CN107918073B - 一种用于矢量网络分析仪的多通道测量方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种用于矢量网络分析仪的多通道测量方法，矢量网络分析仪具有双源、四端口体系结构，矢量网络分析仪具有八个模拟通道，八个模拟通道对应八路测试信号，八路测试信号包括四路响应信号和四路参考信号，响应信号与本振信号混频后，产生A、B、C、D四路响应中频信号，参考信号与本振信号混频后，产生R1、R2、R3、R4四路参考中频信号，四路参考中频信号通过一个四选一开关与中频处理单元相连，四选一开关逐一选取参考中频信号，并与四路响应中频信号一起经中频处理单元处理后，送至数字信号处理器和现场可编程门阵列中，数字处理采用同步检波方式，保证不同时刻处理结果的一致性，最终得到完整的八路测试信号。

Description

一种用于矢量网络分析仪的多通道测量方法

技术领域

本发明涉及矢量网络分析仪领域，具体涉及一种用于矢量网络分析仪的多通道测量方法。

背景技术

随着高速信号传输的迅速发展，对差分信号线等平衡器件的测试需求日益迫切，常规矢量网络分析仪只进行S参数测试，测试对象可以称为单端器件，默认一端是接地的；而对于平衡器件，两个端口同时接收输入信号，两路输入信号的幅度、相位要满足一定的关系，这就给矢量网络分析仪设计提出了新的挑战。

为了实现平衡器件真差分测量，对矢量网络分析仪的最低要求要具备双源、四端口测试能力，源输出信号幅度、相位可调整。相近的实现方案是实现全八路接收能力，四路测试信号和四路参考信号均独立接收，这样可以同时测量两个源的输出信号，完成幅度、相位调整。

现有技术方案中对平衡器件真差分测量需要在常规矢量网络分析仪上增加很多硬件，使得机箱尺寸变大，结构复杂，同时增加大量成本。

发明内容

本发明的目的是提供了一种用于矢量网络分析仪的多通道测量方法，使得矢量网络分析仪在实现同样功能的基础上，减少了中频接收通道的数量，矢量网络分析仪既能满足常规S参数测量，也可以实现平衡器件真差分测量。

本发明采用以下的技术方案：

一种用于矢量网络分析仪的多通道测量方法，矢量网络分析仪具有双源、四端口体系结构，矢量网络分析仪具有八个模拟通道，八个模拟通道对应八路测试信号，八路测试信号包括四路响应信号和四路参考信号，包括以下步骤：

步骤1：四路响应信号和四路参考信号均与本振信号在混频器内混频，四路响应信号与本振信号混频后产生四路响应中频信号，四路参考信号与本振信号混频后产生四路参考中频信号；

步骤2：四路响应中频信号送入中频处理单元进行中频调理和模拟数字转换，得到四路数字响应中频信号；

步骤3：四路参考中频信号通过一个四选一开关与中频处理单元相连，四路参考中频信号在中频处理单元进行中频调理和模拟数字转换，四路参考中频信号包括第一路参考中频信号、第二路参考中频信号、第三路参考中频信号和第四路参考中频信号，四选一开关首先接通第一路参考中频信号，第一路参考中频信号送中频处理单元处理，得到第一路数字参考中频信号；

步骤4：四选一开关接通第二路参考中频信号，第二路参考中频信号送中频处理单元处理，得到第二路数字参考中频信号；

步骤5：四选一开关接通第三路参考中频信号，第三路参考中频信号送中频处理单元处理，得到第三路数字参考中频信号；

步骤6：四选一开关接通第四路参考中频信号，第四路参考中频信号送中频处理单元处理，得到第四路数字参考中频信号；

步骤7：将得到的四路数字响应中频信号、第一路数字参考中频信号、第二路数字参考中频信号、第三路数字参考中频信号和第四路数字参考中频信号均送至数字信号处理器和现场可编程门阵列进行数字中频处理；数字信号处理器和现场可编程门阵列中采用同步检波方法，保证了不同时刻处理结果的一致性；最后完成完整的八路测试信号。

