針對rf源的振幅平坦性以及相位線性校準(zhǔn)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及針對RF源的振幅平坦性以及相位線性校準(zhǔn)。一種跨越寬頻率帶寬的針對RF源的振幅平坦性和相位線性校準(zhǔn)方法使用簡易平方律二極管檢波器和至少一對相等振幅頻率音調(diào)。用于RF源的基帶發(fā)生器生成音調(diào)，其被連續(xù)地施加于校正濾波器和上變頻器以產(chǎn)生輸出RF信號?？缭街付ǖ念l率帶寬，對音調(diào)步進(jìn)，并且在音調(diào)的每個平均頻率處測量幅度和群延遲、以及在音調(diào)之間針對拍頻的相位。所得到的測量結(jié)果被用于校準(zhǔn)校正濾波器的濾波器系數(shù)，以保證跨越指定的頻率帶寬的振幅平坦性和相位線性。
【專利說明】針對RF源的振幅平坦性以及相位線性校準(zhǔn)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及用于測試電子設(shè)備的信號源，并且更特別地涉及針對射頻(RF)信號源的振幅平坦性以及相位線性校準(zhǔn)。
[0002]可以使用任意波形發(fā)生器(AWG)來構(gòu)建矢量信號發(fā)生器，所述任意波形發(fā)生器(AffG)能夠進(jìn)行寬帶信號的生成，其后面是一級或多級塊上變頻和濾波。對于所期望的寬帶測試信號而言，上變頻和濾波過程可能跨越所關(guān)心的頻率帶寬而創(chuàng)建顯著量的振幅波紋和與線性相位的偏離。這些相位和幅度影響是由于濾波器本身的行為和混頻器本身的行為兩者。
[0003]可以通過應(yīng)用基帶校正濾波器來校正上變頻過程的頻率響應(yīng)，所述基帶校正濾波器當(dāng)與上變頻器級聯(lián)時具有在所關(guān)心的頻率帶寬上提供平坦振幅和線性相位的響應(yīng)。有必要測量上變頻器的頻率響應(yīng)特性，以便創(chuàng)建基帶校正濾波器。典型地，利用工廠環(huán)境中的外部測試設(shè)備來完成此測量。然而，此類測量本質(zhì)上是受限的，因為頻率響應(yīng)會受到隨著溫度和部件老化的變化。
[0004]Vasudev 等人在 IEEE Transactions on Microwave Theory and Techniques,Vol.50, N0.9, 2002 年 9 月，標(biāo)題為“Measurement ofa FilterUsing a Power Detector”中描述了一種用于使用功率檢測器來測量儀器或傳輸系統(tǒng)的幅度和相位的方法。該方法描述了在每個端頻率(其涵蓋了所關(guān)心的頻率帶寬)處測量相位，并且然后在兩個頻率之間的中點處測量相位，然后在已 經(jīng)針對其測量了相位的兩個頻率的中點處測量相位等等，直到已經(jīng)測量了充足的點以提供充足的細(xì)節(jié)來描述跨越該頻率帶寬測量的濾波器的相位特性，即“網(wǎng)絡(luò)算法”。在每個頻率處獨立地進(jìn)行測量以獲得每個頻率處的已知相位。
[0005]2012 年 7 月 17 日授予給 Jungerman 等人的標(biāo)題為 “Vector ModulatorCalibration System”的美國專利N0.8，224，269也使用功率傳感器(諸如二極管檢波器)來測量來自矢量調(diào)制器的功率輸出，即矢量信號的I分量和Q分量，該矢量信號利用90度相位差的兩個分量表示單個頻率信號。
