Agilent 混频器测试应用指南.pdf

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1、AgilentPNA微波网络分析仪应用指南1408-3使用频率转换器应用程序改善混频器测量及校准精度引言注意：本应用指南中逐步的操作过程只适用于固件版本是A.04.06的PNA(836xA/B)和PNA-L(N5230A)网络分析仪。如果你的PNA或PNA-L有不同的固件版本，具体步骤也许会不一样，但大致方法是相同的。频率转换器件例如混频器和变频器是射频和微波通信系统中的基本模块。准确地描述这些器件的性能对于设计过程非常关键。安捷伦公司的PNA微波网络分析仪能够测量变频器的指标诸如变频损耗包括幅度和相位信息，绝对群时延，端口匹配，和隔离度。本应用指南讨论了使用PNA频率转换器应用程序进行变频器

2、测量的最佳步骤，该测量使用了安捷伦公司独有的基于混频器测量的专利技术：标量混频器校准(SMC)和矢量混频器校准技术(VMC)。本文概述了如何选择合适的校准技术来测量元器件以减少测量误差，获得最高的精度。为了最大化地从本应用指南中受益，你最好对基本的网络分析以及矢量校准技术，标量校准技术有一定的理解。安捷伦应用指南1408-1，1408-2，以及两篇关于矢量混频器校准技术的论文对混频器测量和校准技术作了深入的说明。关于如何获得这些材料可以参见附录，此外，PNA微波网络分析仪的帮助文件对频率转换器应用和混频器校准技术做了深入的描述，有详细的框图和抓屏图形文件。每台PNA仪器里都装有帮助文件，同时也

3、可以访问这个网址http://na.tm.agilent.com/pna/help/index.html以获得在线帮助。频率转换器应用：标量和矢量混频器校准PNA系列微波网络分析仪的频率偏移能力是通过硬件和固件程序一起实现的。频率偏移模式可以让你分别设置PNA网络分析仪的源和接收机来测量混频器。固件程序自动实现频率转换器测量。频率转换器应用提供了一个容易上手的用户图形界面和先进的校准技术，包括标量混频器校准(SMC)和矢量混频器校准(VMC)。标量混频器校准(SMC)可以用来描述混频器的变频损耗幅度信息和反射特性。变频损耗测定义为混频器输出端功率(对应于输出频率)与输入端功率(对应于输入频率)

4、的比值。这个校准是通过端口和器件匹配以及功率计测量联合实现的。利用SMC，混频器输入端和输出端的功率可以通过功率计校准网络分析仪精确地获得，因而可以把功率计测量功率的精度转移到网络分析仪上。采用一端口校准后，端口和器件的输入，输出端的反射系数可以准确的测量出来。利用测试端口，器件和功率传感器之间已知的反射系数，SMC能够修正失配误差。因为SMC通过可追踪的标准件(功率计)作为参考，所以它能够提供变频损耗测量的最高精度。矢量混频器校准(VMC)通过使用标准件(例如短路，开路，负载或者电子校准件)，和一对“校准混频器/中频滤波器”来进行变频损耗，相位，绝对群时延的测量。VMC校准基于修正了的二端口

5、误差模型，但是校准步骤及标准件和传统的二端口校准不一样。在变频器测量中，校准步骤不一样是因为被测件的输入频率和输出频率不同，需要额外的校准步骤。在矢量混频器校准(VMC)中，标准件仍用来确定方向性和匹配误差项。一对校准混频器/中频滤波器作为一个新的标准件用来决定传输跟踪误差项。校准混频器一般假定是互易的，用来描述输入匹配，输出匹配和变频损耗(包括了幅度和相位)的特性。本应用指南的第一部分审查了只跟矢量混频器校准技术相关的几个主题。第二部分讨论了准确测量混频器的可取步骤，包括了基于SMC和VMC的混频器测量。参考混频器，校准混频器，被测混频器基于矢量混频器校准(VMC)的混频器测量需要三个混频器

6、：参考混频器，校准混频器，以及要测量的混频器。在这一部分中，我们将解释这三个混频器之间的不同之处。参考混频器：参考混频器的目的就是为测量提供一个参考相位。参考混频器连在网络分析仪的参考接收机路径上，在”sourceout”和”receiverR1in”之间，如图1所示。参考混频器被当成测试系统设置的一部分，就像网络分析仪或者测试电缆。在校准或者测量过程中，参考混频器不需要移动，连接，或者断开，它一直保持不动。在测量过程中，固件程序控制参考混频器的开和关，图1中标有选件081的就是开关。对于参考混频器，没有什么指标的要求。注意：用户也可以自己控制参考混频器的开和关，具体操作如图2所示。当然，通常

7、，用户让固件程序控制参考接收机的开和关。校准混频器：校准混频器在矢量混频器校准(VMC)中当标准件使用，就像开路，短路或者负载一样。在矢量混频器校准中，它实际上当作“直通”标准件使用。它只在校准过程中使用，测量过程就不再需要了。你可以把它放到一个盒子里，像装有校准件的盒子里，并且可以把它看作是又一个标准件。对于这个标准件的指标要求，一会儿我们会在第6页说明。被测混频器：被测件和参考混频器，校准混频