[发明专利]一种高采样率单采集通道矢量网络分析实现方法和系统

说明书

本发明公开了一种高采样率单采集通道矢量网络分析实现方法和系统，实现方法包括如下过程：(1)信号采集时，由通道开关切换到R、A、B三路中频信号中的其中一路；(2)由ADC进行采样，采集到其中一路中频信号与外部输入的数字本振NCO进行混频，混频后的信号经低通滤波后，再进行数据处理后进行存储；(3)达到设定采样时间或存储量后，由通道开关切换到另一路中频信号，执行步骤(2)；(4)由通道开关切换到最后一路中频信号，执行步骤(2)；(5)最后，根据三路数据计算对应的幅度和相位信息。本发明所公开的实现方法和系统可以有效去除带内的噪声，提升整个测试系统的信噪比、降低资源的使用量。

技术领域

本发明涉及矢量网络分析领域，特别涉及一种高采样率单采集通道矢量网络分析实现方法和系统。

背景技术

随着现代技术的发展，对测试指标和功能越来越多样化，对测试仪器的高集成和小型化都提出了较高的要求，像矢量信号收发仪等具备同时收发体制的测试仪器，已经不只是进行传统的信号收发功能，同时也会与射频前端进行组合实现矢量网络分析功能。很多信号收发仪只有单路采集通道，无法使用常规的矢量网络分析实现方法，因此进行单采集通道的矢量网络分析实现方法的研究很有必要。

目前，基于信号收发一体硬件结构的单采集通道矢量网络分析的传统实现方法为单个ADC分时采样R、A、B三路中频信号，整个过程中按照固定时间间隔依次采集R、A、B三路中频信号的单个数据点，循环切换多轮，直到采集到各路需要的数据点数，然后进行数据处理，具体的实现方式如图1所示。分时采样器根据ADC提供的数据时钟进行计数控制，按照固定的计数间隔产生开关控制信号切换R、A、B三路中频信号，在固定的计数间隔中需要保证通道切换完成后信号稳定，然后在每个固定时刻获取每个通道点的采样值，此过程循环多次，分别获取到R、A、B三路的采集信号。三路采集信号分别与三个数字本振NCO进行混频，三个数字本振NCO需要保证初始相位相同，随着各路信号的使能，相位进行叠加，这样可以保证测量相位的准确性。混频完成以后，数据进入低通滤波器，去除混频带来的高频信号，后续数据处理根据需要进行抽取滤波等处理，最终得到R、A、B三路中频处理后的数据，根据三路的数据可以计算出对应的幅度和相位信息。

上述方法不适用于大带宽通道的矢量信号收发体系，该技术中三路的采样周期为ADC采样周期的整数倍，其采样周期包括通道切换、稳定的时间和信号采集时间，其采样周期会远大于ADC的采样周期。针对大带宽通道的矢量信号收发体系，其ADC前端的抗混叠模拟滤波器带宽很大，往往会达到几百MHz甚至更高，采用该方法会将宽带的通道噪声引入信号带宽内，导致混叠，影响测试指标。而且，上述方法需要进行开关的频繁反复切换，对通道切换时间和系统的稳定性要求较高。并且，现有技术数据处理环节复杂，考虑到实时性需求，三路数据处理环节不能复用，需要3个独立的数字本振NCO和抽取滤波等通道，需要电路结构比较复杂。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明提供了一种高采样率单采集通道矢量网络分析实现方法和系统，以达到有效去除带内的噪声，提升整个测试系统的信噪比、降低资源的使用量的目的。

为达到上述目的，本发明的技术方案如下：

一种高采样率单采集通道矢量网络分析实现方法，包括如下过程：

(1)信号采集时，由通道开关切换到R、A、B三路中频信号中的其中一路；

(2)由ADC进行采样，采集到其中一路中频信号与外部输入的数字本振NCO进行混频，混频后的信号经低通滤波后，再进行数据处理后进行存储；

(3)达到设定采样时间或存储量后，由通道开关切换到另一路中频信号，执行步骤(2)；

(4)达到设定采样时间或存储量后，第二路中频信号采集完成，由通道开关切换到最后一路中频信号，执行步骤(2)，如此完成三路中频信号的采集；

(5)最后，根据三路数据计算对应的幅度和相位信息。