CN113608106A - 一种快速检测压控振荡器vco调谐灵敏度的电路及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种快速检测压控振荡器VCO调谐灵敏度的电路及方法，所述电路包括：功分器：用于接收VCO的输出信号，并根据所述VCO的输出信号将所述VCO的输出信号平均分成两路输出；混频器：用于接收功分器输出的两路信号，其中一路作为混频器的本振，一路作为混频器的接收；所述混频器接收的所述功分器的两路信号的延时不相同。本发明可以直接通过混频器的输出波形来判断VCO的调节灵敏度是否合格。

Description

一种快速检测压控振荡器VCO调谐灵敏度的电路及方法

技术领域

本发明涉及集成电路领域，具体来说，涉及一种快速检测压控振荡器VCO调谐灵敏度的电路及方法。

背景技术

压控振荡器(voltage controlled oscillator,VCO)的输出频率与输入控制电压有对应关系的振荡电路，其调谐灵敏度是指单位的输入电压与输出频率的变化，一般用Kv表示，单位是Hz/V。现有的检测VCO调谐灵敏度的主要方法是外接调谐电压Vt，每改变一个电压点记录一次频率功率，然后通过计算得到调谐灵敏度(以下称之为单点测试)。但现有的

检测VCO调谐灵敏度的方法存在一下问题：1、测试速度慢，不适合大批量测试；2、现有的测试方法不能便捷判断VCO调谐速度是否合格。

本文提供的背景描述用于总体上呈现本公开的上下文的目的。除非本文另外指示，在该章节中描述的资料不是该申请的权利要求的现有技术并且不要通过包括在该章节内来承认其成为现有技术。

发明内容

针对相关技术中的上述技术问题，本发明提出一种快速检测压控振荡器VCO调谐灵敏度的电路，所述电路包括：

功分器：用于接收VCO的输出信号，并根据所述VCO的输出信号将所述VCO的输出信号分成两路输出；

混频器：用于接收功分器输出的两路信号，其中一路作为混频器的本振，一路作为混频器的接收；所述混频器接收的所述功分器的两路信号的延时不相同。

具体的，所述混频器的本振信号延时小于所述混频器的接收信号延时。

具体的，所述混频器的接收信号通过同轴线缆来传送。

具体的，所述功分器、混频器设置在印刷电路板上，所述混频器的接收信号通过印刷电路板走线来传送。

具体的，所述电路还包括信号发生器：信号发生器用于产生周期性的三角波信号；

VCO：所述VCO接收信号发生器产生的周期性的三角波信号，并产生输出信号。

示波器：所述示波器用于接收所述混频器的输出。

具体的，所述同轴线缆后还连接有一衰减器。

第二方面，本实施例提供了一种快速检测压控振荡器VCO的调谐灵敏度的方法，其包括如下步骤：

S1，功分器接收VCO的输出信号，并根据所述VCO的输出信号将所述VCO的输出信号分成两路输出；

S2,混频器接收功分器输出的两路信号，其中一路作为混频器的本振，一路作为混频器的接收；所述混频器接收的所述功分器的两路信号的延时不相同；

S3，根据所述混频器输出的中频信号的频率判断所述VCO调谐灵敏度是否合格。

具体的，所述混频器的本振信号延时小于所述混频器的接收信号延时。

具体的，所述步骤S3具体包括：

S31：将所述混频器的输出接入示波器，并根据所述示波器的频率来判断判断所述VCO调谐灵敏度是否合格。

具体的，在步骤S1之前还包括:

S01，信号发生器产生周期性的三角波信号；

S02，VCO接收信号发生器产生的周期性的三角波信号，并产生VCO输出。

本发明提供的一种快速检测VCO调谐灵敏度的电路，其包括一功分器、一混频器的PCB板，通过功分器将VCO输出一分为二，一路作为混频器本振，一路作为混频器接收。并结合VCO、信号发生器、示波器等仪器，外接一定长度射频线缆形成延时，混频得到一个中频，通过所得中频的频率、功率即可计算VCO调谐灵敏度和输出功率。同时，本发明还可通过中频波形判断VCO调谐速度是否满足要求。

本发明通过外接的信号发生器产生的周期性三角波作为VCO的输入信号，可以以调频连续波的方式调谐VCO输出频率，有效避免了现有单点测试方案的缺点。并通过外接线缆加大接收链路延时，从而提高中频的频点。

