[发明专利]一种信号源分析仪的宽频段中频的自动调理装置和方法

说明书

本发明公开了一种信号源分析仪的宽频段中频的自动调理装置和方法，属于电子测试技术领域，本发明方法构建了两级增益可控的增益调整模块，一个是5dB大步进增益调整模块，负责增益的粗调，一个是0.25dB的小步进增益调整模块，负责增益的精调；本发明根据10MHz～67GHz宽频段信号在频率和幅度两个维度，对信号的通道的频响进行校准，依据射频信号功率值，直流偏置搜索后，实时调整两级可控增益调整模块，实现中频增益的自动调整。本发明方法可保证中频信号的幅度在不饱和的情况下，调整到ADC信号采集的最大动态范围内，提高了相位噪声测量灵敏度。

技术领域

本发明属于电子测试技术领域，具体涉及一种信号源分析仪的宽频段中频的自动调理装置和方法。

背景技术

在信号源分析仪的相位噪声测量中，中频信号位于ADC接收信号的前端。中频信号过大，会导致ADC输出饱和，中频信号过小，会导致ADC测量灵敏度降低。按照相位噪声的概念，相位噪声是噪声相对于载波功率的比值，所以，在满足ADC采集的动态范围内前提下，应尽量提高信号的幅度。此外，ADC动态范围还要受到ADC的谐波失真、无杂散动态范围(SFDR)、信噪比(SNR)等指标的影响，需要在设计中采取一定的措施来优化和提高。因此，中频数字化后，如何保证中频处理的大动态范围是设计中面临的挑战之一。

模拟中频方案中，通路采用多级中频放大器和对数放大器，线性通路有超过90dB的动态范围，对数通路有超过100dB甚至更高的动态范围，ADC处理的是直流或低频信号，如果通路压缩点设计不合理，反而会容易造成大信号压缩，导致动态范围的降低。因此模拟中频方案需要合理分配接收通路增益，严格设计每级部件的增益压缩点，防止对大信号造成压缩。

传统的依据幅度自动增益调理方案，如1所示，核心思想是利用通路中抗混叠滤波器有较长的延时特性，在ADC之前加一个可变增益调节器，在扫描过程中，使电路能进行充分的峰值预检测和增益判别，进而调整进入ADC的信号增益，实现后端电路的增益调整。该方案的难点是时序的逻辑控制，必须保证在较短的群延时时间周期内完成信号的幅度控制。另外，通过幅度判别，这种调整是“定性”的不精确的调整方法，不能实现ADC采集前端精确的调整。

现有技术缺点：

传统的方案中，通过对幅度进行测量，根据幅度调整通道前端的可变增益，实现后端电路的增益调整，这种调整是“定性”的不精确的调整方法，不能实现ADC采集前端精确的调整的需求。

传统的方案中主要是根据输入信号的幅度调整后端增益，这种方法只是考虑的信号的幅度维度，而没有考虑信号的频率维度，不同的频率点在硬件电路中具有不同的频响。当输入信号的频率范围较宽，例如到67GHz宽频段的信号时，不同频率的信号会导致后端通道的频响差异较大，如果只根据信号幅度调整，会导致不同的频率点在相同的幅度下，后端的中频增益不同。

传统的测量方法需要在一定的群延时时间内，完成幅度检测和增益控制，不同的滤波器群延时特性不一致，这样导致时序控制复杂，设计和实现困难。另外如果信号幅度非常大，如果不能实时的调整通道增益，会导致突发的输入幅度过载，烧毁仪器，带来损失。

发明内容

针对现有技术中存在的上述技术问题，本发明公开了一种信号源分析仪的宽频段中频的自动调理装置和方法，设计合理，克服了现有技术的不足，具有良好的效果。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种信号源分析仪的宽频段中频的自动调理装置，包括功分模块、程控步进衰减模块、下变频本振模块、毫米波下变频模块、调谐本振模块、混频模块、低通模块、直流偏置调整模块、ADC模块、频率测量模块、功率测量模块、上游粗调增益调整模块以及下游精调增益调整模块；

功分模块，被配置为用于将10MHz～67GHz宽频段的射频信号分成两路，一路输出至衰减模块，另一路输出至功率测量模块；