CN203798915U

CN203798915U - 一种矢量网络分析仪

Info

Publication number: CN203798915U
Application number: CN201320779992.3U
Authority: CN
Inventors: 马延军; 康晓非; 李新民; 李明明; 朱代先; 张红
Original assignee: Xian University of Science and Technology
Current assignee: Xian University of Science and Technology
Priority date: 2013-11-29
Filing date: 2013-11-29
Publication date: 2014-08-27
Anticipated expiration: 2023-11-29

Abstract

本实用新型公开一种矢量网络分析仪，包括信号源模块，零中频接收机模块，控制模块：信号源模块，用于接收控制模块的控制指令，向待测设备和零中频接收机模块发送输入信号和第一参考信号和第二参考信号；零中频接收机模块，用于获取第一零中频直流信号和第二零中频直流信号，并将第一零中频直流信号和第二零中频直流信号发送至控制模块；控制模块用于向信号源模块发送控制指令，接收第一零中频直流信号和第二零中频直流信号。本实用新型解决现有技术中矢量网络分析仪设计复杂，元器件多，集成的规模较大，价格高昂的技术问题。

Description

一种矢量网络分析仪

技术领域

本实用新型涉及测试仪器领域，特别涉及一种矢量网络分析仪。

背景技术

矢量网络分析仪是一种用于测量电子与通信***设计的仪器，与标量网络分析仪相比，既能测量单端口网络或两端口网络的各种参数幅值，又能测相位信息，且能用史密斯圆图显示测试数据，其原理是通过测量输入信号、传输信号，反射信号之间的关系，获取待测设备（DUT，Device Under Test）的性能参数，比如相位和幅值信息。

在实现上述技术方案的过程中，发明人发现，现有技术中至少存在以下技术问题：现有的矢量网络分析仪设计复杂，元器件多，集成的规模较大；且价格高昂，不利于在大中专院校等教育机构，中小企业特别是生产价格较低的电子设备生产商中推广应用。

实用新型内容

本实用新型目的是提供一种矢量网络分析仪，解决现有技术中矢量网络分析仪设计复杂，元器件多，集成的规模较大；且价格高昂，不利于在大中专院校等教育机构，中小企业特别是生产价格较低的电子设备生产商中推广应用的技术问题。

本实用新型所采用的技术方案是：一种矢量网络分析仪，包括控制模块、信号源模块，零中频接收机模块和待测设备；其中，信号源模块包括输入信号合成器，参考信号合成器，同步控制器；零中频接收机模块包括，第一混频器，第二混频器；

控制模块通过同步控制器分别与输入信号合成器、参考信号合成器连接；

控制模块通过输入信号合成器与待测设备连接，控制模块还依次连接参考信号合成器、第一混频器和待测设备的信号反射端，控制模块还依次连接参考信号合成器、第二混频器和待测设备的信号输出端；

第一混频器，第二混频器还与控制模块连接。

进一步的，信号源模块还包括晶体振荡器,晶体振荡器与同步控制器、输入信号合成器、参考信号合成器连接。

进一步的，信号源模块还包括：输入信号抗混叠滤波器，第一抗混叠滤波器，第二抗混叠滤波器；

输入信号合成器通过输入信号抗混叠滤波器与待测设备连接；

参考信号合成器通过第一抗混叠滤波器与第一混频器连接；

参考信号合成器通过第二抗混叠滤波器与第二混频器连接。

进一步的，信号源模块还包括衰减器，输入信号抗混叠滤波器通过衰减器与待测设备连接，衰减器还与控制模块连接。

进一步的，零中频接收机模块还包括第一低通滤波器，第二低通滤波器，第一模数采样器，第二模数采样器；

第一混频器依次通过第一低通滤波器、第一模数采样器与控制模块连接；

第二混频器依次通过第二低通滤波器、第二模数采样器与控制模块连接。

进一步的，输入信号合成器的型号为AD9910的直接频率合成器，输出功率为9千赫兹-400兆赫兹；参考信号合成器的型号为AD9910的直接频率合成器，输出功率为9千赫兹-400兆赫兹。

进一步的，第一模数采样器，第二模数采样器均为24位的A/D采样器，型号为LT2440。

本实用新型一种矢量网络分析仪通过上述方案，简化矢量网络分析仪的设计，减少元器件的使用，减低成本，有利于在大中专院校等教育机构，中小企业特别是生产价格较低的电子设备生产商中推广应用。

