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瑞彩祥云

作者:時間:2019-08-30來源:電子産品世界收藏

在無線通信、軍事通信或雷達應用中,頻譜中充斥著各種幹擾,導致面臨著持續的帶寬壓力。通過信號仿真來對您的器件進行測試至關重要。可以爲各種元器件和系統測試提供精確而高度穩定的測試信號。

本文引用地址:/article/201908/404324.htm

的優化與校准

对测量结果有很大的影响。为了保证测量结果的准确性,有时我们会对信號發生器进行优化。

优化信號發生器可以从四个方面入手:

●提高幅度精度

●優化寬帶寬信號的性能

●優化切換速度

●优化信號發生器的相位噪声性能。

在常见的測試设置中,我们会在信號發生器和被测器件之间使用无源器件和有源器件。这些额外的元器件会给測試系統带来插入损耗或增益。我们需要考虑上述因素并确保被测器件输入端具有精确的幅度电平。常用的方法是使用矢量网络分析仪(VNA)来测量整个信号路径上的增益或损耗,并将校正值输入到信號發生器中。

当在信號發生器和被测器件之间添加元器件之后,校准面和測試面不在同一端面上。我们必须校正这两个端面之间的差异。通过用户平坦度校正,可以对射频输出幅度进行数字调整,补偿电缆、开关或其他器件的外部损耗。使用功率计和傳感器来校准测量系统,可以自动创建一个功率电平校正表格。

USB功率傳感器(Keysight U2000系列)可以直接连接科技X系列信號發生器。信號發生器可用作功率计,在測試面上测量功率。校正值可以保存到信號發生器的存储器中。在下一次使用相同的配置时,可以调用并应用校正值。两个頻率点之间的校正值由插值确定。图1显示了使用信號發生器和USB功率傳感器进行平坦度校正的设置。

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图1 使用USB功率傳感器进行平坦度校正

模塊化測試:多信道射頻系統

無論是在商業應用中,還是在航空航天和國防應用中,大多數無線系統都采用多天線技術,包括天線分集、MIMO(多路輸入多路輸出)空間複用、波束賦形或相控陣雷達。無線系統可以通過上述的這些技術來提高接收機的穩定度、數據吞吐量和信噪比(SNR)。

然而,隨著天線數量的增加,其測試複雜度也在不斷增加。爲解決此問題,工程師需要生成多個射頻信道用于接收機測試,並對發射機測試用到的多個射頻信道進行分析。

要對多信道器件進行有效測試,必須執行高度同步的多信道信號生成和分析。儀器之間的准確觸發有助于確保所有測量都是在正確的時間精確啓動。爲了簡化信道數量較多時的測試同步,可以考慮采用模塊化的測試系統,將多個儀器精簡成一個多信道測試系統。

模塊化儀器建立在標准儀器的基礎上,如PXI、AXIe和VXI。這些儀器可以通過背板總線共享時鍾和觸發信號。這使得實現同步更加容易,觸發事件的可重複性更高,因爲測試環境是可控的,線纜連接更簡單。

例如,PXI觸發總線由跨越背板連接器的八條觸發線組成。觸發線(0-7)分爲三個觸發總線段,插槽編號分別爲1-6、7-12和13-18,如圖2所示。每個觸發線段之間的觸發路由方向(藍色剪頭)也可以進行配置。

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图2 使用科技I/O程序軟件進行的PXI觸發設置

图3显示了两个PXI机箱,这两个机箱作为WLAN 802.11ax測試解决方案部署,完全支持8x8MIMO。PXI背板总线将触发信号传输到目标模块,用于8信道信号生产和分析。该系统充分利用了PXI标准的优势,将机箱的插槽到插槽间触发时间和时钟偏移缩短到几百皮秒。这样可以实现精确的时序同步,无需对MIMO收发信机和接收机測試进行调整。

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图3 WLAN 802.11ax測試解决方案完全支持用两个PXI机箱组成8x8 MIMO配置

测量精度的关键:信號發生器的幅度精度

在射频測試中,最大输出功率是每个信號發生器的基本特性。信號發生器在提供最大输出功率的同时,还必须能够保持频谱纯度和电平精度。让我们仔细观察一下信號發生器的幅度技术指标。

表1显示了Keysight MXG/EXG信號發生器的最大幅度技术指标。关于此表格,有几点需要注意:

●可设置范围不是信號發生器的实际输出范围。使用输出偏置,信號發生器可以输出偏离(正或负)输入值的幅度。这意味着可以利用放大或衰减器扩展输出范围。

顯示的(可設置)幅度電平=輸出電平+幅度偏置

此輸出幅度受頻率範圍和工作溫度的影響。

●步进衰减器(5dB步长)提供粗略的功率衰减以实现低功率电平。ALC(自动调平控制)電路可以在衰减器的保持范围内对功率电平进行微调。

表1 输出参数的幅度技术指标和最大输出功率

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信號發生器的幅度精度是指信號發生器的输出幅度符合其设定幅度的程度。通常幅度精度会有对应的頻率和温度范围。当工作温度偏离信號發生器的校准温度越多,幅度精度就会越差。

如上所述,信號發生器的输出范围是由衰减器和ALC電路决定的。输出功率越低,所需的衰减器越多。每个衰减器都会带来一些不确定度。表2显示幅度精度受頻率范围和幅度电平的影响。

表2 Keysight MXG信號發生器的绝对电平精度

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关于幅度精度的重要性,主要体现在接收机的灵敏度測試中。接收机灵敏度測試能够确定接收机是否能够探测处于或低于指定功率电平的微弱信号。在这种情况下,测量结果对信號發生器的电平非常敏感,因而信號發生器的幅度精度指标非常重要。

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