[发明专利]一种噪声系数分析仪扩频模块的本振发生装置及方法

说明书

技术领域

本发明涉及测试技术领域，特别涉及一种噪声系数分析仪扩频模块的本振发生装置，还涉及一种噪声系数分析仪扩频模块的本振发生方法。

背景技术

基于Y因子法的噪声系数测试系统，在毫米波段普遍采用系统方案，即噪声系数分析仪+扩频模块的方案，并采用毫米波段的噪声源作为激励，测试系统如图1所示。

如图2所示，扩频模块工作原理就是将被测信号降低到噪声分析仪可以接收的频率范围，然后通过噪声系数分析仪进行测试计算。

美国安捷伦公司推出了K系列扩频选件，包括N8975-K63、N8975-K75、N8975-K88、N8975-K98、N8975-K99等，采用扫描高中频输出，固定本振的混频方案，把输入信号的频率变频到微波噪声系数分析仪测量范围之内的中频(IF)信号，内置耿氏振荡器产生点频本振(L0)信号，频率最大偏移量为±50MHz。

基于Y因子方法的噪声系数扩频测试系统中，测试信号进入扩频模块，与本振信号混出中频信号，然后进入噪声系数分析仪，测试并提取出噪声系数。以低本振方案为例，本振信号频率为L0，当测量被测件F频点时候，噪声系数分析仪接收到F-L0频点的信号功率，测试得出Y因子为Y_F，同时调用频点F的超噪比ENR_F，进行计算，得到频点F的噪声系数为

如果本振偏移ΔF，变为L0+ΔF，进入噪声系数分析仪的仍然接收F-L0频点的信号，此时被测件实际测试频点为F+ΔF，噪声系数分析仪测试得出Y因子为Y_F+ΔF。噪声系数分析仪并不知道本振本振偏移ΔF，仍然认为测试频点为F，调用F频点的超噪比，计算得到F频点的噪声系数为

安捷伦扩频模块内置耿氏振荡器产生固定本振(L0)信号，本振偏移ΔF为[-50MHz，+50MHz]，偏移造成了噪声系数，这就造成了噪声系数测试误差，频率准确度影响了接收信号频率的准确度，从而影响了噪声系数测试准确度。

发明内容

为解决上述现有技术中的不足，本发明提出一种噪声系数分析仪扩频模块的本振发生装置及方法。

本发明的技术方案是这样实现的：

一种噪声系数分析仪扩频模块的本振发生装置，包括：

内参考发生模块，包括晶振、放大和滤波电路，为本振信号提供干净的参考信号；

外参考连接器，是外参考信号输入接口；

外参考调整模块，包括放大和滤波电路，将外参考信号提纯并调整功率范围；

参考选择模块，外参考断开时，锁相环以内参考为参考源；外参考接入时，锁相环以外参考信号为参考源；

控制器，将小数分频比置入到小数分频器中；

鉴相器，将小数分频后的信号与参考信号比较，并输出鉴相信号；

积分滤波器，将鉴相器输出信号积分滤波，输出电压控制压控振荡器输出信号的频率；

压控振荡器，振荡出本振基波信号；

耦合器，耦合器将信号分离成2路，直通路进入信号调整组件输出连接器，耦合路反馈到小数分频器中；

信号调整组件，将耦合器直通路输出的信号倍频、滤波并放大，生成扩频模块需要的本振信号；

输出连接器，扩频模块信号输出端口。

可选地，按功能划分，本发明的本振发生装置包括：

参考信号发生部分，包括内参考发生模块、外参考调整模块和参考选择模块，参考选择模块负责判断是否有外参考输入，如果没有外参考输入，选择内参考；如果外参考输入，则选择外参考；

锁相环部分，包括压控振荡器、耦合器、小数分频器、鉴相器和积分滤波器，负责产生稳定的基波信号；

调整部分，包括倍频、放大、滤波，为扩频模块提供干净的本振信号。

可选地，所述锁相环部分产生10GHz～20GHz基波信号，采用压控振荡器HMC733LC4B，产生信号频率范围是10GHz～20GHz，功率是0～7dBm；选用ADF4157BRUZ作为小数分频频率合成组件，负责小数分频和鉴相，最高工作频率为6GHz；由于HMC733LC4B和ADF4157BRUZ频率不匹配，在它们之间增加预分频器，采用HMC493LP3E；耦合器在印制板上采用微带线设计实现；参考选择和控制器在CPLD上编程实现；应用于5mm扩频模块时，调整模块完成4倍频并进行滤波放大；应用于3mm扩频模块时，调整模块完成6倍频并进行滤波放大；对于具体的本振频率，计算出小数分频的数据，数据置入到ADF4157BRUZ中。