信号发生器原理.ppt

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1、射频电路测试原理射频电路测试原理微波测试信号的产生参考文献nAgilent资料nThe Science of Timekeeping,HP Application Note 1289nn袁越智等，高频、微波信号源及其稳定，中国计量出版社，1992nUlrich L.Rohde,David P.Newkirk,RF/Microwave Circuit Design for Wireless Applications,John Wiley&Sons,2000n刘光祜，张玉兴译，无线应用射频微波电路设计，电子工业出版社，2004目录n通过对信号发生器工作性能的讨论，尤其是相位噪声产生的机制，理解信号

2、发生器的各种性能指标的定义及其对测试的影响n概述n连续波信号发生器Continue Wave，CWn扫频信号发生器Sweptn调制信号发生器modulationn信源指标对测试影响的分析例一、概述：分类n按输出波形分类n正弦信号发生器n函数发生器n脉冲信号发生器n其他：伪随机、噪声、n正弦信号发生器n按频段分类n射频信号发生器：kHz-3GHzn微波信号发生器：3GHz-30GHzn按频率产生和综合方法分类n直接频率合成法：DSn间接频率合成法（锁相环频率合成法）n直接数字频率合成法：DDSn按输出频率调节方式分类n连续波信号发生器：Continue Wave,CWn扫频信号发生器：Swept

3、n调制信号发生器工作性能（一）n频率特性n有效频率范围n所有其他指标都得以保证的频率范围n分辨力n频率准确度n实际输出频率和标度频率的误差：-n频率稳定度n描述信号源输出频率的随机波动和漂移特性n时域描述：阿伦方差n频域描述：相位噪声n频谱纯度n相位噪声，谐波、杂波：-50dBc频谱纯度 工作性能（二）n输出特性n输出功率或输出电平n调节范围可达107以上n输出电平稳定度和平坦度n稳定度n输出电平随时间的变化：0.1dB/min;0.3dB/3hn平坦度n有效频率范围内，调节频率时幅度随频率的变化n为了保证信号发生器输出信号的电平稳定度和平坦度，信号源输出往往都有自动电平控制（Automati

4、c Level Control,ALC）电路，可保证平坦度在1dB以内n输出电平准确度：3%n输出阻抗：50，驻波比1.2工作性能（三）n调制特性n调制类型n模拟调制、数字调制n调幅、调角n调制信号频率范围n调制指数n有效范围：调幅波调制指数，调频波频偏n准确度：误差小于30dB）、非谐波寄生信号（40dB）三、扫频信号发生器n网络分析仪n频谱分析仪n技术性能n频率特性n扫频功能n输出特性nGPIB程控n扫频信源广泛地应用于各种测试系统，为电路设计和系统研制提供了强有力的手段n扫频发生器一定带有GPIB接口，其扫频方式、频带选择、频率等，全部的前面板功能均可通过GPIB进行程控，从而实现自动测

5、量系统，在计算机的控制下进行测量3.1 扫频特性输出特性n输出功率：准确度n稳幅性能：平坦度n输出匹配：SWR扫幅方式nPower SweepnPower Sweep RangenPower Slope RangenSource Match(SWR)频响特性测试n当测试器件的频响特性时，如下指标是重要的n指标 效能n频率准确度 DUT器件的中心频率n输出功率 增益/衰减n平坦度 频响特性n响应速度 测试成本n残余调频 测试高Q器件的能力频响特性测试幅度扫描测试1dB功率压缩点3.2 调谐电路n2GHz以下的扫频信号发生器常采用变容管调谐振荡器（VaractorTuned Oscillator）

6、n电容三点式振荡器最为常见nYIG调谐振荡器是固态扫频信号发生器中最常见的微波振荡器nYIG：Yttrium Iron Garnet:钇铁石榴石nYIG调谐振荡器（YIG Tuned Oscillator）工作频率范围可达50GHz：210GHz、818GHz、1020GHz、2040GHzYIG调谐振荡器nYIG小球通过耦合环与高频电路耦合n带耦合环的YIG小球等效为一个高Q值的并联谐振回路（无载Q值可达1000-8000）n高Q谐振回路和负阻有源电路构成振荡器n负阻：耿氏二极管，正反馈FET、BJT、n调制是将基带信息负荷于载波的实现方式n调制类型n模拟（AM、FM、PM、Pulse）n数

7、字（IQ，矢量信号）n特殊调制（TDMA、CDMA、etc.）四、调制信号发生器Agilent8360Bfamily10 MHz-50GHzAM/FM/Pulse110 GHz with ext.moduleAgilentESGfamily250 KHz-4 GHzAM/FM/Phase/PulseDigital/I-Q ModGSM,CDMA,DECT.调幅n调制信号n载波信号n调制指数。调角n载波信号n调制信号n调制指数：最大频偏脉冲调制nRise TimenPIN Switch:1nsnPulse Repetition FrequencynPulse WidthnDuty Factorn

8、On/Off IsolationnAmplifier(turned on by changing the bias on the output terminal:drain,FET:0V,VDD)n60dB Pulse Modulation:A pulsed RF signal is periodic in that is has two distinct and recurring states;the on state provides a stable medium or high power signal,the off state has much reduced signal st

9、rength(ideally no signal is present in the off state).PRF=50kHz(the spacing between the spectral lines)pulsed period=1/PRF=20usLobe width=1MHzMain lobe power=-48dBmPulse width=1/lobewidth=1usDuty cycle=50kHz/1MHz=0.05Peak pulse power=-48dBm-20log0.05=-22dBmRBW=3MHz Span=0RBW=10kHz Span=500kHz/DIVRBW=30kHzSpan=1MHz/DIV数字调制调制信号发生器构成基带信号产生IQ调制器五、信源指标对测试的影响n几个例子n相位噪声的影响n杂波的影响n频率准确度的影响n幅度准确度的影响n临道功率的影响发射机的临近波道干扰测试接收机的杂散抑制测试放大器的三阶交调失真测试接收机灵敏度测试接收机灵敏度测试频谱再生测试