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精确丈量脉冲信号的S参数(二)

频谱归零办法一般在脉冲宽度小于需求数字化和获取一个离散时刻数据点的最小时刻的时分运用。因而,有必要对一个数据点获取捕获多个脉冲。在独自的输入脉冲和剖析仪的时域抽样之间没有严厉的同步…

频谱归零办法一般在脉冲宽度小于需求数字化和获取一个离散时刻数据点的最小时刻的时分运用。因而,有必要对一个数据点获取捕获多个脉冲。在独自的输入脉冲和剖析仪的时域抽样之间没有严厉的同步。脉冲调制信号的频域描绘具有离散PRF单音,这能够经过滤波滤出,剩余的是基调,它载有丈量信息。在剖析仪的下变频进程中,经过滤波去除不期望的噪声和信号重量。一旦信号被数字化,剖析仪运用一个由用户指定中频带宽的数字滤波器。一般,这个数字滤波器用来减小丈量噪声并添加动态规模。对非脉冲调制信号来说数字滤波算法作业得很好,可是当接纳机接纳到一个脉冲调制信号的时分会产生什么呢?

运用窄带检测,运用一个数字矩形滤波器消弱接纳信号中除了调制基调成分以外的全部成分是很有必要的。这需求一个最小阻带频率小于脉冲调制信号PRF的滤波器然后具有最优的阻挠。滤波器过渡斜度需求远离第一个PRF单音(图4,左),这样对不需求的单音具有最大的阻挠。这个滤波器会很难规划由于PRF单音会和基频很近。严厉的矩形滤波器在频域有一些折衷,例如在时域具有额定的颤动。对此,滤波器规划者在频域和时域选用不同的技能取得最佳的功能,一起供给有用的滤波功能。

图4的左边给出用于剖析仪中的一个或许的中频数字滤波器的呼应。它在形状上不是矩形,因而假如不加改动地运用,会在频域引进不需求的成分,然后导致丈量误差。别的,这个数字滤波器在频域具有周期摆放的零点。这些零点的周期与接纳机的采样速率和数字滤波器的结构成正比。运用一个微波PNA,经过调整数字滤波器的零点对准不需求的脉冲调制谱成分有或许滤除不需求的信号重量,只留下基频(图5)。这种滤波技能的一个长处是滤波器的零点十分深,能为脉冲调制谱成分供给很大的阻挠。另一个长处是零点能够和基频很挨近由于零点的过渡区十分峻峭。

图6给出脉冲调制信号和剖析仪离散抽样在时域的代表性图形。由于下变频,抽样器数字化的脉冲丢掉了本来的时域形状,而且当经过窄带接纳机的时分不同的硬件滤波元件加到脉冲上。精确的脉冲调制丈量信息在这个下变频进程中坚持不变。在数字转化器看到的脉冲到脉冲形状由于PRF和扫描频率之间相位联系的不同而改动。一个数据点获取的抽样脉冲数量和中频带宽设置、脉冲周期和脉冲宽度有关。在这个比如中,丈量了一个脉冲周期为100μs、脉冲宽度为1μs的脉冲调制信号。丈量挑选500Hz的中频滤波器,为了在剖析仪上显现一个数据点需求292个抽样,每个距离6μs。在一个数据点的获取时刻中,剖析仪得到17个脉冲,每个数字化的抽样包括从输入脉冲的不同部分而来的数据。

当运用频谱归零作业方式的时分,与占空周期相应的动态规模上会有一个丢失,等于20log(占空周期)。这是由于窄带滤波器阻挠脉冲调制信号中除了基调以外的全部成分。跟着占空比的下降,更多的能量移入旁瓣,在基调中就会有更少的能量。

这能够经过剖析公式2图解阐明,而且注意到频域腔调的下降与脉宽和脉冲重复频率成正比(即,占空周期=脉宽×PRF)。对一些剖析仪来说,这会约束丈量可用性。在这种装备下运用微波PNA的一个首要收益便是能够运用十分窄的脉冲宽度(即,远小于1μs),只需占空周期满足大,然后供给能够承受的丈量动态规模。跟着占空周期的下降,动态规模到达一个点,在这一点丈量成果没有满足的精度。微波PNA优于运用窄带检测,由于它在盯梢噪声和动态规模方面具有比其它网络剖析仪(图7)和频谱归零更杰出的功能。

运用频谱归零技能丈量一个成分需求经过操控DUT偏置或许脉冲调制鼓励的调制。图8给出一个脉冲调制鼓励丈量的硬件装备。门转化(调制器)放在源和接纳机的前面,这儿这些门的时延和宽度能够独立设置。这为剖析仪的内部源供给脉冲并为接纳机供给时刻门然后能够进行点内脉冲和脉冲成型,这些将在下一部分叙述。外部调制器和脉冲产生器首要给出脉冲宽度约束。脉冲产生器有必要有一个锁相环(PLL)参阅(10MHz)输入来确定剖析仪和脉冲产生器到同一个时刻基准。这关于保证滤波器和脉冲调制谱的频域成分在调整PRF成分零点进程中被确定在一起是很重要的。微波PNA需求用选项H08和H11进行装备。选项H11为点内脉冲和脉冲成型供给中频门控硬件。选项H08为在频谱归零形式下装备剖析仪供给运用软件。

作者:Loren Betts

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