混頻器測試之4種方法---之一:向下/向上變換法

2021-01-18 是德科技快訊

該方法是採用一個額外的與被測混頻器(MUT)頻率範圍相同,變頻方向相反的逆變換混頻器,比如MUT是下變頻器(從RF變到IF),那麼逆變換混頻器就是上變頻器(從IF變到RF),兩者本振共享。將兩個變頻器串聯後形成的鏈路,輸入和輸出信號則是同頻的,可以直接用網絡分析儀進行幅度和相位測試,得到串聯後鏈路的傳輸特性,即為MUT和逆變換混頻器傳輸特性的乘積。

如果再找到一個與MUT頻率範圍相同的互易混頻器(可以上變頻也可以下變頻,兩個變頻方向的傳輸特性一致,即SC21=SC12),將該混頻器作為上變頻器與MUT串聯,同樣可以得到串聯後的傳輸特性,即為MUT和互易混頻器傳輸特性的乘積。

然後將該互易混頻器作為下變頻器與第一步中的逆變換混頻器串聯,則能夠得到互易混頻器和逆變換混頻器傳輸特性的乘積。

考慮到混頻器的工作特點,為了防止鏡像信號也被逆變換混頻器或者互易混頻器轉換到輸出頻段,在下變頻器的輸出端需要採用一個帶通濾波器。

假定互易混頻器為A,逆變換混頻器為B,MUT為C,測試原理圖如下:

在不考慮失配影響的情況下,三次測試的傳輸特性G1、G2、G3與混頻器的傳輸參數有如下關係(此處的所有參數均為複數,包含幅度和相位性):

由此可得每個混頻器的傳輸參數:

被測混頻器C的相位特性可以由下式計算得到:

進行開方運算時,需要根據實際情況選取正確的平方根。

該方法原理上很簡單,普通的矢量網絡分析儀即可完成測試。不過它也有一些不足之處:

步驟較多,而且需要兩個額外的混頻器,其中一個還要是互易的。當測試頻率提高到微波或毫米波頻段時,很難找到合適的互易混頻器。

所有的混頻器必須共用同一個本振源,因此當被測混頻器的本振無法由外部提供時,該方法將無法完成測試。

忽略了混頻器和IF濾波器之間埠失配的影響,測試結果誤差較大。

在此方法的基礎上,如果能夠提取出互易混頻器的散射參數,那麼只需要測試被測混頻器和IF濾波器以及互易混頻器串聯鏈路的S參數,然後採用去嵌入的算法消除互易混頻器和IF濾波器的影響就能得到被測混頻器的散射參數。Keysight公司的ENA系列矢量網絡分析儀即採用了這種方法,測試過程中只需要增加一個額外的互易混頻器和鏡像抑制濾波器。測試框圖如下:

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