本发明具有的有益效果是：

本发明提供的一种用于矢量网络分析仪的多通道测量方法，利用一个四选一开关将原有的八路中频信号变为五路中频信号，通过同步检波、开关切换、分时采集方案，实现了八路中频同时处理的等效测试结果，减少了中频接收通道的数量，降低了仪器成本，缩小了机箱尺寸，使得矢量网络分析仪作为通用测试仪器，既能满足常规S参数测量，也可以实现平衡器件真差分测量。

附图说明

图1为单端器件和平衡器件的结构图。

图2为矢量网络分析仪信号输出调整示意图。

图3为矢量网络分析仪的多通道测量方法中信号处理通道的示意图。

图4为平衡器件真差分测量流程图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明的具体实施方式做进一步说明：

结合图1至图4，图1说明了平衡器件和单端器件的区别，单端器件通常有一个输入端口，一个输出端口，输入端口和输出端口上的信号以地作为参考；平衡器件在输入、输出端口上有两个接头，信号是满足一定要求的差模和共模信号，而不是以地作参考。

如图2所示，矢量网络分析仪要完成平衡器件的测试，需要输出两路源信号给被测件一对物理端口，通过实时检测两路输出信号的幅度、相位，不断调整输出信号的幅相，直到输出满足要求的激励信号，整个过程是个闭环控制过程。

如图3所示，一种用于矢量网络分析仪的多通道测量方法，矢量网络分析仪具有双源、四端口体系结构，矢量网络分析仪具有八个模拟通道，八个模拟通道对应八路测试信号，八路测试信号包括四路响应信号和四路参考信号，包括以下步骤：

步骤1：四路响应信号和四路参考信号均与本振信号在混频器内混频，四路响应信号与本振信号混频后产生四路响应中频信号，四路响应中频信号分别用A、B、C和D表示。

四路参考信号与本振信号混频后产生四路参考中频信号。

步骤2：四路响应中频信号送入中频处理单元进行中频调理和模拟数字转换，得到四路数字响应中频信号；

步骤3：四路参考中频信号通过一个四选一开关与中频处理单元相连，四路参考中频信号在中频处理单元进行中频调理和模拟数字转换，四路参考中频信号包括第一路参考中频信号R1、第二路参考中频信号R2、第三路参考中频信号R3和第四路参考中频信号R4，四选一开关首先接通第一路参考中频信号R1，第一路参考中频信号送中频处理单元处理，得到第一路数字参考中频信号；

步骤4：四选一开关接通第二路参考中频信号R2，第二路参考中频信号送中频处理单元处理，得到第二路数字参考中频信号；

步骤5：四选一开关接通第三路参考中频信号R3，第三路参考中频信号送中频处理单元处理，得到第三路数字参考中频信号；

步骤6：四选一开关接通第四路参考中频信号R4，第四路参考中频信号送中频处理单元处理，得到第四路数字参考中频信号；

步骤7：将得到的四路数字响应中频信号、第一路数字参考中频信号、第二路数字参考中频信号、第三路数字参考中频信号和第四路数字参考中频信号均送至数字信号处理器和现场可编程门阵列进行数字中频处理；数字信号处理器和现场可编程门阵列中采用同步检波方法，保证了不同时刻处理结果的一致性；最后完成完整的八路测试信号。

实施例1

利用上述方法进行平衡器件真差分测量。

如图4所示，步骤1：设置扫描状态，得到总扫描点数totalPoints，同时当前扫描点数curPoint清零，判断当前扫描点数是否小于总扫描点数，如果小于，则设置当前扫描点状态，主要包括频率、幅度和相位信息。

步骤2：矢量网络分析仪的四路响应信号和四路参考信号均与本振信号在混频器内混频，四路响应信号与本振信号混频后产生四路响应中频信号，四路响应中频信号分别用A、B、C和D表示。