附图说明

图1为本实用新型一种矢量网络分析仪的结构示意图；

图2为本实用新型一种矢量网络分析仪的流程框图。

具体实施方式

如图1所示，本实用新型公开一种矢量网络分析仪，包括控制模块10、信号源模块20，零中频接收机模块30和待测设备40；其中，信号源模块20包括输入信号合成器23，参考信号合成器22，同步控制器21；零中频接收机模块30包括，第一混频器31，第二混频器33；控制模块10通过同步控制器21分别与输入信号合成器23、参考信号合成器22连接；控制模块10通过输入信号合成器23与待测设备40连接，控制模块10还依次连接参考信号合成器22、第一混频器31和待测设备40的信号反射端，控制模块10还依次连接参考信号合成器22、第二混频器33和待测设备40的信号输出端；第一混频器31，第二混频器33还与控制模块10连接。

信号源模块20，用于接收控制模块10的控制指令，向待测设备40和零中频接收机模块30发送输入信号和第一参考信号和第二参考信号；输入信号合成器23用于输出相位为0度的输入信号，参考信号合成器22用于输出相位为0度或90度的参考信号，同步控制器21用于控制输入信号合成器23和参考信号合成器22相位同步输出，输入信号合成器23向待测设备40发送输入信号，参考信号合成器22向零中频接收机模块30发送第一参考信号和第二参考信号；零中频接收机模块30，用于获取第一零中频直流信号和第二零中频直流信号，并将第一零中频直流信号和第二零中频直流信号发送至控制模块10；第一混频器31用于将待测设备40反射的反射信号和信号源模块20发送的第一参考信号进行混频，得到第一零中频直流信号，并将第一零中频直流信号发送至控制模块10，第二混频器33用于将待测设备40发送的传输信号与第二参考信号进行混频，得到第二零中频直流信号，并将第二零中频直流信号发送至控制模块10；控制模块10用于向信号源模块20发送控制指令，接收第一零中频直流信号和第二零中频直流信号，通过人机交互界面返回测试结果。

输入信号合成器23的型号为AD9910的直接频率合成器，输出功率为9千赫兹-400兆赫兹；参考信号合成器22的型号为AD9910的直接频率合成器，输出功率为9千赫兹-400兆赫兹。

2个AD9910模块输出频谱纯净的信号，范围是9千赫兹-400兆赫兹；其中，参考信号合成器22输出的参考信号可以在0度和90度之前变换，且与输入信号合成器23输出的输入信号严格同步，这样的设计保证了能够正确得到矢量信号的测量值。

信号源模块20还包括晶体振荡器26,晶体振荡器26与同步控制器21、输入信号合成器23、参考信号合成器22连接。

信号源模块20还包括：输入信号抗混叠滤波器24，第一抗混叠滤波器27，第二抗混叠滤波器28；输入信号合成器23通过输入信号抗混叠滤波器24与待测设备40连接；参考信号合成器22通过第一抗混叠滤波器27与第一混频器31连接；参考信号合成器22通过第二抗混叠滤波器28与第二混频器33连接。

信号源模块20还包括衰减器25，输入信号抗混叠滤波器24通过衰减器25与待测设备40连接，衰减器25还与控制模块10连接。

零中频接收机模块30还包括第一低通滤波器32，第二低通滤波器35，第一模数采样器34，第二模数采样器36；第一混频器31依次通过第一低通滤波器32、第一模数采样器34与控制模块10连接；第二混频器33依次通过第二低通滤波器35、第二模数采样器36与控制模块10连接。

第一模数采样器34用于将第一零中频直流信号转换成数字信号，第二模数采样器36用于将第二零中频直流信号转换成数字信号。经混频后的直流信号为第一零中频直流信号，第二零中频直流信号，其分别经过LT2440，其最小等效带宽约为6.9赫兹，等效带宽越小，噪声功率越小，从而其动态范围越大，最大可达到120DB。