本发明通过混频器输出的中频频率判断VCO调谐灵敏度是否合格。并且可以通过中频功率计算得到VCO输出功率。可以实现同时对调谐灵敏度以及输出功率的测量。通过将混频器的中频输出接入示波器，可以通过中频波形的连续性和功率大小判断是否满足调谐速度要求。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，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，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明实施例提供的一种快速检测VCO调谐灵敏度的电路示意图；

图2是本发明实施例提供的一种快速检测VCO调谐灵敏度的方法流程图；

图3是本发明提供的一种快速检测VCO调谐灵敏度的设备示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，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所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例一

参考图1，本实施例公开了一种快速检测VCO调谐灵敏度的电路，其包括如下电路器件：

信号发生器：信号发生器用于产生周期性的三角波信号，其周期为T(s)，电压峰峰值为ΔV(v)；本实施例的信号发生器产生的三角波信号的电压峰峰值ΔV需要覆盖VCO的调谐电压范围。

被测对象：本实施例的被测对象为VCO。所述被测对象接收信号发生器产生的周期性的三角波信号。

示波器：所述示波器用于接收所述混频器的输出。

功分器：用于接收VCO的输出信号，并根据所述VCO的输出信号将所述VCO的输出信号平均分成两路输出；

功分器用于将一路输入信号平均分成两路或多路相等功率输出的器件，本实施例采用两路功分器，其将接收的VCO输出信号平均分成两路信号输出，具体输出的两路信号分别为第一路信号LO，第二路信号RX。

混频器：用于接收功分器输出的两路信号，其中一路作为混频器的本振，一路作为混频器的接收。

本实施例的所述混频器接收的所述功分器的两路信号的延时不相同。

混频器用于将接收到的射频信号与本振产生的信号相乘，来产生中频信号。本实施例中的混频器的本振信号是功分器输出的一路信号，混频器的接收也是功分器输出的一路信号；

具体的本实施例中的第一路信号LO作为所述混频器的本振输入，第二路信号RX作为混频器的接收。

本实施例的第一路信号LO、第二路信号RX的延时不同，具体的在电路设计中可以通过设计不同的电路线的长度来使得第一路信号LO、第二路信号RX的延时不同。本实施例中的第一路信号LO、第二路信号RX的延时是指从功分器的输出到混频器接收到所述第一路信号LO、第二路信号RX的时间差。

本实施例中的第一路信号LO的延时小于第二路信号RX的延时。具体在电路设计中，本实施例可以把第一路信号LO的电路走线设置在印刷电路板PCB上，通过一定的长度绕线来实现延时。第二路信号RX的电路走线可以设置在印刷电路板上，通过比第一路信号LO的电路走线更长来实现更长的延时。

本实施例中的混频器、功分器、信号发生器、被测对象可以设置在一个PCB电路板上，或者是混频器、功分器设置在一个PCB电路板上，信号发生新以及被测对象通过外接电路的形式连接到所述PCB电路板上。

本实施例的被测对象可以直接设置在PCB上，将所述VCO电路直接设置在PCB板上。或者是被测对象通过外接的形式连接到所述PCB上，功分器仅接收所述被测对象的输出信号。例如，混频器、功分器设置在一个PCB电路板上，VCO、信号发生器、示波器均通过外接的形式连接到PCB电路板上。

本实施例的快速监测VCO调谐灵敏度的电路仅包括功分器、混频器，所述混频器、功分器设置在一个PCB电路板上。

为了实现第二路信号RX的延时比第一路信号LO延时更长，本实施例中的第二路信号RX可以通过外接同轴线缆来实现。具体的功分器，混频器都设置在PCB电路板上，功分器的第一路信号LO通过PCB走线的形式连接到混频器上，功分器的第二路信号RX，通过在PCB电路板上设置有对应的电路输出端口1，并在所述混频器的接收端口上设置有一个接收端口2，所述电路输出端口1，接收端口2均设置在PCB电路板上。通过一个外接同轴线缆连接电路输出端口1、接收端口2。通过控制外接同轴线缆的长度来控制第二路信号RX的延时。本实施例通过外接同轴线缆可以更好的控制第二路信号RX的延时。

为了避免因VCO输出功率较大致使混频器饱和，本实施例在所述同轴线缆后接入一衰减器。

第二路信号RX走线延时T1(s)，第一路信号LO走线延时T2(s)。第二路信号RX与第一路信号LO的时差△T＝T1-T2。

混频器中频输出接至示波器，可得到中频频率F(Hz)，以及中频功率P(dBm)，测得被测对象至混频器RX端插损IL(dB)，混频器传输损耗CL(dB)。

设VCO调谐灵敏度S(Hz/V)，于是有

F＝S*ΔV/T*ΔT (1)

