CN217159718U

CN217159718U - 射频参数测试电路

Info

Publication number: CN217159718U
Application number: CN202220424380.1U
Authority: CN
Inventors: 伍泳钢; 邹金强
Original assignee: Chengdu Hangtuo Aviation Technology Co ltd
Current assignee: Chengdu Hangtuo Aviation Technology Co ltd
Priority date: 2022-02-28
Filing date: 2022-02-28
Publication date: 2022-08-09
Anticipated expiration: 2032-02-28

Abstract

本实用新型涉及无线射频技术领域，涉及一种射频参数测试电路，包括功率衰减电路、功分器电路、频率测试电路、功率测试电路和调制信号参数测试电路；待测信号经过功率衰减电路后输入功分器电路，输出第一射频信号、第二射频信号和第三射频信号；第一射频信号输入至频率测试电路，频率测试电路用于对第一射频信号进行幅度调理、分频处理和差分LVPECL信号到LVTTL信号的转换，然后输出LVTTL电平信号用于计算频率；第二射频信号输入至功率测试电路，功率测试电路用于对第二射频信号进行功率检波、缓冲隔离，输出直流电压用于计算功率；第三射频信号输入至调制信号参数测试电路，输出中频信号，中频信号经滤波放大处理后输出用于参数分析。支持多种参数的测量。

Description

射频参数测试电路

技术领域

本实用新型涉及无线射频技术领域，具体涉及一种射频参数测试电路。

背景技术

在信息化时代的今天，无线设备应用广泛，无线设备的射频性能直接关乎用户的使用体验，射频性能直接影响了通信质量，因此在生产和使用中需要对产品的射频性能进行把控。在制造电子产品时，通常是由工厂大量制造后，再经由测试部门测试电子产品的各种功能，惟有通过所有测试项目的电子产品方可出厂送至客户端，以确保所出厂的电子产品维持一定的水平。然而，目前无线射频装置的现场测试仪器采用单一测试，一件仪器只对个别功能进行测量，因此常常涉及到多件仪器的使用，不能便利地进行多种功能的测量，测试仪器更换的繁琐性、复杂性，造成测试需要的时间拉长，严重影响了测试进度与测试效率。

实用新型内容

本实用新型的目的在于克服现有技术中不能便利地进行多种功能的测量的问题，提供一种射频参数测试电路。

为了实现上述实用新型目的，本实用新型提供了以下技术方案：

一种射频参数测试电路，包括功率衰减电路、功分器电路、频率测试电路、功率测试电路和调制信号参数测试电路；

由RF接口输入的待测射频信号经过所述功率衰减电路的处理后输入所述功分器电路，所述功分器电路输出第一射频信号、第二射频信号和第三射频信号；

所述第一射频信号输入至所述频率测试电路，所述频率测试电路用于对所述第一射频信号进行幅度调理、分频处理和差分LVPECL电平信号到LVTTL电平信号的转换，然后输出LVTTL电平信号用于频率计数；

所述第二射频信号输入至所述功率测试电路，所述功率测试电路用于对所述第二射频信号进行功率检波、缓冲隔离，然后输出直流电压用于计算功率；

所述第三射频信号输入至所述调制信号参数测试电路，所述调制信号参数测试电路包括幅度调理电路、第一本振电路、第一混频器、第一滤波放大电路、第二本振电路、第二混频器和第二滤波放大电路，所述第三射频信号经过所述幅度调理电路后与所述第一本振电路产生的第一本振信号一同输入第一混频器，所述第一混频器输出第一中频信号，所述第一中频信号经所述滤波放大电路进行处理后与所述第二本振电路产生的第二本振信号一同输入第二混频器，所述第二混频器输出第二中频信号，所述第二中频信号经所述第二滤波放大电路处理后输出用于参数分析。

