一种超外差信号接收分析仪器零频抑制电路及方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及测试技术领域，特别涉及一种超外差信号接收分析仪器零频抑制电路，还涉及一种超外差信号接收分析仪器零频抑制方法。
【背景技术】
[0002]超外差信号接收分析仪器包括上变频电路，在上变频电路中，本振信号工作在扫频模式，并且本振频率从中频频率开始往高频扫描。在射频输入端口不加负载，且当本振信号扫频频率等于中频时，本振信号会因为变频器的本振-中频端口隔离度有限而泄露到中频通路形成零频假信号。而当射频输入端口加上负载时，零频假信号会随之变化，称为负载牵引效应，简称负载牵引。零频假信号的存在限制了超外差信号接收分析仪器的低频测试范围。
[0003]目前用于实现超外差信号接收分析仪器的零频抑制的方法为，先将本振信号通过耦合器抽出，然后对耦合出的本振信号进行移相和幅度调制，再将调制后的本振信号反相耦合到中频输出通路，从而与泄露到中频通路的本振信号反相相消，达到零频抑制的目的。
[0004]现有技术往往忽视了负载牵引效应。现有技术先将射频输入端口不加任何负载，采用幅度和相位调制将零频假信号抑制到足够低。在实际测试时，射频输入端口需要加上负载，此时，零频假信号会因为加上负载而受到恶化。
【发明内容】
[0005]本发明针对现有技术中的负载牵引问题，提出了一种通过补偿负载牵引而有效改善超外差信号接收分析仪器的零频抑制电路及方法。
[0006]本发明的技术方案是这样实现的:
[0007]—种超外差信号接收分析仪器零频抑制电路，将超外差信号接收分析仪器的上变频通路设计成相位相反的双变频通路拓扑结构，将本振泄露信号进行反相相消；在其中一路上变频通路的射频输入端口加待测信号负载，而另一路上变频通路增加幅度和相位调制电路，通过对本振泄露信号进行幅度和相位调制以补偿负载牵引。
[0008]可选地，采用双变频通路拓扑结构，两个变频器完全一样，本振输入信号经过90度功分器分别加到两个变频通路中，两路中频输出信号再经过90度功分器叠加成一路，使本振泄露信号反相相消。
[0009]可选地，将待测信号负载加到其中任一路变频通路的射频输入端口，另一路变频通路的射频输入端口连接参考负载。
[0010]可选地，在连接参考负载的那一路变频通路中增加可控移相器和可控衰减器。
[0011]可选地，所述可控移相器和可控衰减器采用模拟式或数字式集成器件。
[0012]可选地，通过可编程逻辑器件调节可控移相器和可控衰减器的数值以补偿负载牵弓丨，实现零频假信号的抑制。
[0013]本发明还提供了一种超外差信号接收分析仪器零频抑制方法，包括以下步骤:
[0014]首先，采用双变频通路拓扑结构，而且两个变频器完全一样，本振输入信号经过90度功分器分别加到两个变频通路中，两路中频输出信号再经过90度功分器叠加成一路，使本振泄露信号反相相消；
[0015]其次，将待测信号负载加到其中任一路变频通路的射频输入端口，另一路变频通路的射频输入端口连接参考负载；
[0016]再次，在连接参考负载的那一路变频通路中增加可控移相器和可控衰减器；
[0017]最后，通过可编程逻辑器件调节可控移相器和可控衰减器的数值以补偿负载牵弓丨，实现零频假信号的抑制。
[0018]可选地，所述可控移相器和可控衰减器采用模拟式或数字式集成器件。
[0019]本发明的有益效果是:
[0020]通过本发明的电路及方法可以在超外差测试仪器的射频输入端口带负载的情况下对零频假信号进行有效抑制，获得了传统的仅仅通过调幅调相进行零频抑制的方法难以达到的效果。
【附图说明】
[0021]为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0022]图1为上变频通路的变频器拓扑电路结构图；
[0023]图2为本发明的双变频通路拓扑结构图；
[0024]图3为本发明的双变频通路加载原理不意图；
[0025]图4为图3所示电路增加可控移相器和可控衰减器的电路结构图；
[0026]图5为通过可编程逻辑器件调节可控移相器和可控衰减器的电路结构图；
[0027]图6为本发明一个具体实施例的电路结构示意图。
【具体实施方式】
[0028]下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
[0029]本发明提出了一种超外差信号接收分析仪器零频抑制的电路及方法，通过补偿负载牵引而有效改善超外差信号接收分析仪器的零频抑制。本发明采用相位相反的双变频拓扑结构，实现本振泄露信号反相相消，并且通过幅度和相位调制以补偿负载牵引，最终有效抑制零频假信号。
[0030]下面结合附图对本发明的电路及方法进行详细说明。
[0031]零频假信号主要是因为上变频通路的变频器本振-中频端口隔离度有限而产生，为此，变频器往往采用平衡结构，比如典型的二极管双平衡变频器。在二极管双平衡变频器中，本振信号驱动着二极管的导通和关断，当其中一路二极管被导通时，变频器可以用图1所示的拓扑电路结构描述。
[0032]图1中U1?U4为各参考点电压，Uz为二极管两端电压，II?13为各支路电流，NUN2为变压器电压变比，ZLo, ZRF、ZIF分别为本振输入端口、射频输入端口和中频输出端口的负载阻抗。按照基尔霍夫电路理论以及二极管伏安特性可推导出如下关系式:
[0033]U2 = N1XU1 (公式 1)
[0034]U4 = N2XU3 (公式 2)
[0035]U3 = U2-Uz-12XZrf (公式 3)
[0036]12 = IsXeUz/Ut (公式 4)
[0037]公式4是在Uz远大于Ut的条件下得到(本振信号电压往往很大，所以该条件满足)，式中Is为二极管反向饱和电流，Ut为二极管常温时的温度电压当量(Ut?26mV)。将公式1、公式3和公式4分别代入公式2并整理得如下公式:
[0038]U4 = N2XNlXUl-N2XUz-N2XIsXeUz/UtXZRF (公式 5)
[0039]公式5表示本振输入端口电压U1到中频输出端口电压U4的转换关系，同时也表示本振信号到中频输出端口的泄露程度。
[0040]从公式5可知，中频输出端口电压U4不仅与本振输入端口电压U1有关，而且还与射频输入端口负载阻抗ZRF有关，所以要消除零频假信号，一方面要抑制本振信号到中频输出端口的泄露，另一方面要补偿射频输入端口负载阻抗ZRF对零频假信号造成的恶化。
[0041]所以，本发明的设计思路是，一方面，将超外差信号接收分析仪器的上变频通路设计成相位相反的双变频拓扑结构，这样可以将本振泄露信号进行反相