计算可得VCO调谐灵敏度S：

S＝F*T/(ΔV*ΔT) (2)

△V/T可对应调谐速度，通过信号发生器即可设定；F是混频器的输出的中频频率(Hz)；T是三角波信号的周期；

假设VCO发射功率P_vco(dBm)，于是有

P_vco＝P+IL+CL (3)

通过式(1)可知，混频器输出的中频波形与调谐灵敏度S、调谐速度、以及第二路信号RX与第一路信号LO的时差△T＝T1-T2，即混频器两路输入信号的时差有关。通过观察中频波形的连续性、峰峰值是否正常，可以有效判断VCO调谐速度是否满足要求。本实施例中，混频器输出的中频波形连续即可认为VCO调谐灵敏度无跳变。如果VCO的调谐速度无法满足三角波对应的调谐速度，则会出现峰峰值降低现象，峰峰值正常则说明VCO调谐速度可满足要求。

本实施例提供的一种快速检测VCO调谐灵敏度的电路，其包括一功分器、一混频器的PCB板，通过功分器将VCO输出一分为二，一路作为混频器本振，一路作为混频器接收。并结合VCO、信号发生器、示波器等仪器，外接一定长度射频线缆形成延时，混频得到一个中频，通过所得中频的频率、功率即可计算VCO调谐灵敏度和输出功率。同时，本实施例还可通过中频波形判断VCO调谐速度是否满足要求。

本实施例通过外接的信号发生器产生的周期性三角波作为VCO的输入信号，可以以调频连续波的方式调谐VCO输出频率，有效避免了现有单点测试方案的缺。并通过外接线缆加大接收链路延时，来提高中频的频点。

本实施例通过混频器输出的中频频率判断VCO调谐灵敏度是否合格。并且可以通过中频功率计算得到VCO输出功率。可以实现同时对调谐灵敏度以及输出功率的测量。

通过将混频器的中频输出接入示波器，可以通过中频波形的连续性和功率大小判断是否满足调谐速度要求。

实施例二

参考图2，本实施例公开了一种快速检测VCO调谐灵敏度的方法，其应用在实施例一的快速检测VCO调谐灵敏度的电路上，其包括如下步骤：

S1，功分器接收VCO的输出信号，并根据所述VCO的输出信号将所述VCO的输出信号平均分成两路输出；

S2，混频器接收功分器输出的两路信号，其中一路作为混频器的本振，一路作为混频器的接收；所述混频器接收的所述功分器的两路信号的延时不相同；

具体的本实施例中的第一路信号LO作为所述混频器的本振输入，第二路信号RX作为混频器的接收RX。

本实施例中的第一路信号LO、第二路信号RX的延时是指从功分器的输出到混频器接收到所述第一路信号LO、第二路信号RX的时间差。

本实施例中的第一路信号LO的延时小于第二路信号RX的延时。具体在电路设计中，本实施例可以把第一路信号LO的电路走线设置在印刷电路板PCB上，通过一定的长度绕线来实现延时。第二路信号RX的电路走线可以设置在印刷电路板上，通过比第一路信号LO的电路走线更长来实现更长的延时。

为了实现第二路信号RX的延时比第一路信号LO延时更长，本实施例中的第二路信号RX可以通过外接同轴线缆来实现。具体的功分器，混频器都设置在PCB电路板上，功分器的第一路信号LO通过PCB走线的形式连接到混频器上，功分器的第二路信号RX，通过在PCB电路板上设置有对应的电路输出端口1，并在所述混频器的接收端口上设置有一个接收端口2，所述电路输出端口1，接收端口2均设置在PCB电路板上。通过一个外接同轴线缆连接电路输出端口1、接收端口2。通过控制外接同轴线缆的长度来控制第二路信号RX的延时。本实施例通过外接同轴线缆可以更好的控制第二路信号RX的延时。

第二路信号RX走线延时T1(s)，第一路信号LO走线延时T2(s)。第二路信号RX与第一路信号LO的时差△T＝T1-T2。

混频器中频输出接至示波器，可得到中频频率F(Hz)，以及中频功率P(dBm)，测得被测对象至混频器RX端插损IL(dB)，混频器传输损耗CL(dB)。

设VCO调谐灵敏度S(Hz/V)，于是有

F＝S*ΔV/T*ΔT (1)

计算可得VCO调谐灵敏度S：

S＝F*T/(ΔV*ΔT) (2)

