數字中頻頻譜分析儀在網絡分析測量中測量相頻特性的方法技術

數字中頻頻譜分析儀在網絡分析測量中測量相頻特性的方法。本發明專利技術在數字中頻頻譜分析儀中增加一個采樣時鐘分頻控制電路，采樣時鐘通過此電路后產生受控的采樣時鐘信號，1)中頻采樣時鐘分頻后作為觸發信號f觸發，控制啟動和停止A/D采樣。2)頻譜分析儀的中頻信號為f中頻，當采用低通采樣模式時f觸發＝f中頻/M；當采用帶通采樣模式時f觸發＝(f中頻-f采樣)/M，M可以選擇大于等于1的任意整數。用f觸發作為開始測量f中頻的觸發信號，得到穩定的相位。3)先測量輸入信號相位再測量接入被測件后的輸出信號相位減去得到的相位差即相頻特性。本發明專利技術實現了具有跟蹤源的數字中頻頻譜分析儀可同時測量幅頻特性和測量相頻特性。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術涉及頻譜分析儀，網絡分析儀

技術介紹
目前配備跟蹤源的頻譜分析儀具有標量網絡分析儀的功能，可以測量器件的幅頻特性，但不能測量器件的相頻特性。這是因為相頻特性的測量實際是測量被測器件輸入信號和輸出信號的相位差。而輸入器件的正弦信號的相位是隨時間周期變化的，這就要求同時測量器件輸入和輸出信號的相位才能得到真正的相位差。要同時測量輸入和輸出信號的相位至少需要兩個矢量接收機。例如矢量網絡分析儀測量器件傳輸或反射性能時需要有一個參考接收機R，傳輸接收機B，反射接收機A，測量時同時測量R，A，B接收機收到的信號的相位，R測量輸入器件信號在測量時刻的相位，A測量從器件反射回來信號在測量時刻的相位，B測量信號通過器件后在測量時刻的相位。測量器件反射的相頻特性時相位差是A-R， 測量傳輸時的相頻特性相位差是B-R。這樣可以測量到穩定的相位差。以前采用模擬中頻的頻譜分析儀只能測量信號的幅度不能測量信號的相位。目前國內外新型的頻譜分析儀采用了數字中頻技術，可以測量信號的相位。新型的數字中頻頻譜分析儀(包括信號分析儀)采用超外差接收將被測信號變頻到頻率較低的中頻，采用高速模數轉換器A/D對中頻信號進行采樣，對采樣數據進行數字處理(如快速傅立葉變換 FFT，離散傅立葉變換DFT等)可獲得信號的幅度和相位信息。但由于只有一個接收機，即使裝有跟蹤源也無法同時測量被測件的輸入輸出信號的相位，也就無法測量器件的相頻特性。具有跟蹤源的數字中頻頻譜分析儀原理圖如附圖說明圖1。我們設跟蹤源的頻率為 sin (ω lt+ Φ D，頻譜分析儀本地振蕩器的頻率為sin (ω 2t+ Φ 2)。我們只考慮變一次頻的情況，在混頻器實現兩個頻率相乘，通過積化和差得到sin (ω jt+ Φ ^ sin (ω 2t+ Φ2) = 1/2 {-}以差頻為例，混頻器后的中頻濾波器濾除掉，得到中頻為但是由于只有一個接收通道，測到的信號的相位是隨時間變化的。上面提到要測量相頻特性，必須同時測量輸入信號和輸出信號的相位。因為只有一個接收通道，不可能同時測量輸入和輸出信號的相位。
技術實現思路
本專利技術目的是解決現有數字中頻頻譜分析儀只有一個接收通道，不可能同時測量輸入和輸出信號的相位的問題，提供一種數字中頻頻譜分析分析儀在網絡分析測量中測量相位的方法。如果數字中頻頻譜分析儀在任何時刻測量相位值都不隨時間變化，那么先測量器件輸入信號的相位φ ，再測量通過器件后輸出信號的相位φ2，與同時測量相位φ 和相位φ2得到的結果是一樣的。那么數字中頻頻譜分析儀一個接收機測量相位差是可以做到的。即先測量輸入信號相位φ ，記錄，再測量接入被測件后的輸出信號相位φ2，相位φ2減去記錄的輸入信號相位φ ，得到的相位差即相頻特性。為實現上述測量目的，本專利技術在數字中頻頻譜分析儀中增加一個采樣時鐘分頻控制電路，該采樣時鐘分頻控制電路由一個分頻次數為ΜΧ2η的分頻器和一個或門組成，η和 M可以選擇大于等于1的任意整數。數字中頻頻譜分析儀的中頻采樣時鐘分成兩路，一路接分頻器的輸入端，另一路接或門的一個輸入端1，分頻器的輸出端接或門的另一個輸入端 2，或門的輸出3作為受控的采樣時鐘信號連接到數字中頻頻譜分析儀的中頻信號的模數轉換器A/D上。