。

例如：针对输入信号的信号波形中的电压(纵轴)幅度具有mV、V等多个测试档位，当需要测量宽带数字信号分析仪在测试档位为mV的非线性特性时，信号输出模块中产生的稳定频率的参考信号的幅度单位也需要为mV，如所述参考信号的幅度值为30mV。

步骤602：对所述参考信号进行调整，并将调整后的第一调整信号传输至所述宽带数字信号分析仪。

在步骤602中，信号调整模块中的直流偏置器首先接收所述信号输出模块发送的所述参考信号，以及接收直流电压源发送的直流电压信号，然后将所述直流电压信号加载至所述参考信号上，得到第一调整信号，最后将所述第一调整信号传输至宽带数字信号分析仪的第一信道。

具体地，第一步，当信号输出模块将参考信号发送给直流偏置器的射频输入端口，直流电压源将产生的0V直流电压信号发送给直流偏置器的直流输入端口时，直流偏置器首先将所述0V直流电压信号加载至所述参考信号上，得到加载零直流偏置电压的第一调整信号，然后将所述加载零直流偏置电压的第一调整信号传输至宽带数字信号分析仪的第一信道，使宽带数字信号分析仪的第一信道对所述加载零直流偏置电压的第一调整信号对应的波形数据进行采集。

其中，宽带数字信号分析仪采集的数据点数为2ⁿ，例如2¹⁰。

第二步，直流电压源产生一个新的非零直流电压信号，并将所述非零直流电压信号发送给直流偏置器的直流输入端口，此时直流偏置器首先将所述非零直流电压信号加载至所述参考信号上，得到加载非零直流偏置电压的第一调整信号，然后将所述加载非零直流偏置电压的第一调整信号传输至宽带数字信号分析仪的第一信道，使宽带数字信号分析仪的第一信道对所述加载非零直流偏置电压的第一调整信号对应的第一波形数据进行采集。

需要说明的是，由于被测宽带数字信号分析仪针对不同的输入信号具有不同的测试档位，所以直流电压源产生的直流电压信号的初始电压值需要符合被测宽带数字信号分析仪的测试要求。

例如：基于步骤601，当需要测量宽带数字信号分析仪在测试档位为mV的非线性特性，且参考信号的幅度值为30mV时，所述直流电压源产生初始电压值为－350mV的直流电压信号。

优选地，在直流电压源允许的调整范围内，以设定的步进值多次改变所述直流电压值，使所述宽带数字信号分析仪的第一信道在直流电压源每改变一次直流电压值之后，对输入的所述第一调整信号对应的第一波形数据进行采集。

例如：当设定步进值为10mV时，所述宽带数字信号分析仪第一信道分别会在直流电压源的输出电压为－350mV、－340mV、－330mV…340mV、350mV时对输入的第一调整信号对应的第一波形数据进行采集。

需要说明的是，步进值的大小与参考信号幅度值以及被测宽带数字信号分析仪的指标参数相关，这里不做唯一限定。

步骤603：接收所述宽带数字信号分析仪发送的所述第一调整信号对应的第一波形数据，并根据所述第一波形数据测量所述宽带数字信号分析仪的非线性特征。

具体地，数据处理器首先接收所述宽带数字信号分析仪发送的所述加载零直流偏置电压的第一调整信号对应的波形数据(包含所述加载零直流偏置电压的第一调整信号的标准电压幅度值)；

然后，接收所述宽带数字信号分析仪发送的所述加载非零直流偏置电压的第一调整信号对应的第一波形数据(包含加载非零直流偏置电压的所述第一调整信号的第一电压幅度值)；

最后，确定标准电压幅度值以及第一电压幅度值之间的幅度比值，所述幅度比值用于表征宽带数字信号分析仪的非线性特征。

优选地，数据处理器在消除时间测量误差的前提下，测量宽带信号分析仪的非线性特征。

具体地，首先，数据处理器根据宽带数字信号分析仪的实际采样时间(实际采样时间的测量过程与在实施例1中的测量过程相同，这里不再赘述)对接收到的加载零偏置电压的第一调整信号对应的波形数据进行数据修正，得到标准电压幅度修正值；

然后，对接收到的加载非零偏置电压的第一调整信号对应的第一波形数据进行数据修正，得到第一波形修正数据。

其中，所述第一波形修正数据不含时间测量误差，包含第一电压幅度修正值，所述标准电压幅度修正值中也不含时间测量误差。

最后，数据处理器根据所述标准电压幅度修正值以及所述第一电压幅度修正值，确定所述宽带信号分析仪的非线性特征。

本发明实施例提供了一种宽带数字信号分析仪非线性特性的测量方法，通过向被测宽带数字信号分析仪输入第一调整信号，并根据第一调整信号对应的第一波形数据测量被测宽带数字信号分析仪的非线性特征，使得在利用宽带数字信号分析仪对输入的宽带数字信号进行测量时，能够根据测量得到的非线性特征对测量结果进行修正，达到减少测量误差，提升测量准确度的目的。

本领域的技术人员应明白，本发明的实施例可提供为方法、装置(设备)、或计算机程序产品。因此，本发明可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本发明可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD－ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。

