實現(xiàn)微波測試儀器近雜散自動校準(zhǔn)的系統(tǒng)及方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及儀器儀表技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及儀器儀表雜散校準(zhǔn)技術(shù)領(lǐng)域，具體是指 一種實現(xiàn)微波測試儀器近雜散自動校準(zhǔn)的系統(tǒng)及方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 無線通信中的測試儀器有矢量信號源、頻譜儀、矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀等，而作為這些儀 器的核心技術(shù)，頻率合成器技術(shù)起著越來越重要的作用。頻率合成器可提供寬帶、高精度、 快速轉(zhuǎn)換和高純度的信號，因此常常作為設(shè)備的本振信號及載波信號。近些年來，由于集成 電子領(lǐng)域的快速發(fā)展，使得頻率合成器體積越來越小，性能也更加可靠。如今的頻率合成技 術(shù)主要包括直接頻率合成技術(shù)（DS)、間接頻率合成技術(shù)（PLL)、直接數(shù)字頻率合成技術(shù) (DDS)以及混合頻率合成技術(shù)，實際儀器設(shè)備電路設(shè)計中，廣泛采用的是DDS+PLL的混合式 頻率合成，這樣不僅使輸出信號具有很大的帶寬，而且頻率分辨率好，頻譜純度高。
[0003] 但在實際情況中，DDS+PLL的混合式頻率合成信號輸出的頻率帶寬很寬（達(dá)幾十個 GHz)，信號并不像理想情況那樣完美，除了輸出需要的信號外，還會有雜散分量。這是由于 DDS是屬于數(shù)字頻率合成，就不可避免的引入了雜散，雜散的主要來源主要有三種：（1)相位 截斷誤差。DDS對分辨率要求很高，這就要求相位累加器有更大的容量，而相位累加器很難 達(dá)到如此的容量，這樣便帶來了相位截斷誤差。（2)幅度量化誤差。DA轉(zhuǎn)換過程中，由于DAC 轉(zhuǎn)換精度的限制，所以幅度值在經(jīng)過量化后產(chǎn)生了幅度量化誤差。（3)非線性誤差。由于數(shù) 模轉(zhuǎn)換器的非理想特性(積分、微分等非線性)產(chǎn)生的諧波和雜散分量。這三種雜散一般分 布在距離信號譜線很近的地方，不易濾除，因為信號的高寬帶，在設(shè)計過程中也很難通過硬 件電路及設(shè)計方案來解決這些雜散點。
[0004] 所以，需要一種解決這些雜散點的方法。
[0005] 如今也有測試及消除雜散的一些方法。（1 )AP雜散自動測試系統(tǒng)及方法(趙棟.AP 雜散自動測試系統(tǒng)及方法：中國，CN104618920A[P]，2015-5-13)中發(fā)明了一種自動雜散測 試系統(tǒng)，可以自動測試AP設(shè)備并保存所測到的雜散點，所測試的雜散點屬于信號的遠(yuǎn)端雜 散點，用PC控制頻譜分析儀來測試待測AP設(shè)備。（2)-種射頻信號功率與雜散的自動化測試 方法（陳杰，馬存寶，宋東，和麟，張?zhí)靷?，一種射頻信號功率與雜散的自動化測試方法：中 國，CN104767576A[P]，2015-7-8)，是對被測射頻信號源設(shè)備進(jìn)行功率和雜散指標(biāo)實現(xiàn)測試 過程的自動化方法。（3)雜散消除系統(tǒng)及其相關(guān)方法(G ·阿爾斯蘭，雜散消除系統(tǒng)及其相關(guān) 方法：中國，CN104639475A[P]，2015-5-20)，此發(fā)明是用于射頻接收器的雜散消除，通過雜 散消除模塊生生成消除信號并從數(shù)字信息中減去該消除信號，從而有效地消除數(shù)字時鐘信 號或其他雜散源引起的雜散。（4)用于消除雜散發(fā)射的系統(tǒng)和方法(許兵，克萊夫?唐，馬海 布?拉曼.用于消除雜散發(fā)射的系統(tǒng)和方法：中國，CN102751999A[P]，2012-10-24)，在發(fā)射 機中，利用c-no失真項的相反相位來對數(shù)字基帶信號進(jìn)行數(shù)字化預(yù)失真，以使得該預(yù)失真 與C-IM3失真彼此相抵消來消除雜散發(fā)射的。（5)-種具有小數(shù)雜散消除功能的射頻信號生 成裝置及方法(顧亞波，李華磊，裴文江，金海忠，一種具有小數(shù)雜散消除功能的射頻信號生 成裝置及方法：中國，CN103840826A[P]，2014-6-4)，此發(fā)明針對參考頻率信號，將其劃分為 頻率不相重合的兩段預(yù)處理參考頻率信號，并通過切換選擇兩段預(yù)處理參考頻率信號來獲 得最終射頻信號，有效消除或降低最終射頻信號的小數(shù)雜散。