进一步的，所述频率测试电路包括依次连接的限幅放大电路、方波转换电路、分频电路以及逻辑电平转换电路；所述限幅放大电路用于调整所述第一射频信号的幅度，所述方波转换电路用于将幅度调整后的第一射频信号转换成方波信号，所述分频电路用于将所述方波信号分频后输出所述差分LVPECL电平信号，所述逻辑电平转换电路用于使所述差分LVPECL电平信号转换成所述LVTTL电平信号，所述LVTTL电平信号用于频率计数。

进一步的，所述分频电路包括超低噪声时钟分频器D10，所述超低噪声时钟分频器D10的OSCP引脚连接所述方波转换电路的输出端，所述超低噪声时钟分频器D10的DIVP引脚和DIVN引脚连接所述逻辑电平转换电路的差分输入端。

进一步的，所述超低噪声时钟分频器D10的型号为HMC988LP3E。

进一步的，所述逻辑电平转换电路包括LVPECL/LVDS信号到LVTTL信号的转换器D13，所述转换器D13的型号为MC100LVELT23DG。

进一步的，所述第一本振电路包括第一锁相环芯片D2和第一环路滤波器，第一锁相环芯片D2和第一环路滤波器组成第一锁相环电路，所述第一锁相环电路输入第一参考信号，输出所述第一本振信号。

进一步的，所述第二本振电路包括第二锁相环芯片D8和第二环路滤波器，第二锁相环芯片D8和第二环路滤波器组成第二锁相环电路，所述第二锁相环电路输入第二参考信号，输出所述第二本振信号。

进一步的，所述第一锁相环芯片D2和/或第二锁相环芯片D8的型号为HMC830。

进一步的，所述射频参数测试电路还包括晶振和第二功分器电路，所述晶振产生的参考输出信号通过所述第二功分器电路后输出所述第一参考信号和第二参考信号。

进一步的，所述功率测试电路包括依次连接的真均方根响应功率检波器N13和隔离运算放大器N14A；所述第一射频信号输入至所述真均方根响应功率检波器N13，输出至所述隔离运算放大器N14A处理，所述隔离运算放大器N14A输出所述直流电压。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果：

与现有技术相比，本实用新型为实现多种测量功能的集合，采用功分器电路将待测信号分为三路，分别经过频率测试电路、功率测试电路、调制信号参数测试电路分别进行频率、功率、调制参数的测量，功率测试电路将功率转换成模拟电压信号,通过测试电压值进行功率测量；频率测试电路对其进行幅度调理后分频、逻辑电平信号转换，使用转换后的LVTLL电平信号进行频率计数；调制信号参数测试电路对其进行幅度调理后与第一本振电路产生的第一本振信号一同输入第一混频器，第一混频器输出第一中频信号，第一中频信号经所述滤波放大电路进行处理后与第二本振电路产生的第二本振信号一同输入第二混频器，所述第二混频器输出第二中频信号，第二中频信号经滤波放大处理后输出用于参数分析；提供了一种快速测试多种射频信号参数的电路，使得包含本电路的综合测试仪实现多种参数的测量。

附图说明

图1为一种射频参数测试电路的连接框图。

图2为一种射频参数测试电路进一步细化的连接框图。

图3为功率衰减电路和功分器电路的电路原理图。

图4为频率测试电路的连接框图。

图5为频率测试电路的电路原理图。

图6为频率测试电路的电路原理图。

图7为功率测试电路的电路原理图。

图8为第一锁相环芯片D2和第一环路滤波器的连接框图。

图9为第一本振电路的电路原理图。

图10为第一本振电路的电路原理图。

图11为第一本振电路的电路原理图。

图12为晶振和第二功分器电路的电路原理图。

图13为晶振和第二功分器电路的电路原理图。

图14为幅度调理电路的电路原理图。

图15为幅度调理电路的电路原理图。

图16为第一混频器和第一滤波放大电路的电路原理图。

图17为第一混频器和第一滤波放大电路的电路原理图。

图18为第二混频器和第二滤波放大电路的电路原理图。

图19为第二混频器和第二滤波放大电路的电路原理图。

图20为中频输出部分的电路原理图。

具体实施方式

下面结合试验例及具体实施方式对本实用新型作进一步的详细描述。但不应将此理解为本实用新型上述主题的范围仅限于以下的实施例，凡基于本实用新型内容所实现的技术均属于本实用新型的范围。

