CN104980109B - 一种用于超外差测试仪器的半中频假响应抑制方法及装置 - Google Patents

Abstract

测试技术领域，具体涉及一种用于超外差测试仪器的半中频假响应抑制方法及装置，包括：先在变频器中频通路提取半中频信号；然后对半中频信号带通滤波以及2倍频得到待调制信号；再者对待调制信号先后经过带通滤波、放大、可控衰减和移相得到调制信号；最后将调制信号耦合回中频通路，并与中频通路的半中频假响应反向叠加；本发明能将半中频假响应抑制的足够低，而且降低了对变频器加工工艺的要求和本振功率的要求，节省了变频器加工成本和EMC设计成本。

Description

一种用于超外差测试仪器的半中频假响应抑制方法及装置

技术领域

本发明涉及测试技术领域，具体涉及一种用于超外差测试仪器的半中频假响应抑制方法及装置。

背景技术

超外差测试仪器射频前端包括上变频电路，其功能是将低频率的射频输入信号与高频率的本振信号变频得到高频率的中频信号。在上变频过程中，本振信号在一定的频段范围内循环扫描，同时由于上变频器中会产生二次非线性项，形成半中频假响应。

通常用于抑制超外差测试仪器半中频假响应的方法为，通过改善变频器结构对称性来抑制变频器的二次非线性项，从而抑制半中频假响应。或者通过提高变频器本振功率，以提高变频器线性度，进而提高半中频假响应抑制能力。

而受加工工艺水平的限制，变频器结构对称性只能在一定程度上得到改善，所以抑制二次非线性项以抑制半中频假响应的能力会受工艺加工水平限制。如果通过提高变频器本振功率来改善半中频假响应，会因为本振辐射增加，而需要增加EMC设计成本。

发明内容

针对传统的通过改善变频器结构对称性而增加加工成本和以及通过提高本振功率而增加EMC设计成本的问题，本发明的目的在于提出一种在变频器中频通路增加半中频假响应抑制的装置，将半中频假响应抑制到足够低，以获得传统的依靠提高变频器线性度的方式难以实现的效果。

为达上述目的，一方面，本发明提供了一种用于超外差测试仪器的半中频假响应抑制方法，包括：

提取所述中频通路的半中频信号；

将该半中频信号经半中频带通滤波以及二倍频得到频率等于所述中频通路的中频频率待调制信号；

将该待调制信号经中频带通滤波、放大、可控衰减以及移相，得到频率等于所述中频频率的调制信号；

将该调制信号耦合到所述中频通路。

进一步的，所述调制信号与所述中频通路的半中频假响应信号幅度相等，但相位相反。

另一方面，本发明提供了一种用于超外差测试仪器的半中频假响应抑制装置，该装置包括：顺次连接的半中频频率定向耦合器、半中频带通滤波器、二倍频器、中频带通滤波器、功率放大器、可控衰减器、移相器和中频频率定向耦合器；

其中，所述半中频频率定向耦合器和所述中频频率定向耦合器串联于该超外差测试仪的上变频电路输出端的中频通路；

所述半中频频率定向耦合器的输入端与该超外差测试仪的上变频电路的输出端相连，用于提取该上变频电路的输出端的中频通路的半中频信号，该半中频频率定向耦合器的耦合端与所述半中频带通滤波器相连，用于将该半中频信号输出至所述半中频带通滤波器；

所述半中频带通滤波器和二倍频器用于将所述半中频信号进行半中频带通滤波以及二倍频，得到频率等于所述中频通路的中频频率待调制信号；

所述中频带通滤波器、功率放大器、可控衰减器以及移相器，用于将该待调制信号经中频带通滤波、放大、可控衰减以及移相，得到频率等于所述中频频率的调制信号；

所述中频频率定向耦合器的输入端与所述半中频频率定向耦合器的输出端相连；其耦合端与所述移相器的输出端相连，用于将该调制信号耦合到所述中频通路。

进一步的，还包括幅度相位控制电路，分别与所述可控衰减器及移相器相连，用于控制该可控衰减器及移相器的值，使所述调制信号与所述中频通路的半中频假响应信号幅度相等，但相位相反。

