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基于矢量网络测量系统的变频器件测试 前言在现行的变频器件测试方案中，测量系统对本振信号源的控制都是一个很困难的问题（本振信号频率固定的除外）。而解决此问题的一般办法有：一是测量系统处于点频手动测量模式下，射频激励、本振激励和中频响应三方都需人工依次操作来完成测量设置，这样一来，测量时间长，工作效率低；二是射频激励与中频响应集成一体的测试设备提供对本振激励进行简单控制的功能，例如用频率偏置功能来实现对本振激励的控制，此方案适用范围窄；三是在外加主控计算机的前提下，由主控计算机来统一、同步控制测量系统三方的工作，其工作模式还是点频，只不过点频方式下三方设备的测量设置和同步工作由主控计算机来完成，这样测量效率显然提高了，但成本也相应地增加了，重要的是应用不太方便，也就是说，每次使用时都须搭建如此测量系统，甚是费力！ MS4623B VNMS由此应用而生。它所具备的多源模式和内置三端口，使变频器件的测试便捷、高效，同时还具有测量系统体积小的特点。 MS4623B VNMS的特点 MS4623B VNMS具有全面的测量功能：(1)矢量网络分析仪功能；(2)频率和功率扫描功能；(3)噪声系数测量仪功能(需加选件)； (4)频谱分析仪显示功能；(5)内置双频率综合信号源。MS4623B VNMS具备如此完备的测量功能，与它如下的特性紧密相关。 内置第三测量端口及第二内部源 当今某些要求苛刻的VNA测量涉及对多端口设备的测试和调试，这些多端口设备有双工器、混频器、耦合器等。对于传统的两端口VNA，要想完全测试与调试这些设备，从测量速度、校准及输入信号和测量端口的方面来说，是一很大的挑战。通过增加第三个测量端口，对于测试该类设备无疑是简化了，并提高了速度，而且为工业界首次提供了第二内部源。第二源完全与主源独立，并能在端口1和2间切换。通过增加这第二源，就有可能代替信号发生器和频谱分析仪，用于测量非线性结果（当多频同时存在于一有源设备的通带内时，会产生该现象）。 多源模式 MS4623B VNMS的多源模式是一项强大的功能，它提供对内部信号源、外部信号源（多达2至3个）和接收机的频率扫描进行任意控制。这种灵活的控制在非MS4623B VNMS内置测量应用功能除外的其它非常规测试中非常有用。下图所示的是MS4623B VNMS的多源模式设置界面。多源模式的详细操作说明请参阅MS4623B VNMS使用手册，也可以参考本文后续章节中的变频器件测试实例中的相关内容。 图1 本文中介绍的变频器件测量，没有使用VNMS内置的Mixer测试应用模式，而是在MS4623B VNMS普通T/R模式基础上，通过设置仪器的多源模式和测量参数，来完成变频器件的各种技术性能的测试。 测量参数的自定义 MS4623B VNMS能测量的参数，除常规三端口S参数（S11，S21，S22，S12，S33，S23，S32，S13，S31），谐波，噪声系数，互调失真（IMD），和a1，a2，a3，b1，b2，b3，1的用户自定义组合。其中a1/1，a2/1，a3/1，b1/1，b2/1，b3/1的测量分别表示对相应的接收机的绝对测量，当然测量时，必须对接收机进行测量归一化校准。 变频器件的测试 为了更好地展现出MS4623B VNMS在变频器件测试中的优势，本文介绍的变频器件测试是以具备如下属性的二级变频的变频器件的第二中频输出信号（IF2）为测试对象。变频器件的特性：1）射频激励信号（RF）范围2～2.5GHz；2）第一本振激励信号（LO1）范围2.3～2.8GHz，产生频率为300MHz的第一中频响应信号（IF1）；3）第二本振激励信号（LO2）的频率固定为321MHz，产生频率为21MHz的第二中频响应信号（IF2）；4)变频器件内具有功率放大器和二次变频时所需的两个中频滤波器；5）测量对象是射频激励信号从2GHz扫描至2.5GHz，同时第一本振激励信号从2.3GHz扫描至2.8GHz的第二中频响应信号。 本文中介绍的以下三个测量项目，是对测试对象的幅值进行绝对测量。在此，首先要介绍的是三个测量项目的共同设置任务，而其中的多源模式设置将分别在各自的章节中作介绍。 1． 测量硬件连接图 图2 注：（1） 图中的被测量实体是两个单级混频器和滤波器组成的被测网络，而本文的举例的是上述的二级变频器件； （2） 测量设备后面板连接，将外置信号源的10MHz参考输出连接至MS4623B VNMS的参考输入； （3） 将信号源的IEEE488.2接口连接至MS4623B VNMS的第二IEEE488.2接口； （4） 将PORT 1作为射频激励信号RF输出端，连接至被测变频器件的RF输入端； （5） 将PORT 3作为第一本振激励信号LO1输出端，连接至被测变频器件的LO1输入