四路参考信号与本振信号混频后产生四路参考中频信号。

步骤3：四路响应中频信号送入中频处理单元进行中频调理和模拟数字转换，得到四路数字响应中频信号。

步骤4：四路参考中频信号通过一个四选一开关与中频处理单元相连，四路参考中频信号在中频处理单元进行中频调理和模拟数字转换，四路参考中频信号包括第一路参考中频信号R1、第二路参考中频信号R2、第三路参考中频信号R3和第四路参考中频信号R4，四选一开关首先接通第一路参考中频信号R1，第一路参考中频信号送中频处理单元处理，得到第一路数字参考中频信号。

步骤5：四选一开关接通第二路参考中频信号R2，第二路参考中频信号送中频处理单元处理，得到第二路数字参考中频信号。

步骤6：四选一开关接通第三路参考中频信号R3，第三路参考中频信号送中频处理单元处理，得到第三路数字参考中频信号。

步骤7：四选一开关接通第四路参考中频信号R4，第四路参考中频信号送中频处理单元处理，得到第四路数字参考中频信号。

步骤8：将得到的四路数字响应中频信号、第一路数字参考中频信号、第二路数字参考中频信号、第三路数字参考中频信号和第四路数字参考中频信号均送至数字信号处理器和现场可编程门阵列进行数字中频处理；数字信号处理器和现场可编程门阵列中采用同步检波方法，保证了不同时刻处理结果的一致性；最后完成完整的八路测试信号。

步骤9：根据步骤7的测试结果，结合被测件对激励信号的要求，反馈调整信号输出幅度、相位，直到输出信号满足测试要求。

步骤10：经过校准，得到当前扫描点的测试信息，之后当前扫描点+1，循环处理，直到所有扫描点测量完成。

当然，上述说明并非是对本发明的限制，本发明也并不仅限于上述举例，本技术领域的技术人员在本发明的实质范围内所做出的变化、改型、添加或替换，也应属于本发明的保护范围。

Claims (1)

1.一种用于矢量网络分析仪的多通道测量方法，矢量网络分析仪具有双源、四端口体系结构，矢量网络分析仪具有八个模拟通道，八个模拟通道对应八路测试信号，八路测试信号包括四路响应信号和四路参考信号，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1：四路响应信号和四路参考信号均与本振信号在混频器内混频，四路响应信号与本振信号混频后产生四路响应中频信号，四路参考信号与本振信号混频后产生四路参考中频信号；

步骤2：四路响应中频信号送入中频处理单元进行中频调理和模拟数字转换，得到四路数字响应中频信号；

步骤3：四路参考中频信号通过一个四选一开关与中频处理单元相连，四路参考中频信号在中频处理单元进行中频调理和模拟数字转换，四路参考中频信号包括第一路参考中频信号、第二路参考中频信号、第三路参考中频信号和第四路参考中频信号，四选一开关首先接通第一路参考中频信号，第一路参考中频信号送中频处理单元处理，得到第一路数字参考中频信号；

步骤4：四选一开关接通第二路参考中频信号，第二路参考中频信号送中频处理单元处理，得到第二路数字参考中频信号；

步骤5：四选一开关接通第三路参考中频信号，第三路参考中频信号送中频处理单元处理，得到第三路数字参考中频信号；

步骤6：四选一开关接通第四路参考中频信号，第四路参考中频信号送中频处理单元处理，得到第四路数字参考中频信号；

步骤7：将得到的四路数字响应中频信号、第一路数字参考中频信号、第二路数字参考中频信号、第三路数字参考中频信号和第四路数字参考中频信号均送至数字信号处理器和现场可编程门阵列进行数字中频处理；数字信号处理器和现场可编程门阵列中采用同步检波方法，保证了不同时刻处理结果的一致性；最后完成完整的八路测试信号。

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