本发明是参照根据本发明实施例的方法、装置(设备)和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。

这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。

这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。

尽管已描述了本发明的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本发明范围的所有变更和修改。

显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内。

Claims (9)

1.一种宽带数字信号分析仪非线性特性的测量装置，其特征在于，

所述测量装置包括：信号输出模块、信号调整模块以及数据处理模块，其中，

所述信号输出模块与所述信号调整模块之间电连接，所述数据处理模块、所述信号调整模块与所述宽带数字信号分析仪之间电连接；

所述信号输出模块，用于产生设定频率段的参考信号，并将所述参考信号发送给所述信号调整模块；

所述信号调整模块，用于对所述参考信号进行调整，并将调整后的第一调整信号传输至所述宽带数字信号分析仪，其中，将非零直流电压信号加载至所述参考信号上，得到加载非零直流偏置电压的第一调整信号；

所述数据处理器，用于接收所述宽带数字信号分析仪发送的所述第一调整信号对应的第一波形数据，所述第一波形数据中包含加载非零直流偏置电压的所述第一调整信号的第一电压幅度值；

根据所述第一电压幅度值以及标准电压幅度值确定所述宽带数字信号分析仪的非线性特征，所述非线性特征通过所述第一电压幅度值与所述标准电压幅度值之间的幅度比值表征，所述标准电压幅度值由所述宽带数字信号仪预先对加载零直流偏置电压的所述第一调整信号波形进行采集所得。

2.如权利要求1所述的测量装置，其特征在于，

所述信号调整模块包括：直流偏置器和直流电压源，其中，所述直流电压源与所述直流偏置器之间电连接；

所述直流电压源，用于产生直流电压信号，并将所述直流电压信号发送给所述直流偏置器；

所述直流偏置器，用于将接收到的所述直流电压信号加载至接收到的所述参考信号上，得到第一调整信号，并将所述第一调整信号传输至所述宽带数字信号分析仪的第一信道。

3.如权利要求1所述的测量装置，其特征在于，

所述测量装置还包括：功率分配模块，其中，所述功率分配模块与所述信号输出模块之间电连接，所述功率分配模块与所述信号调整模块之间电连接；

所述信号输出模块，还用于将产生的所述参考信号发送至所述功率分配模块；

所述功率分配模块，用于按照设定功率分配比例将接收到的所述参考信号分割成至少三路信号，并将所述至少三路信号中的第一路信号传输至所述直流偏置器，将所述至少三路信号中的第二路信号传输至所述宽带数字信号分析仪的第二信道，以及将所述至少三路信号中的第三路信号传输至延时器。

4.如权利要求3所述的测量装置，其特征在于，

所述信号调整模块还包括：延时器，其中，所述延时器与所述功率分配模块之间电连接；

所述延时器，用于对接收到的所述第三路信号作延时处理，得到第二调整信号，并将所述第二调整信号传输至所述宽带数字信号分析仪的第三信道。

5.如权利要求4所述的测量装置，其特征在于，

所述数据处理模块，还用于接收所述宽带数字信号分析仪的第二信道采集的第二波形数据以及接收所述宽带数字信号分析仪的第三信道采集的第三波形数据；根据所述第二波形数据以及所述第三波形数据确定所述宽带数字信号分析仪的实际采样时间。

6.如权利要求5所述的测量装置，其特征在于，

所述数据处理模块，具体用于通过以下方式确定宽带数字信号分析仪的实际采样时间：

f为信号频率，为宽带数字信号分析仪实际采集到的第m个数据点的实际相位，为所述参考信号的初始相位，t(m)为宽带数字信号分析仪对第m个数据点的实际采样时间，m为大于0的正整数。

7.如权利要求6所述的测量装置，其特征在于，

所述数据处理模块，还用于根据所述实际采样时间，对接收到的所述第一波形数据进行数据修正，得到第一波形修正数据，所述第一波形修正数据中包含第一电压幅度修正值；

根据所述第一电压幅度修正值以及标准电压幅度修正值，确定所述宽带信号分析仪的非线性特征，所述标准电压幅度修正值由所述数据处理模块预先根据所述实际采样时间对所述标准电压幅度进行数据修正所得。

8.一种使用如权利要求1-7之一所述装置的宽带数字信号分析仪非线性特性的测量方法，其特征在于，包括：

产生设定频率段的参考信号；

对所述参考信号进行调整，并将调整后的第一调整信号传输至所述宽带数字信号分析仪；

接收所述宽带数字信号分析仪发送的所述第一调整信号对应的第一波形数据，并根据所述第一波形数据测量所述宽带数字信号分析仪的非线性特征。

9.如权利要求8所述的测量方法，其特征在于，

根据所述第一波形数据测量所述宽带数字信号分析仪的非线性特征，包括：

根据宽带数字信号分析仪的实际采样时间，对接收到的所述第一波形数据进行数据修正，得到第一波形修正数据，所述第一波形修正数据中包含第一电压幅度修正值；

根据所述第一电压幅度修正值以及标准电压幅度修正值，确定所述宽带信号分析仪的非线性特征，所述标准电压幅度修正值由所述数据处理模块预先根据所述实际采样时间对所述标准电压幅度进行数据修正所得。