[发明专利]一种矢量网络分析仪的中频处理系统及中频处理方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种矢量网络分析仪的中频处理系统及中频处理方法。

背景技术

矢量网络分析仪作为射频和微波产品性能的主要测试仪器，传统双端口的矢量网络分析仪，通过激励信号源模块产生激励信号，一路作为参考信号，另一路经程控衰减器和定向耦合器后从测试端口输出作为激励信号源激励被测件，经被测件反射回来的信号经由定向耦合器的耦合端口输出，该信号作为测试信号送入变频接收模块。在变频接收模块内，参考信号和测试信号分别与来自本振信号源模块的本振信号进行基波混频得到中频信号，参考通道和测试通道的这三路中频信号在中频处理模块内进行必要的滤波和放大后，送入模数变换模块，模数转换后的数据分别送入数字中频模块进行后续的数据处理。其中，对3路中频信号的处理，目前常用的方法是每路单独处理，独立进行模数转换，需要至少3个模数转换器，转换后的数字信号进行数字下变频，中频的频率是固定不变的。期刊《一种高速数据采集系统的设计》文中所述的并行分时采集技术,提出了一种多路分时采集控制、映射内存的高速数据采集设计方案及工程实现方法。该方法提及了分时采集技术，但其实现方案为选用多片模数转换器对单路信号进行分时采集，存在资源配置浪费，效率低等缺点，成本高、效率低、占用空间大，又由于电路板的体积有限，中频处理模块和数字信号处理模块之间的数据传输需大量多管脚连接器，难以实现平衡，给制造工艺带来较大难题。

发明内容

鉴于上述现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种矢量网络分析仪的中频处理系统及中频处理方法，解决电路板体积有限、多管脚连接器布局困难的技术问题，实现对可变中频频率信号的高效采集处理，减少电路的体积与功耗。

为解决上述技术问题，本发明方案包括：

一种矢量网络分析仪的中频处理系统，其包括现场可编程门阵列(FPGA)，其中，所述现场可编程门阵列(FPGA)分别与逻辑锁相环电路单元、模数转换单元相连接，所述逻辑锁相环电路单元与一中频单元相连接，所述中频单元与所述模数转换单元相连接，所述中频单元包括中频参考信号端、第一反射信号端与第二反射信号端，所述中频参考信号端与所述逻辑锁相环电路单元相连接；所述中频参考信号端的中频参考信号输入所述逻辑锁相环电路单元处理产生频率可变的触发信号，所述现场可编程门阵列(FPGA)处理所述触发信号后，控制所述中频单元将所述中频参考信号端的中频参考信号、所述第一反射信号端的第一反射信号与所述第二反射信号端的第二反射信号合路生成中频信号，同步控制所述模数转换单元采集处理所述中频信号，所述模数转换单元处理所述中频信号后反馈所述现场可编程门阵列(FPGA)输出。

所述的中频处理系统，其中，所述中频参考信号端上设置有参考低压射频开关，所述第一反射信号端上设置有第一低压射频开关，所述第二反射信号端上设置有第二低压射频开关，所述现场可编程门阵列(FPGA)处理所述触发信号获得参考分时控制信号、第一分时控制信号、第二分时控制信号与采样时钟；所述现场可编程门阵列(FPGA)通过所述参考分时控制信号控制所述参考低压射频开关，通过所述第一分时控制信号控制所述第一低压射频开关，通过所述第二分时控制控制信号控制所述第二低压射频开关；所述模数转换单元根据所述采样时钟处理所述中频信号。

所述的中频处理系统，其中，所述中频参考信号端上设置有一用于整形的电压比较器；所述逻辑锁相环电路单元配置有一用于除去高频分量与噪音的环路滤波单元。

一种使用所述中频处理系统的中频处理方法，其包括以下步骤：

中频参考信号经所述逻辑锁相环电路单元处理产生频率可变的触发信号，现场可编程门阵列(FPGA)根据所述触发信号将中频参考信号、第一反射信号与第二反射信号合路生成中频信号，模数转换单元对所述中频信号进行分时处理，并将处理后的所述中频信号反馈所述现场可编程门阵列(FPGA)输出；所述第一反射信号与所述第二反射信号的频率随所述中频参考信号的频率对应变化。