脈沖S參數(shù)測(cè)量中的跟蹤技術(shù)的改進(jìn)(08-100)

　　圖 6

　　PNA-X通過多種新技術(shù)(包括在 IF路徑中使用選通開關(guān)提高時(shí)間分辨率)將脈沖靈敏度降低程度減少到最小。

　　因?yàn)檎麄€(gè) IF路徑的噪聲系數(shù)經(jīng)常是由接收機(jī)上游的前幾級(jí)決定的，所以可以在來自接收機(jī)上游的信號(hào)(和噪聲)到達(dá) IF選通之前先給它們提供盡可能多的增益來改善信噪比(信號(hào)大小的選擇要恰當(dāng)，要使選通開關(guān)不會(huì)工作在壓縮區(qū)域，這樣峰值脈沖包絡(luò)的能量可以相對(duì)不受影響地通過選通開關(guān))，然后使用選通開關(guān)進(jìn)行時(shí)間鑒別(時(shí)間分辨率)。由于占空比的變化是和選通開關(guān)的重復(fù)頻率和選通寬度相關(guān)連的(因?yàn)檫x通開關(guān)的定時(shí)信號(hào)就是來自于脈沖發(fā)生器中確定脈沖周期、脈沖寬度和脈沖延遲的一個(gè)輸出通道，如圖 2b所示)，當(dāng)噪聲功率(以 dB為單位)按照 10log(占空比)的關(guān)系降低時(shí)，脈沖頻譜中心頻率分量的功率(以 dB為單位)會(huì)按照 20log(占空比)的關(guān)系降低(圖 6)?？傮w結(jié)果就是測(cè)量動(dòng)態(tài)范圍以接近于 10log(占空比)的關(guān)系降低，而不像 PNA-X的上一代矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀那樣以 20log(占空比)的關(guān)系降低。

　　圖 6中的晶體濾波器是用來在脈沖到達(dá)下游放大器和數(shù)字化處理器之前去除不需要的脈沖頻譜和附加的噪聲。需要注意的是，去除這些脈沖頻譜分量會(huì)降低峰值包絡(luò)響應(yīng)，因此可以防止下游部件產(chǎn)生壓縮并減少系統(tǒng)噪聲。在以前的硬件選通實(shí)現(xiàn)方法中，選通開關(guān)之后電路部件的噪聲系數(shù)與選通開關(guān)之前電路部件的噪聲系數(shù)相比沒有好多少，因此選通之后，并不會(huì)造成數(shù)字化噪聲功率的下降。這樣的處理方式實(shí)際上不會(huì)對(duì)噪聲功率進(jìn)行選通(噪聲功率不會(huì)隨選通改變)，因此會(huì)使測(cè)量動(dòng)態(tài)范圍以 20log(占空比)的關(guān)系改變。

　　在 ADC之后，使用頻譜歸零匹配濾波器對(duì)數(shù)字化數(shù)據(jù)進(jìn)行濾波，濾掉除所需射頻載波之外的全部殘留脈沖頻譜。

　　窄帶檢波模式是一種異步脈沖測(cè)量方式，數(shù)字化處理器連續(xù)地對(duì)信號(hào)進(jìn)行測(cè)量信號(hào)而分析儀處理全部數(shù)字化信息。這意味著即使斷開選通開關(guān)，仍舊可以采樣和處理數(shù)據(jù)(圖 7)。在 IF選通開關(guān)斷開狀態(tài)下，任何隔離度和噪聲的殘留量都是不受歡迎的，因?yàn)橹挥性谶x通開關(guān)接通時(shí)所見到的信號(hào)才真正我們所關(guān)心的。在理想條件下，完美的選通開關(guān)在斷開狀態(tài)下應(yīng)不會(huì)有任何信號(hào)或噪聲，以避免把過多噪聲轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)，否則將會(huì)增加測(cè)量噪聲并降低測(cè)量結(jié)果的精度。

　　圖 7

　　因?yàn)閿?shù)字化處理器總是在窄帶檢波模型中進(jìn)行采樣，因此可以捕獲來自斷開狀態(tài)的選通開關(guān)的信號(hào)和噪聲。