[发明专利]数字中频频谱分析仪在网络分析测量中测量相频特性的方法

说明书

技术领域

本发明涉及频谱分析仪，网络分析仪技术领域。

背景技术

目前配备跟踪源的频谱分析仪具有标量网络分析仪的功能，可以测量器件的幅频特性，但不能测量器件的相频特性。这是因为相频特性的测量实际是测量被测器件输入信号和输出信号的相位差。而输入器件的正弦信号的相位是随时间周期变化的，这就要求同时测量器件输入和输出信号的相位才能得到真正的相位差。要同时测量输入和输出信号的相位至少需要两个矢量接收机。例如矢量网络分析仪测量器件传输或反射性能时需要有一个参考接收机R，传输接收机B，反射接收机A，测量时同时测量R，A，B接收机收到的信号的相位，R测量输入器件信号在测量时刻的相位，A测量从器件反射回来信号在测量时刻的相位，B测量信号通过器件后在测量时刻的相位。测量器件反射的相频特性时相位差是A-R，测量传输时的相频特性相位差是B-R。这样可以测量到稳定的相位差。

以前采用模拟中频的频谱分析仪只能测量信号的幅度不能测量信号的相位。目前国内外新型的频谱分析仪采用了数字中频技术，可以测量信号的相位。新型的数字中频频谱分析仪(包括信号分析仪)采用超外差接收将被测信号变频到频率较低的中频，采用高速模数转换器A/D对中频信号进行采样，对采样数据进行数字处理(如快速傅立叶变换FFT，离散傅立叶变换DFT等)可获得信号的幅度和相位信息。但由于只有一个接收机，即使装有跟踪源也无法同时测量被测件的输入输出信号的相位，也就无法测量器件的相频特性。

具有跟踪源的数字中频频谱分析仪原理图如图1。我们设跟踪源的频率为sin(ω₁t+φ₁)，频谱分析仪本地振荡器的频率为sin(ω₂t+φ₂)。我们只考虑变一次频的情况，在混频器实现两个频率相乘，通过积化和差得到

sin(ω₁t+φ₁)sin(ω₂t+φ₂)＝1/2{[cos(ω₁-ω₂)t+(φ₁-φ₂)]-[cos(ω₁+ω₂)t+(φ₁+φ₂)]}以差频为例，混频器后的中频滤波器滤除掉[cos(ω₁+ω₂)t+(φ₁+φ₂)]，得到中频为

[cos(ω₁-ω₂)t+(φ₁-φ₂)]

但是由于只有一个接收通道，测到的信号的相位是随时间变化的。上面提到要测量相频特性，必须同时测量输入信号和输出信号的相位。因为只有一个接收通道，不可能同时测量输入和输出信号的相位。

发明内容

本发明目的是解决现有数字中频频谱分析仪只有一个接收通道，不可能同时测量输入和输出信号的相位的问题，提供一种数字中频频谱分析分析仪在网络分析测量中测量相位的方法。

如果数字中频频谱分析仪在任何时刻测量相位值都不随时间变化，那么先测量器件输入信号的相位再测量通过器件后输出信号的相位与同时测量相位和相位得到的结果是一样的。那么数字中频频谱分析仪一个接收机测量相位差是可以做到的。即先测量输入信号相位记录，再测量接入被测件后的输出信号相位相位减去记录的输入信号相位得到的相位差即相频特性。

为实现上述测量目的，本发明在数字中频频谱分析仪中增加一个采样时钟分频控制电路，该采样时钟分频控制电路由一个分频次数为M×2ⁿ的分频器和一个或门组成，n和M可以选择大于等于1的任意整数。数字中频频谱分析仪的中频采样时钟分成两路，一路接分频器的输入端，另一路接或门的一个输入端1，分频器的输出端接或门的另一个输入端2，或门的输出3作为受控的采样时钟信号连接到数字中频频谱分析仪的中频信号的模数转换器A/D上。

本发明利用以上所述电路测量被测件相频特性的方法的具体步骤是：