△V/T可对应调谐速度，通过信号发生器即可设定；F是混频器的输出的中频频率(Hz)；T是三角波信号的周期。

假设VCO发射功率P_vco(dBm)，于是有

P_vco＝P+IL+CL (3)

通过式(1)可知，混频器输出的中频波形与调谐灵敏度S、调谐速度、以及第二路信号RX与第一路信号LO的时差△T＝T1-T2，即混频器两路输入信号的时差有关。通过观察中频波形的连续性、峰峰值是否正常，可以有效判断VCO调谐速度是否满足要求。

S3，根据所述混频器输出的中频信号的频率判断所述VCO调谐灵敏度是否合格。

具体的在步骤S3还包括：

S31：将所述混频器的输出接入示波器，并根据所述示波器的频率来判断判断所述VCO调谐灵敏度是否合格。

具体的步骤S1之前还包括:

S01，信号发生器产生周期性的三角波信号；所述三角波的周期为T(s)，电压峰峰值为ΔV(v)

本实施例的信号发生器产生的三角波信号的电压峰峰值ΔV需要覆盖VCO的调谐电压范围。

S02，VCO接收信号发生器产生的周期性的三角波信号，并产生VCO输出。

本实施例提供的一种快速检测VCO调谐灵敏度的方法，其包括功分器将VCO输出一分为二，一路作为混频器本振，一路作为混频器接收。并结合VCO、信号发生器、示波器等仪器，外接一定长度射频线缆形成延时，混频得到一个中频，通过所得中频的频率、功率即可计算VCO调谐灵敏度和输出功率。同时，本实施例还可通过中频波形判断VCO调谐速度以及调谐灵敏度是否满足要求。本实施例中，混频器输出的中频波形连续即可认为VCO调谐灵敏度无跳变。如果VCO的调谐速度无法满足三角波对应的调谐速度，则会出现峰峰值降低现象，峰峰值正常则说明VCO调谐速度可满足要求。

本实施例通过外接的信号发生器产生的周期性三角波作为VCO的输入信号，可以以调频连续波的方式调谐VCO输出频率，有效避免了现有单点测试方案的缺陷。并通过外接线缆加大接收链路延时，来提高中频频点。

本实施例通过混频器输出的中频频率判断VCO调谐灵敏度是否合格。并且可以通过中频功率计算得到VCO输出功率。可以实现同时对调谐灵敏度以及输出功率的测量。

通过将混频器的中频输出接入示波器，可以通过中频波形的连续性和功率大小判断是否满足调谐速度要求。

实施例三

参考图3，图3是本实施例的一种快速检测压控振荡器VCO调谐灵敏度的设备的结构示意图。该实施例的一种快速检测压控振荡器VCO调谐灵敏度的设备20包括处理器21、存储器22以及存储在所述存储器22中并可在所述处理器21上运行的计算机程序。所述处理器21执行所述计算机程序时实现上述一种快速检测压控振荡器VCO调谐灵敏度的方法实施例中的步骤。或者，所述处理器21执行所述计算机程序时实现上述各装置实施例中各模块/单元的功能。

示例性的，所述计算机程序可以被分割成一个或多个模块/单元，所述一个或者多个模块/单元被存储在所述存储器22中，并由所述处理器21执行，以完成本发明。所述一个或多个模块/单元可以是能够完成特定功能的一系列计算机程序指令段，该指令段用于描述所述计算机程序在所述一种快速检测压控振荡器VCO调谐灵敏度的设备20中的执行过程。例如，所述计算机程序可以被分割成实施例一中的各个模块,各模块具体功能请参考上述实施例的工作过程，在此不再赘述。

所述一种快速检测压控振荡器VCO调谐灵敏度的设备20可包括，但不仅限于，处理器21、存储器22。本领域技术人员可以理解，所述示意图仅仅是一种快速检测压控振荡器VCO调谐灵敏度的设备20的示例，并不构成对一种快速检测压控振荡器VCO调谐灵敏度的设备20的限定，可以包括比图示更多或更少的部件，或者组合某些部件，或者不同的部件，例如所述一种快速检测压控振荡器VCO调谐灵敏度的设备20还可以包括输入输出设备、网络接入设备、总线等。

所述处理器21可以是中央处理单元(Central Processing Unit，CPU)，还可以是其他通用处理器、数字信号处理器(Digital Signal Processor，DSP)、专用集成电路(Application Specific Integrated Circuit，ASIC)、现成可编程门阵列(Field-Programmable Gate Array，FPGA)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件等。通用处理器可以是微处理器或者该处理器也可以是任何常规的处理器等，所述处理器21是所述一种快速检测压控振荡器VCO调谐灵敏度的设备20的控制中心，利用各种接口和线路连接整个一种快速检测压控振荡器VCO调谐灵敏度的设备20的各个部分。

