混频器需要管控三路不同频率的信号,因此在测试时必须格外严谨细致。对混频器的所有测试,均统一采用50Ω宽带测试系统。
一、变频损耗测试
针对变频损耗测试,如下图所示,混频器的三个端口都需要接固定衰减器,目的是让混频器在工作频率和主要谐波频率下,都看到标准的50Ω阻抗。在中频(IF)功率测量时,功率计前必须加一个低通滤波器,用来滤除目标中频以外的所有杂散信号。比如,本振(LO)泄漏信号会被低通滤掉,不会进入功率计,因此不会影响变频损耗的测量结果。如果用频谱仪代替功率计,就可以不用加这个低通滤波器。
二、隔离度测试
在测试LO-RF和LO-IF隔离度时,需要在信号源和混频器之间加一个衰减器(如下图所示),目的是保证混频器端口看到的是标准50Ω阻抗。另外,测试RF端口功率时,IF端口必须接50Ω匹配负载;反过来测试IF端口功率时,RF端口也必须接50Ω负载。
测试RF-to-IF隔离度时,需要给混频器加上正常的LO驱动功率和线性工作范围内的RF信号功率,同时用频谱仪代替RF电压表进行测量。这种方法能保证测量结果的准确性:可以从频谱中清晰分辨出被测基波信号功率,不受其他杂散分量干扰。对于宽带应用,还能同时评估谐波分量的影响;对于窄带应用,则只需关注基波分量即可。
三、驻波比(VSWR)测试
混频器的VSWR测试,必须在与实际工作一致的动态条件下进行(见下图所示),下面分步拆解。
1、RF端口VSWR测试步骤
给LO端口加上正常本振信号,空闲的IF端口接50Ω匹配负载。RF信号源输出对应混频器线性工作区的功率。
校零(获取参考值):先把混频器从定向耦合器上断开,此时所有RF功率都会被反射回来,频谱仪上得到的就是全反射的参考电平。比如用20dB定向耦合器,参考电平就会比RF输入功率低20dB。
接回混频器,用频谱仪选通RF输入频率,读取混频器反射回来的功率,再和参考电平对比,就能算出VSWR值。
2、IF端口VSWR测试
方法与RF端口类似,区别在于:此时RF端口需要接50Ω匹配负载,其余步骤不变。
3、LO端口VSWR测试
按规定给LO端口加本振功率(比如示例中的+7dBm),通过定向耦合器注入;同时RF和IF两个端口都接50Ω负载(上图中未画出这一步)。
四、双音三阶交调测试
双音三阶交调失真,是指两路不同频率的信号同时输入混频器的RF端口时,与混频器的变频损耗非线性特性相互作用,产生新的交调分量(三阶产物)的现象,测试原理见下图所示。
测试时,两路RF信号源必须满足两个关键要求:信号源自身的隔离度要高(防止信号源之间互相串扰,引入额外的杂散分量);信号源的谐波分量要低(避免谐波与基波混叠,影响交调产物的测量精度)。
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