实施例1

一种射频参数测试电路，如图1所示，包括功率衰减电路、功分器电路、频率测试电路、功率测试电路和调制信号参数测试电路。

本实用新型的功率衰减电路优选的为大功率衰减电路。在射频电路中，功率衰减电路/功率衰减器是一种提供衰减的电子元器件，基本用途是吸收设定量的通过衰减器的射频信号能量而不干扰信号的相位或频率响应，主要作用是提供更高电容电平，从而维持信噪比(SNR)、减少内部电路元件噪声以及外部信号噪声引起的问题。本实用新型的大功率衰减电路/大功率衰减器是指用于处理给定频率下接近容量峰值的功率水平，同时在整个频带上呈现固定衰减的功率衰减电路/功率衰减器。

如图2所示，由RF接口输入的宽频带大动态范围信号，即待测射频信号经过所述功率衰减电路进行衰减后输入所述功分器电路，所述功分器电路输出第一射频信号、第二射频信号和第三射频信号；

功率衰减电路和功分器电路的电路原理图如图3所示。

所述第一射频信号输入至所述频率测试电路，所述频率测试电路用于对所述第一射频信号进行幅度调理、分频处理和差分LVPECL电平信号到LVTTL电平信号的转换，然后输出LVTTL电平信号用于计算频率；

具体的，在频率测试电路中，如图4所示，包括依次连接的限幅放大电路、方波转换电路、分频电路以及逻辑电平转换电路；所述限幅放大电路用于调整所述第一射频信号的幅度，所述方波转换电路用于将幅度调整后的第一射频信号转换成方波信号，所述分频电路用于将所述方波信号分频后输出所述差分LVPECL电平信号，所述逻辑电平转换电路用于使所述差分LVPECL电平信号转换成所述LVTTL电平信号，所述LVTTL电平信号用于频率计数；

限幅放大电路、方波转换电路、分频电路以及逻辑电平转换电路的电路原理图如图5和图6所示；其中，图5中电阻R26与电阻R203之间的连接点连接到图3中功分器电路的其中一路输出引脚上；图5的电容C173与图6的电容C173为同一元器件。

如图6中所示，分频电路包括超低噪声时钟分频器D10，所述超低噪声时钟分频器D10的OSCP引脚连接所述方波转换电路的输出端，所述超低噪声时钟分频器D10的DIVP引脚和DIVN引脚连接所述逻辑电平转换电路的差分输入端；优选的，超低噪声时钟分频器D10的型号为HMC988LP3E；

逻辑电平转换电路包括LVPECL/LVDS信号到LVTTL信号的转换器D13，所述转换器D13的型号为MC100LVELT23DG；

从功分器输出的第一射频信号经过限幅放大电路进行幅度调理后，经过方波转换电路，得到满足超低噪声时钟分频器D10输入信号要求的信号进入分频电路分频，超低噪声时钟分频器D10的输出为800mVp-p的LVPECL差分输出，差分信号经过LVPECL/LVDS toLVTTL转换器MC100LVELT23DG转换成LVTTL信号，输出后送到频率测量电路进行频率计数，从而得到射频信号频率值；

由于射频输入信号是一个大范围幅度的射频信号，为了使最小幅度的输入信号也满足分频器的输入范围要求，同时最大幅度的射频信号也不超过分频器的输入范围要求，因此首先需要对射频信号进行限幅放大，使得所有幅度范围内的射频信号幅度都满足分频器的输入范围要求。

