一種用于梳狀譜發(fā)生器相位譜校準(zhǔn)的裝置及方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及相位譜校準(zhǔn)技術(shù)。更具體地，涉及一種梳狀譜發(fā)生器相位譜校準(zhǔn)的裝置和方法。
【背景技術(shù)】
[0002]梳狀譜發(fā)生器作為諧波相位標(biāo)準(zhǔn)，已廣泛的應(yīng)用于非線性矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀相位校準(zhǔn)、非線性器件特性表征等領(lǐng)域之中。目前，梳狀譜發(fā)生器相位譜校準(zhǔn)工作在國內(nèi)尚處于探索階段，常用的校準(zhǔn)設(shè)備是取樣示波器。梳狀譜發(fā)生器校準(zhǔn)工作主要難點(diǎn)有兩個(gè):一是取樣示波器數(shù)據(jù)采集窗口選取不同的時(shí)間延時(shí)，對應(yīng)的梳狀譜發(fā)生器相位譜并不相同，這是因?yàn)樾盘栐跁r(shí)域上平移，等效于頻域上相位譜加上一個(gè)線性的增量，使得對同一個(gè)梳狀譜發(fā)生器進(jìn)行測量，得到的相位譜并不相同；二是取樣示波器的時(shí)基失真會對梳狀譜發(fā)生器時(shí)域波形的準(zhǔn)確測量產(chǎn)生影響，進(jìn)而影響相位譜的準(zhǔn)確校準(zhǔn)。本發(fā)明為解決以上問題，研宄了一種用于梳狀譜發(fā)生器相位譜準(zhǔn)確校準(zhǔn)的裝置和方法。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的一個(gè)目的在于提供一種梳狀譜發(fā)生器相位譜校準(zhǔn)的裝置，該裝置解決梳狀譜發(fā)生器相位譜的校準(zhǔn)問題，同時(shí)解決了梳狀譜發(fā)生器相位校準(zhǔn)過程中時(shí)基失真對校準(zhǔn)結(jié)果影響的問題，并對取樣示波器數(shù)據(jù)采集窗口選取不同時(shí)間延遲以及使用不同測量系統(tǒng)時(shí)，所得梳狀譜發(fā)生器相位譜進(jìn)行處理，得到一致的可對比的校準(zhǔn)結(jié)果。
[0004]為達(dá)到上述目的，本發(fā)明采用下述技術(shù)方案:
[0005]一種用于梳狀譜發(fā)生器相位譜校準(zhǔn)的裝置，該裝置包括，
[0006]第一微波信號輸入端；
[0007]第二微波信號輸入端；
[0008]正交耦合器，基于第一微波信號產(chǎn)生兩路相位差為90°的正弦信號；
[0009]功分器，將第二微波信號分為第一路信號和第二路信號；
[0010]驅(qū)動信號輸出端，為被校準(zhǔn)梳狀譜發(fā)生器提供驅(qū)動信號；
[0011]時(shí)域波形輸入端，輸入被校準(zhǔn)梳狀譜發(fā)生器基于所述驅(qū)動信號產(chǎn)生的時(shí)域波形；
[0012]取樣示波器，在所述第二路信號的觸發(fā)下，采集基于所述兩路相位差為90°的正弦信號產(chǎn)生的計(jì)算時(shí)基失真所需的數(shù)據(jù)和被梳狀譜發(fā)生器產(chǎn)生的時(shí)域波形，該時(shí)基失真所需的數(shù)據(jù)包括相位、頻率、信號帶寬等相關(guān)數(shù)據(jù)；
[0013]相位校準(zhǔn)單元，基于所述計(jì)算時(shí)基失真所需的數(shù)據(jù)和被校準(zhǔn)梳狀譜發(fā)生器時(shí)域波形，對被校準(zhǔn)梳狀譜發(fā)生器進(jìn)行相位譜校準(zhǔn)。
