测量混频器

• 概述

• 步骤

概述

使用频偏功能可以测量频率转换设备（如混频器）。

步骤

1. 设置频偏

使用频偏功能，可以对各个端口频率不同的设备执行测量（如混频器测量）。为每个端口设置的频率可以应用于激励端口或接收机端口。

•  可以单独为每个通道设置频偏。

在每个端口设置频率的步骤

在端口 n（n 表示任意端口号）上设置的频率应按以下公式所示对基频设置的乘数 (Mn)、除数 (Dn) 和偏移量 (On) 进行计算。

<端口 (n) 频率> = <基频> × Mn / Dn + On

• 基频是通过激励区上的“Start”（开始）和“Stop”（结束）键设置的一个频段。

按照以下步骤设置每个端口的频率。

1. 按“Channel Next”（下一通道）/“Channel Prev”（上一通道）键以启动要设置频偏的通道。

2. 按“Sweep Setup”（扫描设置）键，然后单击“Frequency Offset”（频偏）以显示“Frequency Offset”（频偏）菜单。

3. 单击“Port n”（端口 n），其中 n 表示任意端口号，以显示“Port n”（端口 n）菜单。

4. 通过使用以下功能键设置端口 n 的频率：
    

   功能键	功能
   Multiplier（乘数）	为基频设置乘数
   Divisor（除数）	为基频设置除数
   Offset（偏移量）	为基频设置偏置频率
   Start（开始）	为端口 n 的扫描范围设置开始频率
   Stop（结束）	为端口 n 的扫描范围设置结束频率

• 您可以使用“Multiplier”（乘数）/“Divisor”（除数）/“Offset”（偏移量）键和“Start”（开始）/“Stop”（结束）键设置每个端口的频率。通常推荐使用“Multiplier”（乘数）/“Divisor”（除数）/“Offset”（偏移量）键。这样，即使更改了基频的设置范围，也会自动保留偏置值，因为各个端口之间的频率关系已定义为一个公式。使用“Start”（开始）/“Stop”（结束）键将设置 M 和 O，它们可分别由指定的频率和正常的频率确定，同时会保留预置 D。

启用频偏功能的步骤

按照以下步骤可以启用频偏功能。

1. 按“Channel Next”（下一通道）/“Channel Prev”（上一通道）键以启动要设置频偏的通道。

2. 按“Sweep Setup”（扫描设置）键，然后单击“Frequency Offset”（频偏）以显示“Frequency Offset”（频偏）菜单。

3. 单击“Frequency Offset”（频偏）以启用频偏功能（“ON”（打开））。

4. 启用频偏功能后，将在屏幕的下方为每条被测迹线显示在各个端口处设置的频率。
   
   

“ON”（打开）频偏功能时，请注意以下事项：

• 如果选择的“Sweep Mode”（扫描方式）为“Swept”（扫掠式），则将更改为“Stepped”（步进式）。

• 测量值的相位信息将变得没有意义。因此，使用“Format”（格式）键指定的“Phase”（相位）、“Group Delay”（群时延）、“Smith”（史密斯圆图）、“Polar, Real”（极坐标、实数）、“Imaginary”（虚数）、“Expand Phase”（扩展相位）或“Positive Phase”（正相位）也没有实际意义。另外，将不能正确操作“Analysis”（分析）键上“Conversion”（转换）菜单中的任何其他必须使用相位信息才能进行计算的功能，包括参数转换功能。

• “Fixture Simulator”（夹具仿真器）和“Time Domain”（时域）（“Transform”（变换）、“Gating”（门控））将更改为“OFF”（关闭）。

• 如果被测频率超过可测范围（300 kHz 到 3 GHz，或 8.5 GHz），则测量期间将出现错误。

• 将会增加测量期间的扫描次数。例如，在正常的频率扫描时，可以使用两次扫描测量 2 端口设置的 S 参数；但是，当频偏功能为“ON”（打开）时，则需要四次扫描。无论端口是否具有相同的频率设置，此规则都适用。

2. 设置外部信号源

E5071C 允许您控制连接到 USB/GPIB 接口的外部信号源。

有关控制外部信号源的准备

要从 E5071C 控制外部信号源，则必须通过 USB/GPIB 接口连接其 USB 端口和外部信号源的 GPIB 连接器。然后，必须在 E5071C 上指定 GPIB 地址和外部信号源的类型。

• 必须提前设置 USB/GPIB 接口。有关更多信息，请参见设置 GPIB。

• 要使用外部信号源，建议您使用 BNC 电缆连接 E5071C 的内部参考信号输出连接器和外部信号源的外部参考信号输入连接器。这可以确保稳定的测量，因为外部信号源的相位锁定在 E5071C 的频率参考信号上。

设置外部信号源 GPIB 地址的步骤

按照以下步骤设置外部信号源的 GPIB 地址。

1. 按“System”（系统）键。

2. 单击“Misc Setup”（其他设置）>“GPIB Setup”（GPIB 设置）>“Signal Generator Address”（信号发生器地址）>“Address”（地址）。