本发明能够达到以下有益效果：

本发明通过先在变频器中频通路提取半中频信号；然后对半中频信号带通滤波以及2倍频得到待调制信号；再者对待调制信号先后经过带通滤波、放大、可控衰减和移相得到调制信号；最后将调制信号耦合回中频通路，并与中频通路的半中频假响应反向叠加；通过上述方案，本发明能将半中频假响应抑制的足够低，而且降低了对变频器加工工艺的要求和本振功率的要求，节省了变频器加工成本和EMC设计成本。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明实施例一，一种用于超外差测试仪器的半中频假响应抑制方法的流程图；

图2是本发明实施例二，半中频频率定向耦合器的连接结构示意图；

图3是本发明实施例二，中频带通滤波器、功率放大器、可控衰减器以及移相器的连接结构示意图；

图4是本发明实施例二，半中频频率定向耦合器和中频频率定向耦合器的连接结构示意图；

图5是本发明实施例二，幅度相位控制电路和可控衰减器、移相器的连接结构示意图；

图6是本发明实施例三，一种用于超外差测试仪器的半中频假响应抑制装置的结构图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明提出了一种改善超外差测试仪器半中频假响应的有效方法。本发明提出的方法要求在变频器中频通路增加半中频假响应抑制装置，该装置是从上变频器的中频输出端口耦合出半中频频率信号(简称半中频信号)，并经过倍频以及幅度相位调制，再耦合回中频通路并与中频通路的半中频假响应反向叠加。

以下通过具体实施例进行说明：

实施例一

图1是本实施例一种用于超外差测试仪器的半中频假响应抑制方法的流程图，如图所示，包括以下步骤：

步骤101，提取所述中频通路的半中频信号；

步骤102，将该半中频信号经半中频带通滤波以及二倍频得到频率等于所述中频通路的中频频率待调制信号；

步骤103，将该待调制信号经中频带通滤波、放大、可控衰减以及移相，得到频率等于所述中频频率的调制信号；

步骤104，将该调制信号耦合到所述中频通路。

进一步的，所述调制信号与所述中频通路的半中频假响应信号幅度相等，但相位相反。

实施例二

本实施例提供了一种用于超外差测试仪器的半中频假响应抑制装置，该装置包括：顺次连接的半中频频率定向耦合器、半中频带通滤波器、二倍频器、中频带通滤波器、功率放大器、可控衰减器、移相器和中频频率定向耦合器；

所述半中频频率定向耦合器和所述中频频率定向耦合器串联于该超外差测试仪的上变频电路输出端的中频通路；

如图2所示，所述半中频频率定向耦合器的输入端与该超外差测试仪的上变频电路的输出端相连，用于提取该上变频电路的输出端的中频通路的半中频信号，该半中频频率定向耦合器的耦合端与所述半中频带通滤波器相连，用于将该半中频信号输出至所述半中频带通滤波器；

所述半中频带通滤波器和二倍频器用于将所述半中频信号进行半中频带通滤波以及二倍频，得到频率等于所述中频通路的中频频率待调制信号；

如图3所示，所述中频带通滤波器、功率放大器、可控衰减器以及移相器，用于将该待调制信号经中频带通滤波、放大、可控衰减以及移相，得到频率等于所述中频频率的调制信号；

如图4所示，所述中频频率定向耦合器的输入端与所述半中频频率定向耦合器的输出端相连；其耦合端与所述移相器的输出端相连，用于将该调制信号耦合到所述中频通路。

如图5所示，进一步的，还包括幅度相位控制电路，分别与所述可控衰减器及移相器相连，用于控制该可控衰减器及移相器的值，使所述调制信号与所述中频通路的半中频假响应信号幅度相等，但相位相反。

实施例三

图6为本实施例三，一种用于超外差测试仪器的半中频假响应抑制装置的结构图。如图所示，该装置包括：顺次连接的半中频频率定向耦合器、半中频带通滤波器、二倍频器、中频带通滤波器、功率放大器、可控衰减器、移相器和中频频率定向耦合器；