[0006] (1)(2)中只是對雜散進(jìn)行自動化測試并記錄數(shù)據(jù)，并沒有對雜散進(jìn)行校準(zhǔn)或消 除，且不屬于頻率發(fā)生器技術(shù)，是對射頻設(shè)備的測試。（3)中是為了消除射頻接收器中的雜 散，避免對接收到的射頻信號產(chǎn)生干擾。（4)是在發(fā)射機中，用數(shù)字化方法對基帶信號中的 雜散進(jìn)行消除。（5)是通過切換選擇參考頻率信號，并對各個輸出頻率進(jìn)行選擇來消除小數(shù) 雜散。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007] 本發(fā)明的目的是提供一種解決頻率合成技術(shù)中雜散問題的新方法，具體地提供了 一種能夠?qū)崿F(xiàn)自動校準(zhǔn)近雜散、提高精確度、提高效率、具有更廣泛應(yīng)用范圍的實現(xiàn)微波測 試儀器近雜散自動校準(zhǔn)的系統(tǒng)及方法。
[0008] 為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的實現(xiàn)微波測試儀器近雜散自動校準(zhǔn)的系統(tǒng)及方法具 有如下構(gòu)成：
[0009] 該實現(xiàn)微波測試儀器近雜散自動校準(zhǔn)的系統(tǒng)，其主要特點是，所述的系統(tǒng)包括：
[0010] 電源，用以為待測設(shè)備供電；
[0011]基帶板，與所述的待測設(shè)備相連接；
[0012] 控制終端，用以根據(jù)預(yù)先設(shè)定的程序通過基帶板向所述的待測設(shè)備發(fā)送控制變量 對應(yīng)的頻率控制字信號，并根據(jù)相噪儀測量得到的雜散點的大小與系統(tǒng)預(yù)設(shè)雜散判定值的 大小關(guān)系進(jìn)行雜散校準(zhǔn)；
[0013] 相噪儀，用以在不同的控制變量對應(yīng)的頻率控制字信號下檢測雜散值并得到最大 的雜散點對應(yīng)的頻率點、雜散點的位置及雜散點的大小。
[0014] 本發(fā)明還涉及一種基于所述的系統(tǒng)實現(xiàn)微波測試儀器近雜散自動校準(zhǔn)的方法，其 特征在于，所述的方法包括以下步驟：
[0015] (1)設(shè)定系統(tǒng)預(yù)設(shè)雜散判定值；
[0016] (2)所述的控制終端配置測試頻率點；
[0017] (3)所述的控制終端按順序選擇一個控制變量并將控制變量對應(yīng)的頻率控制字信 號發(fā)送至所述的待測設(shè)備；
[0018] (4)所述的相噪儀在所述的控制變量對應(yīng)的頻率控制字信號下進(jìn)行相位噪聲測 試；
[0019] (5)所述的相噪儀得到相位噪聲曲線上最大的雜散點的大小；
[0020] (6)所述的控制終端判斷所述的雜散點的大小和系統(tǒng)預(yù)設(shè)雜散判定值的關(guān)系，如 果所述的雜散點的大小大于系統(tǒng)預(yù)設(shè)雜散判定值，則繼續(xù)步驟(7)，否則輸出校準(zhǔn)已解決；
[0021] (7)所述的控制終端重新選取下一個控制變量并將控制變量對應(yīng)的頻率控制字信 號發(fā)送至所述的待測設(shè)備，然后繼續(xù)步驟(3)。
[0022]較佳地，所述的步驟(3)和(4)之間，還包括以下步驟：
[0023] (3-1)所述的控制終端判斷所述的相噪儀是否將信號鎖定，如果是，則繼續(xù)步驟 (4)，否則繼續(xù)步驟(3-2);
[0024] (3-2)所述的控制終端記錄校準(zhǔn)未解決并重新選擇下一個頻點，然后繼續(xù)步驟Ο-?)。
[0025] 較佳地，所述的步驟(5 )，具體為：
[0026] 所述的相噪儀返回此次測試的頻率點h，雜散點的位置Δ f及雜散點的大小Δ Ρ。
[0027] 較佳地，所述的步驟(6)，包括以下步驟：
[0028] (6-1)所述的控制終端判斷所述的雜散點的大小和系統(tǒng)預(yù)設(shè)雜散判定值的關(guān)系， 如果所述的雜散點的大小大于系統(tǒng)預(yù)設(shè)雜散判定值，則繼續(xù)步驟(7)，否則繼續(xù)步驟(6-2);
[0029] (6-2)所述的控制終端判斷此次測試是當(dāng)前控制變量的第幾次測試，如果未達(dá)到 預(yù)設(shè)同一變量重復(fù)測試次數(shù)，則測試次數(shù)加一并繼續(xù)步驟(4)，如果已達(dá)到預(yù)設(shè)同一變量重 復(fù)測試次數(shù)，則測試次數(shù)清零，并繼續(xù)步驟(6-3);
[0030] (6-3)所述的控制終端輸出已解決并記錄此次測試的頻率點h，雜散點的位置Af 及雜散點的大小A P。
[0031] 較佳地，所述的步驟(7)，具體為：
[0032] (7-1)所述的控制終端判斷所述的控制變量是否為最后一個控制變量，如果是，則 繼續(xù)步驟(7-3)，否則繼續(xù)步驟(7-2);
[0033] (7-2)所述的控制終端重新選取下一個控制變量并將控制變量對應(yīng)的頻率控制字 信號發(fā)送至所述的待測設(shè)備，然后繼續(xù)步驟(4);
[0034] (7-3)所述的控制終端輸出未解決并輸出此次測試的頻率點fi，雜散點的位置Δ f 及雜散點的大小A P，然后選擇下一個頻點，然后繼續(xù)步驟(3)。
[0035] 較佳地，所述的控制變量與待測設(shè)備的信號之間滿足以下公式：
[0038]其中，F(xiàn)TW為頻率控制字，f dds為待測設(shè)備中直接數(shù)字頻率合成的輸出頻率，f ref為 待測設(shè)備中直接數(shù)字頻率合成輸出的參考時鐘頻率，h為待測設(shè)備最后輸出的射頻