本实用新型为了适应各种输入射频信号，设计了限幅放大电路来调整射频信号，具有宽频带大动态范围的特点。

功率测试电路，包括依次连接的真均方根响应功率检波器N13和隔离运算放大器N14A；所述第一射频信号输入至所述真均方根响应功率检波器N13，输出至所述隔离运算放大器N14A处理，所述隔离运算放大器N14A输出所述直流电压；

功率测试电路的电路原理图如图7所示，其中电阻R66和电阻R67之间的连接点连接到图3中功分器电路的其中一路输出引脚上；

测试功率时，将第二射频信号送入功率测试电路，转换成模拟电压信号,通过测试电压值进行功率测量。功率测量主要利用真均方根响应功率检波器N13来实现。第二射频信号经过适当的衰减后，进入真均方根响应功率检波器N13,检波器的输出直流电压与输入信号的均方根值的对数成比例，测试直流电压的大小便可以得到输入射频信号的功率大小。优选的，使真均方根响应功率检波器N13的输出直流电压再经过一个运放缓冲隔离进行处理，对该直流电压进行通过高速模数变换器采样实现数字化，在数字化处理单元得到该电压值，从而得到射频信号的功率值。

在调制信号参数测试电路中，第一本振电路包括第一锁相环芯片D2和第一环路滤波器，第一锁相环芯片D2和第一环路滤波器组成第一锁相环电路，所述第一锁相环电路输入第一参考信号，输出所述第一本振信号，其连接框图可以参考图8；类似地，第二本振电路包括第二锁相环芯片D8和第二环路滤波器，第二锁相环芯片D8和第二环路滤波器组成第二锁相环电路，所述第二锁相环电路输入第二参考信号，输出所述第二本振信号；

所述第一锁相环芯片D2和/或第二锁相环芯片D8的型号为HMC830；射频参数测试电路还包括晶振和第二功分器电路，所述晶振产生的参考输出信号通过所述第二功分器电路后输出所述第一参考信号和第二参考信号，分别经过放大、衰减滤波后，送到锁相环电路作为锁相环芯片HMC830的参考信号。

第一本振电路的电路原理图如图9～图11所示，其中，第一锁相环芯片D2的第15引脚接入第一参考信号PLL_REF1；图11中的第一锁相环芯片D2的第21、22、23引脚连接到图9(第一环路滤波器的原理图)中电容C21与电阻R13之间的连接点上，电容C22与电阻R14之间的连接点连接到第一锁相环芯片D2的第4引脚上。第一锁相环芯片D2的第28引脚连接图10中电容C7的一端(图中右侧)，图10中的连接点reLO1输出所述第一本振信号。第二本振电路与上述第一本振电路的原理图类似。

晶振和第二功分器电路的电路原理图如图12和图13所示。

调制信号参数测试电路的幅度调理电路如图14和图15所示，其中电容C93的一侧(左侧)连接到图3中功分器电路的其中一路输出引脚上。

调制信号参数测试电路的第一混频器和第一滤波放大电路的电路原理图如图16和图17所示，图16中的电容C40与图17中的电容C40为同一元器件。

调制信号参数测试电路的第二混频器和第二滤波放大电路的电路原理图如图18和图19所示，图18中的电容C61与图19中的电容C61为同一元器件；图19中的电感L8与放大器N9之间的连接点连接到图20中电容C229的一端，图20中接插口XS3输出中频信号。

在调制信号参数测试时，所述第三射频信号输入至所述调制信号参数测试电路，通过射频衰减器对信号幅度进行调理后进入射频通道进行分析处理，通过两次混频后得到一个中频信号，再对该信号进行解调处理，得到调制信号的各种参数；

