[实用新型]基于零频直接转换的射频测试电路

说明书

本实用新型公开了一种基于零频直接转换的射频测试电路，包括射频前端模块，IQ解调器，双通道低通滤波器，双通道模数转换器，采样时钟器，双通道并行接口数字信号处理器，所述IQ解调器还包括频率合成器；所述射频前端模块将单道射频信号通过IQ解调器下调成双道基频信号传输至双通道低通滤波器；该双通道低通滤波器将双道基频信号滤波后，传输至该双通道模数转器后将数字信号传输至双通道并行口数字信号处理器；采样时钟器实时控制该双通道模数转化器的采样频率；频率合成器控制该IQ解调器的中心频率。本实用新型在于提供一种均衡性好、解决了直流偏移和镜像信号问题，准确性强，可靠性高，功能多样的一种基于零频直接转换的射频测试电路。

技术领域

本实用新型涉及射频电路技术领域，尤其涉及一种基于零频直接转换的射频测试电路。

背景技术

所有使用射频，微波以及毫米波无线信号来达到通信和探测目的的设备都需要把高频信号转换到频率较低的“中频”(IF,intermediate frequency)，以便模数转换器能对其数字采样和转换，然后进行数字信号处理。

传统的频率转换电路叫超外差接收机(Super Heterodyne Receiver)。其工作原理是：用混频器(mixer)把进来的频率为F1的信号与一个接收机本地产生的频率为F2的信号(所谓本振信号)混合，产生频率为F1-F2和 F1+F2的信号。通过滤波，如果选择F1-F2，那么我们就达到了把F1频率降低到F1-F2的效果。

市场上所有高端宽频频谱分析仪采用的都是这种多级超外差接收机，一级一级地把高频信号转换到中频。每一级转换都需要精细的滤波设计，以屏蔽掉各种镜像信号和本振信号泄漏等等。设计一款超宽频，频率连续可调，高信噪比，低杂散信号的频谱仪，总是一种高成本，大体积的投入。

另一种频率转换的方法是零中频直接转换接收机(zero-IF direct conversionreceiver)。其原理是，把进来的中心频率F1的信号分成两条(一对)信号。这一对信号经过一对混频器。这一对混频器的本振频率相同(可与进来信号的频率F1相同)，但相位是90度之差。数学上可以理解为：一个本振信号如果是余玄信号，那另一个本振信号就是负正弦信号。这种零频转换是一种最完美的数学转换，一次性地把高频带通信号转换成一对基频复信号，大大降低了射频电路设计难度和成本体积等等。在很多民用通信设备里，这种零频转换几乎是唯一的选择。

但是，世界上没有免费的午餐。任何方法，有其利，必要其弊。这种零频转换需要那一对信号路径保持严格的幅度和相位等同均衡。那一对本振信号也必须保持严格的90度相位差。但实际上，任何实际芯片和电路都不能保证严格的均衡。这些不均衡问题的后果是镜像信号的产生，在中心频率之上的信号会映射到中心频率之下，而在中心频率之下的信号会映射到中心频率之上。这种信号畸变对高端频谱分析仪是不可接受的。另外，转换后的基频信号中的零频直流成分对应着原射频信号里的中心频率，是有用的信息，但是，所有高速模数转换器都有直流转换偏移问题，转换后的数字信号不能准确地表达原射频信号里的中心频率成分。所以，这种零频直接转换方式还没有被用到高端频谱仪设计上。

中国专利申请号:201210530318.1，申请日：2012年12月10日，公开日： 2014年06月18日，专利名称为：一种具有零频抑制功能的频谱分析仪，本实用新型涉及检测领域，具体涉及一种具有零频抑制功能的频谱分析仪。其中具有变频装置；变频装置包括：本振信号产生电路、混频电路、移相电路以及中频放大滤波电路；混频电路用于将本振信号产生电路产生的本振信号与射频信号混频后，输出至中频输出端；移相电路包括：移相器、第一定向耦合器以及第二定向耦合器；第一定向耦合器将本振信号耦合至移相器，由移相器输出反向本振信号后，第二定向耦合器将反向本振信号耦合至中频输出端。本实用新型实施例所提供的频谱分析仪将会消除或减少本振泄露信号，从而降低本振泄露，改善了零频附近的底噪。使得后续的中频放大滤波电路中的中频放大器不会产生压缩，位于后级的模拟数字采集器(ADC)也不会发生溢出。