本專利技術利用以上所述電路測量被測件相頻特性的方法的具體步驟是1)具有采樣時鐘分頻控制電路的數字中頻頻譜分析儀在網絡分析測量中產生受控的中頻采樣時鐘的方法，該方法根據數字中頻頻譜分析儀的中頻信號頻率值選取中頻采樣時鐘頻率值，當采用低通采樣模式時選f_X2n ；當采用帶通采樣模式時選€3 #=211江+_43 #)，11可以選擇大于等于1的任意整數，中頻采樣時鐘通過分頻器分頻后作為觸發信號，分頻器輸出的觸發信號為低電平時中頻采樣時鐘可以通過或門，啟動A/D 采樣；分頻器輸出的觸發信號為高電平時中頻采樣時鐘不能通過或門，停止A/D采樣；2)數字中頻頻譜分析儀的中頻信號的頻率值為f^s，分頻器的輸出作為控制測量相位的觸發信號頻率值為f ，當采用低通采樣模式時f f ；當采用帶通采樣模式時f觸發=(f中頻采樣)/M，M可以選擇大于等于1的任意整數。用f觸發作為開始測量f中 s的觸發信號，得到穩定的相位。3)具有采樣時鐘分頻控制電路的數字中頻頻譜分析儀先測量輸入信號相位φ ，記錄，再測量接入被測件后的輸出信號相位φ2，相位φ2減去記錄的輸入信號相位φ ，得到的相位差即相頻特性。眾所周知，對于配有跟蹤源的數字中頻頻譜分析儀，跟蹤源發出的頻率與數字中頻頻譜分析儀的工作頻率永遠是相同的，數字中頻頻譜分析儀接收跟蹤源發出的信號而得到的中頻信號也永遠是固定頻率，而中頻采樣時鐘也與跟蹤源采用同一頻率基準，所以頻率誤差較小等于中頻頻率與頻譜分析儀基準頻率誤差的乘積一般在小于10_6，造成的相位誤差可忽略不記，而且測量相位差時可將此誤差抵消掉。數字中頻頻譜分析儀的中頻采樣電路有兩種情況，一種是低通采樣(過采樣)，一種是帶通采樣(欠采樣)。根據奈奎斯特采樣定理，如果我們以不低于信號最高頻率兩倍的采樣速率對帶寬有限信號進行采樣，那么所得到的離散采樣值就能準確地確定原信號。對低通采樣，為便于信號處理，采樣頻率一般取€采樣=頻Χ2η，η可以選擇大于等于1的任意整數。對于這種情況，我們可以將采樣時鐘分頻，分頻次數為MX2n。f觸發=f x#/MX2n= f_/M，M和η可以選擇大于等于1的任意整數。分頻后的信號作為開始測量相位的觸發信號。帶通采樣時，帶通采樣定理如下，設一個帶寬有限信號x(t)，其頻帶限制在(fL， fH)內，如果其采樣速率f s滿足權利要求1.一種使數字中頻頻譜分析儀在網絡分析測量中具有測量相頻特性功能的采樣時鐘分頻控制電路，其特征在于該采樣時鐘分頻控制電路由一個分頻次數為MX2n的分頻器和一個或門組成，η和M為大于等于1的任意整數；數字中頻頻譜分析儀的中頻采樣時鐘分成兩路，一路接分頻器的輸入端，另一路接或門的一個輸入端(1)，分頻器的輸出端接或門的另一個輸入端O)，或門的輸出( 作為受控的采樣時鐘信號連接到數字中頻頻譜分析儀的中頻信號的模數轉換器A/D上。2.一種利用權利要求1所述電路的測量被測件相頻特性的方法，其特征在于1)具有權利要求1所述采樣時鐘分頻控制電路的數字中頻頻譜分析儀在網絡分析測量中產生受控的中頻采樣時鐘的方法，該方法根據數字中頻頻譜分析儀的中頻信號頻率值選取中頻采樣時鐘頻率值；當采用低通采樣模式時選f_=f_X2n;當采用帶通采樣模式時選f 2n(f+a-fx#)，η為大于等于1的任意整數，中頻采樣時鐘通過分頻器分頻后作為觸發信號，分頻器輸出的觸發信號為低電平時中頻采樣時鐘可以通過或門， 啟動A/D采樣；分頻器輸出的觸發信號為高電平時中頻采樣時鐘不能通過或門，停止A/D采樣；2)數字中頻頻譜分析儀的中頻信號的頻率值為f^s，分頻器的輸出作為控制測量相位的觸發信號頻率值為；當用低通采樣模式時f ；當采用帶通采樣模式時發=(f中頻_f采樣)/M，M為大于等于1的任意整數；用f觸發作為開始測量f中頻的觸發信號，得到穩定的相位；3)具有采樣時鐘分頻控制電路的數字中頻頻譜分析儀先測量輸入信號相位φ ，記錄， 再測量接入被測件后的輸出信號相位φ2，本文檔來自技高網...

【技術保護點】
１．一種使數字中頻頻譜分析儀在網絡分析測量中具有測量相頻特性功能的采樣時鐘分頻控制電路，其特征在于該采樣時鐘分頻控制電路由一個分頻次數為Ｍ×２ｎ的分頻器和一個或門組成，ｎ和Ｍ為大于等于１的任意整數；數字中頻頻譜分析儀的中頻采樣時鐘分成兩路，一路接分頻器的輸入端，另一路接或門的一個輸入端（１），分頻器的輸出端接或門的另一個輸入端（２），或門的輸出（３）作為受控的采樣時鐘信號連接到數字中頻頻譜分析儀的中頻信號的模數轉換器Ａ／Ｄ上。

【技術特征摘要】

【專利技術屬性】
技術研發人員：齊進，
申請(專利權)人：天津市德力電子儀器有限公司，
類型：發明
國別省市：12