[0006]所期望的是一種用于測量在使用時的RF信號源的相位和振幅響應(yīng)以便提供被用于補償振幅波紋和相位變化的濾波器系數(shù)的裝置。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]因此，本發(fā)明通過使用簡易平方律二極管檢波器和來自RF信號源的至少一對音調(diào)來提供針對RF信號源的振幅平坦性和相位線性校準(zhǔn)。用于RF源的基帶發(fā)生器生成期望的音調(diào)，其被連續(xù)地施加于校正濾波器和上變頻器以產(chǎn)生輸出RF信號?？缭街付ǖ念l率帶寬，對音調(diào)步進(jìn)，并且在音調(diào)的每個平均頻率處測量音調(diào)的幅度和群延遲、以及在音調(diào)之間針對一個或多個拍頻的相位。所得到的測量結(jié)果被用于校準(zhǔn)校正濾波器的濾波器系數(shù)，以針對輸出RF信號保證跨越指定的頻率帶寬的振幅平坦性和相位線性。
[0008]當(dāng)結(jié)合所附權(quán)利要求和附圖閱讀時，根據(jù)以下詳細(xì)描述，本發(fā)明的目的、優(yōu)勢和其它新穎的特征是顯而易見的。【專利附圖】

【附圖說明】
[0009]圖1是根據(jù)本發(fā)明的具有用于校準(zhǔn)振幅平坦性和相位線性的簡易平方律檢波器的RF寬帶信號源的框圖視圖。
[0010]圖2是根據(jù)本發(fā)明的用于跨越RF寬帶頻率源校準(zhǔn)振幅平坦性和相位線性的方法的流程圖視圖。
[0011]圖3是針對根據(jù)本發(fā)明的校準(zhǔn)方法的圖形視圖。
【具體實施方式】[0012]現(xiàn)在參考圖1，基帶信號發(fā)生器(諸如任意波形發(fā)生器(AWG) 10)提供可以跨越所關(guān)心的頻帶被調(diào)諧的至少一對音調(diào)作為輸出。其它架構(gòu)可以包括直接任意波形生成、使用IQ調(diào)制器的上變頻、IF上變頻等。出于下面討論的目的，詳細(xì)地描述雙音調(diào)實現(xiàn)方式。
[0013]來自基帶信號發(fā)生器10的音調(diào)對被輸入到幅度和相位校正濾波器12，諸如有限脈沖響應(yīng)(FIR)濾波器，其中該濾波器的輸出被輸入到上變頻器級20。上變頻器級20包括混頻器14，其將音調(diào)對與來自本地振蕩器16的頻率混合。來自混頻器14的輸出被輸入到鏡像抑制濾波器18,其輸出被輸入到輸出放大器19。來自輸出放大器19的輸出是期望的RF輸出信號。
[0014]耦合到輸出放大器19的輸出的還有簡易校準(zhǔn)二極管22，其充當(dāng)平方律二極管檢波器。來自二極管22的輸出被輸入到模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器(ADC) 24，以提供數(shù)字化采樣。數(shù)字化采樣然后被輸入到數(shù)字信號處理器(DSP) 26，其計算校正濾波器12的期望濾波器系數(shù)，以為RF輸出信號提供振幅平坦性和相位線性。
[0015]針對音調(diào)對描述來自基帶發(fā)生器10的輸出的等式為:
[0016]Vbb = M(coscomlt+coscom2t),其中 ω ml= ω m-Λ ω 并且 ω m2= ω m+Δ ω。
[0017]上變頻器級20中的抑制濾波器18移除了差頻率，保留了和頻率。通常，存在由任何基帶濾波引起的頻率響應(yīng)，以及由混頻器14和鏡像抑制濾波器18引起的RF響應(yīng)。RF輸出可以被表不為:
[0018]Vout-M { [Gbb ( ω ml) Guc ( ω ml? ω c) ] cos ( ω c+ω ml) t+[Gbb ( ω m2) Guc ( ω m2, ω c)]cosbc+cojt}
[0019]其中GBB(com)表不混頻器14之如的基帶發(fā)生器10的基帶響應(yīng)，并且Guc (com, ω c)表示包括混頻器14的RF部件的響應(yīng)。表達(dá)式Gue(com，ω。)中的兩個變量指示頻率響應(yīng)是中心頻率ω。和與中心頻率的偏移COni這兩者的函數(shù)。
[0020]連接到RF輸出的平方律二極管檢波器22產(chǎn)生:
[0021]VDet (com，ω c) -KDetM { [Gbb ( ω ml) Guc ( ω ml，ω c) ] cos ( ω c+ ω ml) t+ [Gbb ( ω m2) Guc ( ω m2?oc)]cos(coc+com2)t}2