所述存储器22可用于存储所述计算机程序和/或模块，所述处理器21通过运行或执行存储在所述存储器22内的计算机程序和/或模块，以及调用存储在存储器22内的数据，实现所述一种快速检测压控振荡器VCO调谐灵敏度的设备20的各种功能。所述存储器22可主要包括存储程序区和存储数据区，其中，存储程序区可存储操作系统、至少一个功能所需的应用程序(比如声音播放功能、图像播放功能等)等；存储数据区可存储根据手机的使用所创建的数据(比如音频数据、电话本等)等。此外，存储器22可以包括高速随机存取存储器，还可以包括非易失性存储器，例如硬盘、内存、插接式硬盘，智能存储卡(Smart MediaCard,SMC)，安全数字(Secure Digital,SD)卡，闪存卡(Flash Card)、至少一个磁盘存储器件、闪存器件、或其他易失性固态存储器件。

其中，所述一种快速检测压控振荡器VCO调谐灵敏度的设备20集成的模块/单元如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明实现上述实施例方法中的全部或部分流程，也可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，所述的计算机程序可存储于一计算机可读存储介质中，该计算机程序在被处理器21执行时，可实现上述各个方法实施例的步骤。其中，所述计算机程序包括计算机程序代码，所述计算机程序代码可以为源代码形式、对象代码形式、可执行文件或某些中间形式等。所述计算机可读介质可以包括：能够携带所述计算机程序代码的任何实体或装置、记录介质、U盘、移动硬盘、磁碟、光盘、计算机存储器、只读存储器(ROM，Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、电载波信号、电信信号以及软件分发介质等。需要说明的是，所述计算机可读介质包含的内容可以根据司法管辖区内立法和专利实践的要求进行适当的增减，例如在某些司法管辖区，根据立法和专利实践，计算机可读介质不包括电载波信号和电信信号。

需说明的是，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，其中所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施例方案的目的。另外，本发明提供的装置实施例附图中，模块之间的连接关系表示它们之间具有通信连接，具体可以实现为一条或多条通信总线或信号线。本领域普通技术人员在不付出创造性劳动的情况下，即可以理解并实施。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种快速检测压控振荡器VCO调谐灵敏度的电路，其特征在于，所述电路包括：

功分器：用于接收VCO的输出信号，并根据所述VCO的输出信号将所述VCO的输出信号分成两路输出；

混频器：用于接收功分器输出的两路信号，其中一路作为混频器的本振，一路作为混频器的接收；所述混频器接收的所述功分器的两路信号的延时不相同。

2.根据权利要求1所述的电路，所述混频器的本振信号延时小于所述混频器的接收信号延时。

3.根据权利要求2所述的电路，所述混频器的接收信号通过同轴线缆来传送。

4.根据权利要求3所述的电路，所述功分器、混频器设置在印刷电路板上，所述混频器的接收信号通过印刷电路板走线来传送。

5.根据权利要求1所述的电路，其还包括：信号发生器：信号发生器用于产生周期性的三角波信号；

VCO：所述VCO接收信号发生器产生的周期性的三角波信号，并产生输出信号；

示波器：所述示波器用于接收所述混频器的输出。

6.根据权利要求4所述的电路，所述同轴线缆后还连接有一衰减器。

7.一种快速检测压控振荡器VCO调谐灵敏度的方法，其包括如下步骤：

S1，功分器接收VCO的输出，并根据所述VCO的输出信号将所述VCO的输出信号分成两路输出；

S2，混频器接收功分器输出的两路信号，其中一路作为混频器的本振，一路作为混频器的接收；所述混频器接收的所述功分器的两路信号的延时不相同；

S3，根据所述混频器输出的中频信号的频率判断所述VCO调谐灵敏度是否合格。

8.根据权利要求8所述的方法，所述混频器的本振信号延时小于所述混频器的接收信号延时。

9.根据权利要求7所述的方法，所述步骤S3具体包括：

S31：将所述混频器的输出接入示波器，并根据所述示波器的频率来判断判断所述VCO调谐灵敏度是否合格。

10.根据权利要求7所述的方法，在步骤S1之前还包括:

S01，信号发生器产生周期性的三角波信号；

S02，VCO接收信号发生器产生的周期性的三角波信号，并产生VCO输出。

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