[发明专利]一种提高矢量网络分析仪接收机信噪比的系统及方法

说明书

本发明公开了一种提高矢量网络分析仪接收机信噪比的系统及方法，属于测试技术领域，包括5个模拟中频调理单元、5个混叠单元、5个ADC单元、多路伪随机噪声生成单元、低抖动采样时钟生成单元以及FPGA单元。本发明可同时产生5路伪随机噪声，产生的伪随机噪声的幅度、中心频率、带宽可根据输入到本发明的中频信号的幅频特性进行自适应的调整，提高了ADC器件的信噪比和无杂散动态范围，从而提高了矢量网络分析仪接收机的信噪比；可同时产生5路低抖动采样时钟，而且时钟频率、时钟相位、时钟电平标准等可以动态调整，提高了ADC器件的信噪比，从而提高了矢量网络分析仪接收机的信噪比，而且能够满足更多的新的测量需求。

技术领域

本发明属于测试技术领域，具体涉及一种提高矢量网络分析仪接收机信噪比的系统及方法。

背景技术

随着现代矢量网络分析仪实现的功能越来越多，矢量网络分析仪的接收机信噪比的提升成为了制约其动态范围、灵敏度等指标的重要因素，而且模数转换器(ADC)的信噪比直接影响了接收机信号通路的信噪比，因此设计高信噪比的模数转换电路是保证矢量网络分析仪拥有良好性能指标的重要前提，影响模数转换电路信噪比的因素主要包括输入信号频率、采样时钟抖动、ADC差分非线性(DNL)、ADC输出数据位宽、有效输入噪声等。

目前，矢量网络分析仪行业的风向标是美国的是德科技公司，其生产的PNA系列高端矢量网络分析仪内部电路生成的伪随机噪声的中心频率、带宽、幅度是固定不变的，导致在测量时由于输入的中频信号幅度过大或者过小而发生测量失真。国内的中电科仪器仪表有限公司生产的高端矢量网络分析仪，其模数转换电路的采样时钟频率是固定不变的，导致无法实现频谱测量等新功能，而且采样时钟的相位噪声较差，导致ADC器件无法达到最佳信噪比。

现有矢量网络分析仪接收机中的数字中频处理模块具有以下不利于提升信噪比的缺点：首先是ADC采样时钟的相位噪声较差，降低了ADC器件的信噪比，从而降低了整个接收机通路的信噪比；其次，采样时钟频率是固定不变的，导致矢量网络分析仪无法实现频谱测量等新功能；第三，电路中生成的伪随机噪声的中心频率、带宽、幅度是固定不变的，会导致由于中频信号幅度过小而淹没在伪随机噪声中，从而产生测量失真，也会导致由于大幅度的中频信号在与伪随机噪声混叠后，使得ADC过载，从而产生测量失真，而且电路结构复杂，成本高。

发明内容

针对现有技术中存在的上述技术问题，本发明提出了一种提高矢量网络分析仪接收机信噪比的系统及方法，设计合理，克服了现有技术的不足，具有良好的效果。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种提高矢量网络分析仪接收机信噪比的系统，包括5个模拟中频调理单元、5个混叠单元、5个ADC单元、多路伪随机噪声生成单元、低抖动采样时钟生成单元以及FPGA单元；其中，模拟中频调理单元与混叠单元相连；混叠单元分别与ADC单元和多路伪随机噪声生成单元相连；ADC单元分别与混叠单元、低抖动采样时钟生成单元、FPGA单元相连；FPGA单元分别与ADC单元、低抖动采样时钟生成单元、多路伪随机噪声生成单元相连；多路伪随机噪声生成单元分别与FPGA单元和混叠单元相连；低抖动采样时钟生成单元分别与ADC单元和FPGA单元相连；

模拟中频调理单元，被配置为用于对输入的模拟中频信号进行包括放大、抗混叠滤波在内的处理，以提高通路的噪声系数；

多路伪随机噪声生成单元，被配置为用于同时生成5路幅度、中心频率、带宽均可调的伪随机噪声，以减小ADC器件的量化误差；

混叠单元，被配置为用于将伪随机噪声与中频信号叠加到一起，并输出LVDS差分信号；

ADC单元，被配置为用于将混合有伪随机噪声的中频信号进行采样数字化处理，得到高速串行数据；