【權(quán)利要求】
1.一種校準(zhǔn)即信號源的方法，即源屬于如下類型，即具有串聯(lián)耦合的基帶信號發(fā)生器、校正濾波器和上變頻器，用于即信號輸出的振幅平坦性和相位線性，該方法包括如下步驟: 從基帶信號發(fā)生器生成多個相等振幅頻率音調(diào)，其具有指定的平均頻率和指定的音調(diào)間頻率間隔，使得相等振幅頻率首調(diào)關(guān)于彼此是非調(diào)和的； 根據(jù)即輸出信號，針對指定的平均頻率計算幅度和群延遲； 針對指定的頻率間隔，計算相位響應(yīng)； 跨越指定的頻率帶寬對來自基帶信號發(fā)生器的指定的平均頻率步進(jìn)，并且在每個指定的平均頻率處重復(fù)生成和計算步幅；以及 根據(jù)幅度和相位響應(yīng)來計算校正濾波器的濾波器系數(shù)，使得即信號輸出跨越指定的頻率帶寬具有振幅平坦性和相位線性。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中多個相等振幅頻率音調(diào)包括一對相等振幅頻率音調(diào)，其具有指定的頻率間隔。
3.一種針對即源的振幅平坦性和相位線性積分校準(zhǔn)器，該即源屬于如下類型，即具有串聯(lián)耦合的基帶信號發(fā)生器、校正濾波器以及上變頻器以產(chǎn)生輸出即信號，該校準(zhǔn)器包括: 平方律二極管檢波器，其被耦合成從上變頻器接收輸出即信號以產(chǎn)生所檢測的輸出信號；以及 用于處理所檢測的輸出信號以產(chǎn)生校正濾波器的校準(zhǔn)系數(shù)的裝置。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的積分校準(zhǔn)器，其中基帶發(fā)生器提供多個相等振幅頻率音調(diào)的校準(zhǔn)，所述多個相等振幅頻率音調(diào)具有指定的平均頻率和指定的音調(diào)間頻率間隔，使得相等振幅頻率音調(diào)關(guān)于彼此是非調(diào)和的，所述音調(diào)被輸入到校正濾波器。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的積分校準(zhǔn)器，其中基帶發(fā)生器提供一對相等振幅頻率音調(diào)的校準(zhǔn)，所述一對相等振幅頻率音調(diào)具有指定的頻率間隔，所述音調(diào)被輸入到校正濾波器。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的積分校準(zhǔn)器，其中處理裝置包括: 用于將所檢測的輸出信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字采樣的裝置；以及 處理器，其具有數(shù)字采樣作為輸入，以便根據(jù)數(shù)字采樣來計算針對指定的平均頻率的幅度和群延遲、以及針對指定的頻率間隔的相位響應(yīng)，根據(jù)其來計算校準(zhǔn)系數(shù)，使得即信號輸出跨越通過音調(diào)表示的頻率帶寬具有振幅平坦性和相位線性。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的積分校準(zhǔn)器，其中基帶信號發(fā)生器跨越針對即源的期望的即頻率帶寬對指定的平均頻率步進(jìn)，使得處理器在每個步幅處提供校正濾波器的校準(zhǔn)系數(shù)，使得即信號輸出跨越該期望的即頻率帶寬具有振幅平坦性和相位線性。
【文檔編號】H04L25/03GK103841063SQ201310757200
【公開日】2014年6月4日 申請日期:2013年11月19日 優(yōu)先權(quán)日:2012年11月20日
【發(fā)明者】M·K·達(dá)西爾瓦 申請人:特克特朗尼克公司