[发明专利]一种提高网络分析仪扫描速度的方法及系统

说明书

本发明提供一种提高网络分析仪扫描速度的方法及系统，在所述提高网络分析仪扫描速度的方法中，所述网络分析仪中矢量网络分析仪的扫频源及扫频本振的变频电路以DDS为基础，并包括以下步骤：步骤S1，将矢量网络分析仪中扫频源的锁相环替换为DDS；步骤S2，利用DDS的信号产生机制产生矢量网络分析仪的扫频信号以提高扫频速度；步骤S3，采用DDS的预置频率控制字至DDS控制寄存器以降低数据传输时间。本发明利用DDS设计矢量网络分析仪的扫频源和扫频本振，进而能够进一步提升矢量网络分析仪的扫描和测试速度，提高频率切换响应速度和测试效率，能够大大降低企业生产线的测试成本。

技术领域

本发明涉及一种优化网络分析仪的方法，尤其涉及一种提高网络分析仪扫描速度的方法，并涉及采用了该提高网络分析仪扫描速度的方法的系统。

背景技术

随着半导体、微电子行业的发展，测试仪表也同样有了巨大的变化。矢量网络分析仪作为射频领域的重要测试仪表，也在最近几十年来得到了长足的发展。在二十世纪50年代的矢量网络分析仪还是手动测试仪表，每个频点都需要单独调试仪表、校准、测试，使用起来非常不方便，通常多个频点的测试过程分非常繁琐、漫长，直到70年代才诞生第一台自动化测试的矢量网络分析仪，大大提升高矢量网络分析仪的测试速度和测试效率。

而现代矢量网络分析仪已经开始大量使用集成度更高的芯片，以及自动化程度更高的软件程序，测试速度和测试效率又是上了一个新的台阶。如图3所示，现代矢量网络分析仪内部电路通常由扫频源(SRC)、扫频本振(LO)、耦合器、接收机、数字处理电路(FGPA/DSP)和中央计算单元(CPU)构成。由扫频源在端口输出激励信号，激励信号首先会通过该激励端口的耦合器进行信号分离产生参考信号(R1)，随后经过DUT的反射和传输相应分别得到反射信号(A)和传输信号(B)，R1、A、B三个信号又会经过相应的接收机电路进行变频、采样后转变为可以进行后续计算的数字信号送给数字处理电路将其转变为原始S参数，原始S参数就会送到中央计算单元进行误差修正等处理形成最终用户看到的S参数。

从上述网分的整个S参数测试流程可以看到，如公式T_All＝T_切频+T_采样+T_DSP+T_传输+T_CPU(矢量网络分析仪测试时间的组成部分)，T_All≈T_切频+T_采样(矢量网络分析仪测试时间最大的两个影响因素)，(接收机中频采样时间与中频带宽的关系)，矢量网络分析仪测试时间(T_ALL)由以下几个时间构成:频率切换时间(T_切频)、中频采样时间(T_采样)、数字信号处理时间(T_DSP)、数字信号传送时间(T_传输)、误差修正计算时间(T_CPU)。

其中中频采样时间一般由中频带宽设置决定，数字信号处理时间取决于DSP或FPGA的处理速度、数字信号传送时间则由数据总线类型决定、误差修正计算时间取决于CPU运算速度。随着近年来数字电路的发展，DSP、FPGA的处理速度已经不再成为瓶颈；高速数字接口也让信号传送时间越来越短；而主频越来越高的CPU以及CPU底层数学运算库的改进也让误差修正计算的时间几乎可以忽略不计。因此现代矢量网络分析仪测试速度主要体现在扫频源及本振的频率切换时间和接收机的中频采样时间上，但中频采样时间由于约等于中频带宽的倒数相对比较固定，比如常用的70kHz的中频带宽(IFBW)设置，采样时间大约在13uS左右；所以限制现代矢量网络分析仪测试速度瓶颈就在扫频源和本振的频率切换速度上。