[0014]優(yōu)選的，所述第一微波信號輸入端和第二微波信號輸入端輸入的第一微波信號和第二微波信號為同步共時(shí)基信號。
[0015]優(yōu)選的，所述取樣示波器包括多個(gè)數(shù)據(jù)通道和觸發(fā)通道；
[0016]所述正交耦合器發(fā)出的兩路信號分別輸入所述取樣示波器的第一通道和第二通道;
[0017]時(shí)域波形輸出端與除第一通道和第二通道之外的其他數(shù)據(jù)通道連接；
[0018]所述功分器輸出的第二路信號輸入所述觸發(fā)通道。
[0019]優(yōu)選的，該裝置進(jìn)一步設(shè)置在正交耦合器和第一微波信號輸入端之間的帶通濾波器。
[0020]優(yōu)選的，所述相位校準(zhǔn)單元包括
[0021]時(shí)基失真修正模塊，用于對由第一通道和第二通道產(chǎn)生的所述計(jì)算時(shí)基失真所需的數(shù)據(jù)進(jìn)行修正，獲得時(shí)基失真修正值；
[0022]補(bǔ)償模塊，將時(shí)基失真修正值與所述被校準(zhǔn)梳狀譜發(fā)生器時(shí)域波形相結(jié)合，獲得修正時(shí)基失真的梳狀譜發(fā)生器時(shí)域波形；
[0023]傅里葉變換模塊，對所述修正時(shí)基失真的梳狀譜發(fā)生器時(shí)域波形進(jìn)行傅里葉變換，獲得被校準(zhǔn)梳狀譜發(fā)生器相位譜；
[0024]相位譜校準(zhǔn)模塊，基于最小二乘估計(jì)對所述被校準(zhǔn)梳狀譜發(fā)生器相位譜進(jìn)行校準(zhǔn)。
[0025]一種用于梳狀譜發(fā)生器相位譜校準(zhǔn)的方法，該方法的步驟包括:
[0026]正交親合器基于第一微波信號產(chǎn)生兩路相位差為90°的正弦信號，并分別輸入取樣示波器的第一通道和第二通道；
[0027]功分器將第二微波信號分為第一路信號和第二路信號；
[0028]被校準(zhǔn)梳狀譜發(fā)生器基于所述第一路信號輸出時(shí)域波形，并輸入至取樣示波器的除第一通道和第二通道之外的其他數(shù)據(jù)通道；
[0029]取樣示波器在所述第二路信號的觸發(fā)下，基于所述兩路相位差為90°的正弦信號產(chǎn)生計(jì)算時(shí)基失真所需的數(shù)據(jù)，并采集被梳狀譜發(fā)生器產(chǎn)生的時(shí)域波形；
[0030]基于所述計(jì)算時(shí)基失真所需的數(shù)據(jù)和被校準(zhǔn)梳狀譜發(fā)生器時(shí)域波形，對被校準(zhǔn)梳狀譜發(fā)生器進(jìn)行相位譜校準(zhǔn)。
[0031]優(yōu)選的，所述對被校準(zhǔn)梳狀譜發(fā)生器進(jìn)行相位校準(zhǔn)的步驟包括
[0032]對由第一通道和第二通道產(chǎn)生的所述計(jì)算時(shí)基失真所需的數(shù)據(jù)進(jìn)行修正，獲得時(shí)基失真修正值；
[0033]將時(shí)基失真修正值與所述被校準(zhǔn)梳狀譜發(fā)生器時(shí)域波形相結(jié)合，獲得修正時(shí)基失真的梳狀譜發(fā)生器時(shí)域波形；
[0034]對所述修正時(shí)基失真的梳狀譜發(fā)生器時(shí)域波形進(jìn)行傅里葉變換，獲得被校準(zhǔn)梳狀譜發(fā)生器相位譜；
[0035]基于最小二乘估計(jì)對所述被校準(zhǔn)梳狀譜發(fā)生器相位譜進(jìn)行校準(zhǔn)。
[0036]優(yōu)選的，所述第一微波信號和第二微波信號為同步共時(shí)基信號。