具体地，第三射频信号先经过一个低通滤波器后进行放大及衰减处理，然后在优选的实施例中添加一个射频单刀双掷开关，根据信号的频率不同，经过射频单刀双掷开关选择不同的射频通路：低于10MHz的信号直接送到最后的可控射频衰减器进行幅度调理后送到信号板进行处理，高于10MHz的信号送入第一混频器与第一本振电路产生的第一本振信号进行混频，得到一个固定的中频信号；该中频信号经过放大器放大、射频带通滤波器滤波及衰减器衰减等信号处理后送到第二混频器与第二本振电路产生的固定的第二本振信号进行混频，得到一个可以直接进行数字信号处理的中频信号，该中频信号经过放大、滤波、中频衰减后，后续将送入中频采样及数字化处理单元进行解调分析。模拟中频信号通过高速模数变换器采样实现数字化，利用FPGA对数字化后的中频信号进行下变频获得基带信号，之后对该信号进行抽取、滤波，获得不同带宽下信号的I、Q分量；同时对该信号进行幅度解调和鉴频，得到调幅解调信号或调频解调信号。取I、Q分量中的一个信号将得到单边带解调信号。然后将这些信号送至嵌入式控制器单元中进行分析处理。

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

Claims

1.一种射频参数测试电路，其特征在于，包括功率衰减电路、功分器电路、频率测试电路、功率测试电路和调制信号参数测试电路；

2.如权利要求1所述的一种射频参数测试电路，其特征在于，所述频率测试电路包括依次连接的限幅放大电路、方波转换电路、分频电路以及逻辑电平转换电路；所述限幅放大电路用于调整所述第一射频信号的幅度，所述方波转换电路用于将幅度调整后的第一射频信号转换成方波信号，所述分频电路用于将所述方波信号分频后输出所述差分LVPECL电平信号，所述逻辑电平转换电路用于使所述差分LVPECL电平信号转换成所述LVTTL电平信号，所述LVTTL电平信号用于频率计数。

3.如权利要求2所述的一种射频参数测试电路，其特征在于，所述分频电路包括超低噪声时钟分频器D10，所述超低噪声时钟分频器D10的OSCP引脚连接所述方波转换电路的输出端，所述超低噪声时钟分频器D10的DIVP引脚和DIVN引脚连接所述逻辑电平转换电路的差分输入端。

4.如权利要求3所述的一种射频参数测试电路，其特征在于，所述超低噪声时钟分频器D10的型号为HMC988LP3E。

5.如权利要求3所述的一种射频参数测试电路，其特征在于，所述逻辑电平转换电路包括LVPECL/LVDS信号到LVTTL信号的转换器D13，所述转换器D13的型号为MC100LVELT23DG。

6.如权利要求1所述的一种射频参数测试电路，其特征在于，所述第一本振电路包括第一锁相环芯片D2和第一环路滤波器，第一锁相环芯片D2和第一环路滤波器组成第一锁相环电路，所述第一锁相环电路输入第一参考信号，输出所述第一本振信号。

7.如权利要求6所述的一种射频参数测试电路，其特征在于，所述第二本振电路包括第二锁相环芯片D8和第二环路滤波器，第二锁相环芯片D8和第二环路滤波器组成第二锁相环电路，所述第二锁相环电路输入第二参考信号，输出所述第二本振信号。

8.如权利要求7所述的一种射频参数测试电路，其特征在于，所述第一锁相环芯片D2和/或第二锁相环芯片D8的型号为HMC830。

9.如权利要求7所述的一种射频参数测试电路，其特征在于，所述射频参数测试电路还包括晶振和第二功分器电路，所述晶振产生的参考输出信号通过所述第二功分器电路后输出所述第一参考信号和第二参考信号。

10.如权利要求1～9任一项所述的一种射频参数测试电路，其特征在于，所述功率测试电路包括依次连接的真均方根响应功率检波器N13和隔离运算放大器N14A；所述第一射频信号输入至所述真均方根响应功率检波器N13，输出至所述隔离运算放大器N14A处理，所述隔离运算放大器N14A输出所述直流电压。