矢量网络分析仪扫描速度研究.pdf

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1、·88·2015年4月科技创新工程技术矢量网络分析仪扫描速度研究马春溪孙朋德储艳飞(中国电子科技集团公司第四十一研究所，山东青岛266555)摘要：随着测量技术的发展，用户对矢量网络分析仪扫描速度的要求越来越高。鉴于市场对于矢量网络分析仪扫描速度的高要求，本文对矢量网络分析仪的扫描速度这一指标做一个概述。关键词：矢量网络分析仪：扫描速度ThesummarizationofVectorNetworkAnalyzer’SsweepspeedChunxiMa，PengdeSun，YanfeiChu(The4lst

2、ResearchInstituteofCETC，ShandongQingdao266555)Abslraet：Followingthedevelopmentofmeasuretechnique，VectorNetworkAnalyzer’Ssweepspeedattractsmoreandmoreattentions．ThisarticlemakesasummarizationforVectorNetworkAnalyzer’Ssweepspeed．Keywords：VectorNetworkAnalyze

3、；sweepspeed中图分类号：G250．72文献标识码：A文章编号：1671．5586(2015)09．0088．O1引言目前，射频矢量网络分析仪广泛应用在生产线上，用户对矢量网络分析仪扫描速度的要求越来越高。鉴于市场对于矢量网络分析仪扫描速度的高要求，本文对矢量网络分析仪的扫描速度这一指标做一个概述。矢量网络分析仪的扫描速度是指在扫描的起始终止频率、扫描点数、中频带宽等设置一定的情况下，完成一次扫描所需要的时间。概括起来与三大部分有关：扫描控制时间，数据处理时间(提取数据时间，格式化数据时间)，显示时

4、间。要提高矢量网络分析仪的扫描速度，就要优化每一部分的工作过程，并合理规划三个部分之间的协调调度。1扫描控制时间扫描控制的过程：DSP接收到控制线程发来的扫描命令后发送数据给FPGA，FPGA控制VCO产生信号：DSP根图2VCO频率稳定时间据VCO频率稳定的速度设置一个等待采样的延时时间；当度。图3是两种扫描时序的对比，在相同的扫描设置下，完成采样延时完成后DSP发送采样信号，ADC会以一定的采样一次扫描a比b耗时多。频率进行采样；然后再FPGA完成滤波；DSP收到滤波完成信号后接收采样率波后的数据并进行

5、处理；最后将数据存入SBSROM中以备主机的线程读取；然后进行下一个点的处理。当所有需要处理的点都完成后，DSP会发送一个采样处理完成的中断信号，主机接下来会对数据进行处理和显示。扫描控制的流程图如图l所示。产生信号的时间：信号从前一个频率值变到当前频率值需要的时间，主要取决于VCO步进及时钟。等待采样的时间取决于VCO的频率稳定时间，如图2所示。3(a)3(b)由于VCO产生的频率信号并不能立即稳定，而是需要一个振图3不同扫描时序下的结果对比荡的过程最终达到稳定。在信号稳定之前采样的数据误差会特2数据处理

6、时间别大，因此我们要设置一个合理的时间来等待信号稳定再采样。主机中的数据处理线程得到DSP采样处理完成发出的中这个等待时间既要满足频率稳定的时间要求，也不能浪费整个断信号后，从SBSROM中将DSP处理完后的数据提取出来，扫描的时间。所以选取一个合理的等待时间对提高矢量网络分并根据扫描类型、显示格式等等进行比率变换、平均、误差修正、析仪的扫描速度非常重要。格式转换、时域变换等格式化处理，得到最终用于显示的数据。lL发送数据产生信号采样等待．-J采样I在这个过程中会有大量的数据进行处理，合理的优化数据．．．．

7、．．．．．．．__JL．．．．．．．．．．．．．．JL．．．．．．．．．．．__JL．．．．．．．．．．_-J处理的算法可以有效提高程序的运行效率，提高矢量网络分析图1扫描tE$1J流程图仪整机的运行速度。采样时间：取决于A／D模块的速度，FPGA进行滤波运算3显示时间需要跟A／D模块的采样速率相同，所以在FPGA的运算能力目前，矢量网络分析仪软件由于要支持多窗口、多通道、范围内采样速率越快越好。如果A／D模块的采样速率太快会多轨迹显示，所以显示区域的画面有的情况下会非常复杂，如使FGPA不能及时计算采样数

8、据，矢量网络分析仪工作异常。此复杂的画面在绘图和刷新上如果不做处理，效率会非常低下。以上每一部分的速度优化提高都能提高矢量网络分析仪整针对这一问题，可以采用双重缓冲机制和提高重绘效率。机的扫描速度。而且如果合理安排每一部分的顺序，优化扫描3．1双重缓冲机制控制的时序也能够减少扫描控制耗费的时间，提高整机扫描速双缓冲的原理可以这样形象的理解：把电脑(下转第90页)作者简介：马春溪(1986一)，男，硕士，助理工程师