第一模数采样器34，第二模数采样器36均为24位的A/D采样器，型号为LT2440。

下面给出使用上述矢量网络分析仪的方法，如图2所示：

1：PC机首先选择测试模式和频率范围，然后下达命令到控制模块10；

2：向衰减器25发送命令，设置衰减值；

3：设置LT2440的采样速率和等效带宽；等效带宽越小，测量动态范围越大，同时测量时间越长；

4：利用同步控制器21，向2个AD9910模块写入频率控制字与相位字，2个AD9910的相位字都为0度；

5：控制LT2440得到第一采样值；

6：利用同步控制器21同时向2个AD9910模块分别写入0相位与90度相位；

7：控制LT2440得到第二采样值；

8：将采样结果上传至PC机；

9：进行下一个频点的测量，判断是否完成所有频点测量，若否则循环回到第4步，直到完成所有频点测量，若是执行下一步；

10：由PC机进行相关数据处理和显示，完成测量。

经过试验，通过上述设备和方法可以获得信号源在9千赫兹-400兆赫兹范围内时，动态特性大于100DB的效果。

本实用新型通过上述方案，简化矢量网络分析仪的设计，减少元器件的使用，减低成本，有利于在大中专院校等教育机构，中小企业特别是生产价格较低的电子设备生产商中推广应用。

以上，仅为本实用新型的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应以权利要求的保护范围为准。

Claims

1.一种矢量网络分析仪，其特征在于，包括控制模块（10）、信号源模块（20）、零中频接收机模块（30）和待测设备（40）；其中，所述信号源模块（20）包括输入信号合成器（23）、参考信号合成器（22）和同步控制器（21）；所述零中频接收机模块（30）包括第一混频器（31）和第二混频器（33）；所述控制模块（10）通过所述同步控制器（21）分别与输入信号合成器（23）和参考信号合成器（22）连接；所述控制模块（10）通过所述输入信号合成器（23）与所述待测设备（40）连接，所述控制模块（10）还与所述参考信号合成器（22）、所述第一混频器（31）以及所述待测设备（40）的信号反射端依次连接，所述控制模块（10）还与所述参考信号合成器（22）、所述第二混频器（33）和所述待测设备（40）的信号输出端依次连接；所述第一混频器（31），第二混频器（33）还与所述控制模块（10）连接。

2.根据权利要求1所述的一种矢量网络分析仪，其特征在于，所述信号源模块（20）还包括晶体振荡器（26）,所述晶体振荡器（26）与所述同步控制器（21）、输入信号合成器（23）、参考信号合成器（22）均连接。

3.根据权利要求2所述的一种矢量网络分析仪，其特征在于，所述信号源模块（20）还包括：输入信号抗混叠滤波器（24）、第一抗混叠滤波器（27）和第二抗混叠滤波器（28）；

所述输入信号合成器（23）通过所述输入信号抗混叠滤波器（24）与所述待测设备（40）连接；

所述参考信号合成器（22）通过所述第一抗混叠滤波器（27）与所述第一混频器（31）连接；

所述参考信号合成器（22）通过所述第二抗混叠滤波器（28）与所述第二混频器（33）连接。

4.根据权利要求3所述的一种矢量网络分析仪，其特征在于，所述信号源模块（20）还包括衰减器（25），所述输入信号抗混叠滤波器（24）通过所述衰减器（25）与所述待测设备（40）连接，所述衰减器（25）还与所述控制模块（10）连接。

5.根据权利要求4所述的一种矢量网络分析仪，其特征在于，所述零中频接收机模块（30）还包括第一低通滤波器（32）、第二低通滤波器（35）、第一模数采样器（34）和第二模数采样器（36）；

所述第一混频器（31）依次通过所述第一低通滤波器（32）、第一模数采样器（34）与所述控制模块（10）连接；

所述第二混频器（33）依次通过所述第二低通滤波器（35）、第二模数采样器（36）与所述控制模块（10）连接。

6.根据权利要求5所述的一种矢量网络分析仪，其特征在于，所述输入信号合成器（23）的型号为AD9910的直接频率合成器，输出功率为9千赫兹-400兆赫兹；参考信号合成器（22）的型号为AD9910的直接频率合成器，输出功率为9千赫兹-400兆赫兹。

7.根据权利要求6所述的一种矢量网络分析仪，其特征在于，所述第一模数采样器（34）和第二模数采样器（36）均为24位的A/D采样器，型号为LT2440。