所述半中频频率定向耦合器和所述中频频率定向耦合器串联于该超外差测试仪的上变频电路输出端的中频通路；

在某型号超外差信号测试仪器中，射频前端变频模块接收频率范围DC～3GHz的射频输入信号，本振信号频率范围4.5GHz～7.5GHz，中频信号频率为4.5GHz，对应的半中频信号频率为2.25GHz。

假设从射频输入端输入一个频率为2.25GHz的单音信号，该信号在变频器中产生二次谐波而形成半中频假响应，同时在变频器的中频端口会有频率为2.25GHz的半中频信号，其幅度的大小由变频器的射频/中频端口隔离度决定。在中频通路中首先***一个半中频频率定向耦合器，耦合出半中频信号；其次，对半中频信号进行带通滤波与二倍频得到频率等于中频的待调制信号；再次，将待调制信号先后进行带通滤波、放大、可控衰减与移相得到频率等于中频的调制信号，该信号要保证与中频通路的半中频假响应信号幅度相等但相位相反；最后，在中频通路中***一个中频频率定向耦合器，并将调制信号反馈回中频通路，与中频通路的半中频假响应信号相互抵消。

整个半中频假响应抑制过程不依赖与变频器的非线性特性，通过适当的幅度相位控制可以保证将半中频假响应信号抑制的足够低。

本发明能够达到以下有益效果：

本发明通过先在变频器中频通路提取半中频信号；然后对半中频信号带通滤波以及2倍频得到待调制信号；再者对待调制信号先后经过带通滤波、放大、可控衰减和移相得到调制信号；最后将调制信号耦合回中频通路，并与中频通路的半中频假响应反向叠加；通过上述方案，本发明能将半中频假响应抑制的足够低，而且降低了对变频器加工工艺的要求和本振功率的要求，节省了变频器加工成本和EMC设计成本。

本领域技术人员还可以了解到本发明实施例列出的各种说明性逻辑块(illustrative logical block)，单元，和步骤可以通过电子硬件、电脑软件，或两者的结合进行实现。为清楚展示硬件和软件的可替换性(interchangeability)，上述的各种说明性部件(illustrative components)，单元和步骤已经通用地描述了它们的功能。这样的功能是通过硬件还是软件来实现取决于特定的应用和整个***的设计要求。本领域技术人员可以对于每种特定的应用，可以使用各种方法实现所述的功能，但这种实现不应被理解为超出本发明实施例保护的范围。

以上所述的具体实施方式，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施方式而已，并不用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (1)

1.一种用于超外差测试仪器的半中频假响应抑制装置，其特征在于，该装置包括：顺次连接的半中频频率定向耦合器、半中频带通滤波器、二倍频器、中频带通滤波器、功率放大器、可控衰减器、移相器和中频频率定向耦合器；

其中，所述半中频频率定向耦合器和所述中频频率定向耦合器串联于该超外差测试仪的上变频电路输出端的中频通路；

所述半中频频率定向耦合器的输入端与该超外差测试仪的上变频电路的输出端相连，用于提取该上变频电路的输出端的中频通路的半中频信号，该半中频频率定向耦合器的耦合端与所述半中频带通滤波器相连，用于将该半中频信号输出至所述半中频带通滤波器；

所述半中频带通滤波器和二倍频器用于将所述半中频信号进行半中频带通滤波以及二倍频，得到频率等于所述中频通路的中频频率待调制信号；

所述中频带通滤波器、功率放大器、可控衰减器以及移相器，用于将该待调制信号经中频带通滤波、放大、可控衰减以及移相，得到频率等于所述中频频率的调制信号；

所述中频频率定向耦合器的输入端与所述半中频频率定向耦合器的输出端相连；其耦合端与所述移相器的输出端相连，用于将该调制信号耦合到所述中频通路；

还包括幅度相位控制电路，分别与所述可控衰减器及移相器相连，用于控制该可控衰减器及移相器的值，使所述调制信号与所述中频通路的半中频假响应信号幅度相等，但相位相反。