[0037]優(yōu)選的，該方法的步驟進(jìn)一步包括對所述第一微波信號進(jìn)行帶通濾波處理，濾除干擾頻率。
[0038]本發(fā)明的有益效果如下:
[0039]本發(fā)明裝置可以得到準(zhǔn)確的梳狀譜發(fā)生器相位譜校準(zhǔn)結(jié)果，使不同測量系統(tǒng)、不同測量條件下所得相位譜校準(zhǔn)結(jié)果之間可以直接地進(jìn)行比較。
【附圖說明】
[0040]下面結(jié)合附圖對本發(fā)明的【具體實(shí)施方式】作進(jìn)一步詳細(xì)的說明。
[0041]圖1示出一種用于梳狀譜發(fā)生器相位譜校準(zhǔn)的裝置示意圖。
[0042]圖中，1.第一微波信號源，2.第二微波信號源，3.帶通濾波器，4.功分器，5.正交耦合器，6.梳狀譜發(fā)生器，7.取樣示波器，8.計(jì)算機(jī)，Al.第一微波信號輸入端，A2.第二微波信號輸入端，A3.驅(qū)動信號輸出端，A4.時(shí)域信號輸入端。
【具體實(shí)施方式】
[0043]為了更清楚地說明本發(fā)明，下面結(jié)合優(yōu)選實(shí)施例和附圖對本發(fā)明做進(jìn)一步的說明。附圖中相似的部件以相同的附圖標(biāo)記進(jìn)行表示。本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，下面所具體描述的內(nèi)容是說明性的而非限制性的，不應(yīng)以此限制本發(fā)明的保護(hù)范圍。
[0044]如圖1所示，一種用于梳狀譜發(fā)生器相位譜校準(zhǔn)的裝置，包括第一微波信號源1，第二微波信號源2，帶通濾波器3，功分器4，正交耦合器5，梳狀譜發(fā)生器6，取樣示波器7，計(jì)算機(jī)8，第一微波信號輸入端Al，第二微波信號輸入端A2，驅(qū)動信號輸出端A3，時(shí)域信號輸入端A4 ;第一微波信號源I發(fā)出的第一微波信號經(jīng)第一微波信號輸入端Al輸入至帶通濾波器3的輸入端，帶通濾波器3的信號輸出端通過同軸電纜與正交耦合器5的信號輸入端連接，正交耦合器5的兩路輸出端通過等長的同軸電纜與取樣示波器7的第一通道和第二通道連接；第一微波信號源I的微波信號同步輸出端通過同軸電纜連接至第二微波信號源2的同步輸入端，第二微波信號源2發(fā)出的第二微波信號經(jīng)第二微波信號輸入端A2輸入至功分器4的輸入端，功分器4的第一輸出端輸出的驅(qū)動信號通過驅(qū)動信號輸出端A3輸入至梳狀譜發(fā)生器6，為其提供驅(qū)動信號，梳狀譜發(fā)生器6基于驅(qū)動信號輸出的時(shí)域波形信號通過時(shí)域信號輸入端A4輸入取樣示波器7的除第一通道和第二通道之外的其他數(shù)據(jù)通道；功分器4的第二輸出端通過同軸電纜與取樣示波器7的觸發(fā)端連接；取樣示波器7的信號輸出端與計(jì)算機(jī)8連接，計(jì)算機(jī)8內(nèi)設(shè)有相位校準(zhǔn)單元，相位校準(zhǔn)單元包括時(shí)基失真修正模塊，補(bǔ)償模塊，傅里葉變換模塊和相位譜校準(zhǔn)模塊。
[0045]如圖1所示裝置的工作過程:第一微波信號源I的第一微波信號經(jīng)第一微波信號輸入端Al輸入至帶通濾波器3的輸入端，經(jīng)帶通濾波器3濾除干擾梳狀譜發(fā)生器相位譜校準(zhǔn)結(jié)果的頻率分量后，該第一微波信號由帶通濾波器3的輸出端通過同軸電纜輸入正交耦合器5的輸入端，該微波信號經(jīng)正交親合器5的輸出端輸出為兩路相位差為90°的正弦信號，相位差為90°的兩路正弦信號經(jīng)等長同軸電纜分別輸入取樣示波器7的第一通道輸入端和第二通道輸入端，兩路輸入