校准接收机讲义

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1、校准接收机计量从二十世纪五十年代开始，世界各国都在研究先进的测量技术，以准确的测量大动态范围的信号幅度。校准接收机把电压标准和衰减标准相结合，扩大电平的测量范围，为了尽可能的减少误差因素，采用中频衰减器，接收机就应采用中频衰减技术，在现代接收机中，各放大级都加了较深的负反馈，使其增益只与几个精密的高稳定线性元件有关，从而克服了非线性。混频器和检波器有一定的线性区，为了保证上述二器件工作在线性范围内，混频器前的射频衰减器、放大器和检波器前的可变增益放大器都要改变信号幅度，使信号幅度落在二器件的线性工作区域内。这样就解决了信号电平在+20dBm到-127dBm动态范围内的测量问题，使电

2、平测量误差优于1dB。校准接收机简介测量正弦信号绝对幅度和相对幅度的接收机称为校准接收机；把既能测量已调信号的调制性能又能测量正弦信号绝对幅度和相对幅度的接收机称为测量接收机，测量接收机包含了调制度分析仪和校准接收机两种功能；对信号幅度的测量准确度要求不高而对调制度的测量准确度要求很高的接收机称为调制度分析仪；而专门用来测量无线电干扰的接收机称为场强接收机。通讯，导航和遥测遥控等方面用的接收机属于专用接收机，其主要指标为灵敏度、自动电平控制范围和误码率。接收机的类别校准接收机的基本特性校准接收机的基本组成校准接收机采用中频串联或并联替代技术扩大测量电平范围，一般由校准信号源、接收指

3、示和参考源三大部分组成。校准校准信号源测量射频前端标准中频衰减器K1指示电路输入端K2方波发生器IF参考信号源指示电路射频前端校准信号源输入端测量校准a）串联替代校准接收机b）并联替代校准接收机校准信号源校准信号源部分在整个工作频率范围内提供一个稳定的、准确度较高的射频标准电压，用来校准接收机的绝对电平准确度。校准信号源由两部分组成：（一）电压标准电路部分；（二）射频信号发生器部分。电压标准电路原理1．测热电阻作标准器件单测热电阻电桥及检测电路方框图双测热电阻电桥及检测电路方框图电压标准电路原理2．薄膜热偶作标准器件热敏器件是旁热式薄膜热偶(以下简称T.C器件)。校准信号发生器电路

4、方框图电压标准电路原理3．功率计作标准器件功率计有三种类型的传感器，一种是热敏电阻型的，第二种是薄膜热电偶型的，第三种是晶体二极管型的。HP8902A是以功率计作为标准器件的，用的是薄膜式热电偶传感器。HP8902专用的功率座中，还装有特制的转换开关，在功率计测得外接信号绝对功率电平后，保持信号电平不变，可自动把这个电平转到接收机输入端口，使接收机获得标准电平，校准接收机的增益。射频信号发生器射频信号发生器提供一个失真很小，寄生调制也很小的、频率十分稳定的、频谱很纯净的射频信号。对射频信号的失真、寄生调制和频谱纯度都提出了较高的要求，这是因为接收机是选频型的，一次测量只相应一个频率

5、，而电压标准电路中的热敏元件是广谱的，响应信号的功率。这样，接收机测量的是基波有效值Uf，而热敏器件测量的是总电压值Ub：显然Ub＞Uf，产生单向系统误差为：测试接收机8902A的校准信号源是50Ω输出阻抗，馈给50Ω负载的频率为50MHz、0dBm，相当于107dBμ(0dBμ=1μV)的标准电压。射频信号发生器接收机指示电路为了保证很高的测量准确度，要求接收机有良好的线性、优良的稳定性和精细的中频增益控制。(一)射频前端电路(二)指示电路射频前端电路射频前端电路包括输入衰减器、输入放大器、输入滤波器、混频器、本振和前置中放。这部分的主要功能是：一是无畸变地变换信号频率；二是输出

6、频率稳定地中频信号；三是抑制杂散干扰。无畸变地变换信号频率当被测信号幅度较大时，混频器、输入放大器等器件会出现非线性，这就限制了接收机测量上限。非线性主要包括两个方面，一方面是增益压缩现象，随输入信号幅度地增加，器件的非线性会使谐波含量急剧增加，使输出信号超于饱和；另一方面，混频二极管的非线性特性会产生互调(或交调)失真。混频器噪声系数NF与工作电流I的关系N01,N02为中放的噪声系数ME642A混频器前的电平设置HP8902A混频器前的电平设置驱动电平与噪声、失真、动态范围的关系输出频率稳定的中频信号为了尽可能地扩展校准接收机的测量电平的下限和提高小信号测量时的信噪比，接收机的

7、中放带宽要尽可能的窄。带宽越窄，小信号测量的准确度就越高，可测的信号电平也会越小(或称接收机的灵敏度越高)。但当本振源频率或被测信号的频率稳定性较差时，对信号的捕捉就很困难，或捕捉到信号但还未完成测量过程信号又跑掉了。为了克服这个困难，校准接收机的本振都带有自动频率微调电路，使本振源频率能在一定范围内跟踪信号频率。常用的自动频率微调电路有鉴频式和锁相式电路。中放通频带引起的测量误差混频器输出中频fIF=fV±Δfmin，这个频率要在中放通频带的平坦区域内不引起测量误差