信號發(fā)生器基礎知識

作者：時間：2019-08-30 來源：電子產(chǎn)品世界

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在無線通信、軍事通信或雷達應用中，頻譜中充斥著各種干擾，導致面臨著持續(xù)的帶寬壓力。通過信號仿真來對您的器件進行測試至關重要。信號發(fā)生器可以為各種元器件和系統(tǒng)測試提供精確而高度穩(wěn)定的測試信號。

本文引用地址：http://m.butianyuan.cn/article/201908/404324.htm

信號發(fā)生器的優(yōu)化與校準

信號發(fā)生器對測量結果有很大的影響。為了保證測量結果的準確性，有時我們會對信號發(fā)生器進行優(yōu)化。

優(yōu)化信號發(fā)生器可以從四個方面入手：

●提高幅度精度

●優(yōu)化寬帶寬信號的性能

●優(yōu)化切換速度

●優(yōu)化信號發(fā)生器的相位噪聲性能。

在常見的測試設置中，我們會在信號發(fā)生器和被測器件之間使用無源器件和有源器件。這些額外的元器件會給測試系統(tǒng)帶來插入損耗或增益。我們需要考慮上述因素并確保被測器件輸入端具有精確的幅度電平。常用的方法是使用矢量網(wǎng)絡分析儀（VNA）來測量整個信號路徑上的增益或損耗，并將校正值輸入到信號發(fā)生器中。

當在信號發(fā)生器和被測器件之間添加元器件之后，校準面和測試面不在同一端面上。我們必須校正這兩個端面之間的差異。通過用戶平坦度校正，可以對射頻輸出幅度進行數(shù)字調整，補償電纜、開關或其他器件的外部損耗。使用功率計和傳感器來校準測量系統(tǒng)，可以自動創(chuàng)建一個功率電平校正表格。

USB功率傳感器（Keysight U2000系列）可以直接連接是德科技X系列信號發(fā)生器。信號發(fā)生器可用作功率計，在測試面上測量功率。校正值可以保存到信號發(fā)生器的存儲器中。在下一次使用相同的配置時，可以調用并應用校正值。兩個頻率點之間的校正值由插值確定。圖1顯示了使用信號發(fā)生器和USB功率傳感器進行平坦度校正的設置。

圖1 使用USB功率傳感器進行平坦度校正

模塊化測試：多信道射頻系統(tǒng)

無論是在商業(yè)應用中，還是在航空航天和國防應用中，大多數(shù)無線系統(tǒng)都采用多天線技術，包括天線分集、MIMO（多路輸入多路輸出）空間復用、波束賦形或相控陣雷達。無線系統(tǒng)可以通過上述的這些技術來提高接收機的穩(wěn)定度、數(shù)據(jù)吞吐量和信噪比（SNR）。

然而，隨著天線數(shù)量的增加，其測試復雜度也在不斷增加。為解決此問題，工程師需要生成多個射頻信道用于接收機測試，并對發(fā)射機測試用到的多個射頻信道進行分析。

要對多信道器件進行有效測試，必須執(zhí)行高度同步的多信道信號生成和分析。儀器之間的準確觸發(fā)有助于確保所有測量都是在正確的時間精確啟動。為了簡化信道數(shù)量較多時的測試同步，可以考慮采用模塊化的測試系統(tǒng)，將多個儀器精簡成一個多信道測試系統(tǒng)。

模塊化儀器建立在標準儀器的基礎上，如PXI、AXIe和VXI。這些儀器可以通過背板總線共享時鐘和觸發(fā)信號。這使得實現(xiàn)同步更加容易，觸發(fā)事件的可重復性更高，因為測試環(huán)境是可控的，線纜連接更簡單。

例如，PXI觸發(fā)總線由跨越背板連接器的八條觸發(fā)線組成。觸發(fā)線（0-7）分為三個觸發(fā)總線段，插槽編號分別為1-6、7-12和13-18，如圖2所示。每個觸發(fā)線段之間的觸發(fā)路由方向（藍色剪頭）也可以進行配置。

圖2 使用是德科技I/O程序軟件進行的PXI觸發(fā)設置

圖3顯示了兩個PXI機箱，這兩個機箱作為WLAN 802.11ax測試解決方案部署，完全支持8x8MIMO。PXI背板總線將觸發(fā)信號傳輸?shù)侥繕四K，用于8信道信號生產(chǎn)和分析。該系統(tǒng)充分利用了PXI標準的優(yōu)勢，將機箱的插槽到插槽間觸發(fā)時間和時鐘偏移縮短到幾百皮秒。這樣可以實現(xiàn)精確的時序同步，無需對MIMO收發(fā)信機和接收機測試進行調整。