键入要使用的外部信号源的 GPIB 地址。

选择外部信号源的步骤

E5071C 可以使用如下所示的外部信号源。

• 对于类型 1，可以使用用户定义的命令控制外部信号源。可以定义以下四种命令：预置、打开 RF 输出、设置频率和设置功率。频率和功率电平设置都需要定义。

• 下表示出了出厂状态定义。

按照以下步骤选择外部信号源。

1. 按“System”（系统）键。

2. 单击“Misc Setup”（其他设置）>“GPIB Setup”（GPIB 设置）>“Signal Generator Address”（信号发生器地址）。

3. 选择要使用的外部信号源。

4. 设置外部信号源的频率和功率之后，可以使用“Switching Time”（转换时间）设置等待时间（单位：ms）。

设置外部信号源频率的步骤

为外部信号源设置的频率应按如下公式所示对基频设置的乘数 (MLO)、除数 (DLO) 和偏移量 (OLO) 进行计算：

<LO 频率> = <基频> × MLO / DLO + OLO

•  基频是通过激励区上的“Start”（开始）和“Stop”（结束）键设置的一个频段。

按照以下步骤设置外部信号源频率。

1. 按“Sweep Setup”（扫描设置）键，然后单击“Frequency Offset”（频偏）以显示“Frequency Offset”（频偏）菜单。

2. 单击“External Source”（外部信号源）>“Power”（功率）。

3. 通过使用功能键设置外部信号源的频率:

4. 可以使用“Multiplier”（乘数）/“Divisor”（除数）/“Offset”（偏移量）键和“Start”（开始）/“Stop”（结束）键设置外部信号源频率。通常推荐使用“Multiplier”（乘数）/“Divisor”（除数）/“Offset”（偏移量）键。这样，即使更改了基频的设置范围，也会自动保留偏置值，因为外部信号源的频率已定义为一个公式。使用“Start”（开始）/“Stop”（结束）键将设置 M 和 O，它们分别由指定的频率和正常的频率确定，同时会保留预置 D。

设置外部信号源功率电平的步骤

按照以下步骤设置外部信号源功率电平。

1. 按“Sweep Setup”（扫描设置）键，然后单击“Frequency Offset”（频偏）以显示“Frequency Offset”（频偏）菜单。

2. 单击“External Source”（外部信号源）>“Power”（功率）。

3. 设置功率电平。

4. 混频器的变频损耗和反射系数显著地受外部信号源（LO 信号）功率电平的变化影响。使用“External Source”（外部信号源）菜单中的“Slope”（斜率），可以在更改外部信号源频率时，对可能发生的功率电平的变化设置校正（单位：dB/GHz）。

控制外部信号源的步骤

按照以下步骤控制外部信号源。

1. 按“Sweep Setup”（扫描设置）键，然后单击“Frequency Offset”（频偏）以显示“Frequency Offset”（频偏）菜单。

2. 单击“External Source”（外部信号源）以显示“External Source”（外部信号源）菜单。

3. 单击“LO Frequency”（LO 频率）以将其设置为“ON”（打开）。将显示外部信号源 (LO) 的频率设置。

4. 单击“Control”（控制）以将外部信号源控制设置为“ON”（打开），这使您可以将频率等设置值发送至外部信号源并启动控制。如果外部信号源已设置为“ON”（打开），屏幕上将会显示“(Ctrl)”，如下所示。
   
   

5. 如果外部信号源控制失败，可能是 GPIB 设置错误。请参见设置 GPIB。

3. 更改频率数据

频偏功能可以将每条迹线的频率数据更改为任意所需频率。

更改频率数据的步骤

1. 按“Channel Next”（下一通道）/“Channel Prev”（上一通道）键和“Trace Next”（下一迹线）/“Trace prev”（上一迹线）键以启动要更改其频率的迹线。

2. 按“Sweep Setup”（扫描设置）键，然后单击“Frequency Offset”（频偏）以显示“Frequency Offset”（频偏）菜单。

3. 使用“X-Axis”（X 轴）键设置频率数据。

4. 基频是通过激励区中“Start”（开始）和“Stop”（结束）键设置的频段。

5. 如果更改频率数据，将会影响到所有的测量值，如标记的读取值、变频参数和时域转换。

4. 执行混频器校准

E5071C 提供了用于测量频率转换设备的矢量混频器校准功能和标量校准功能。

有关混频器校准的详细信息，请参见矢量混频器校准和标量混频器校准。

5. 测量变频损耗

变频损耗是混频器的一个典型测量参数。如下所示，变频损耗表示输入频率转换为其他频率的有效程度。此外，还可以将变频损耗定义为在给定 LO 信号电平情况下输出频率功率与输入频率功率之比。以下描述基于使用矢量混频器校准测量变频损耗的示例。

• 必须提前执行矢量混频器校准。有关矢量混频器校准的详细信息，请参见矢量混频器校准。
  
  

连接被测混频器

如下所示，将校准混频器与 IF 滤波器、被测混频器以及外部信号源相连。

•  如果同一电平中包含两个或多个频谱成分，则必需使用滤波器防止不必要的频谱成分进入接收机端口；这样可以防止总幅度达到损坏电平 6.3 Vp-p。

设置测量参数的步骤

按照以下步骤设置测量参数。在这种情况下，将测量变频损耗 (S12) 中的每一个参数（幅度、相位和群时延）。

1. 按“Channel Next”（下一通道）/“Channel Prev”（上一通道）键激活要测量的通道。

2. 按“Display”（显示）键，将“Num of Traces”（迹线号）设置为 3。

3. 单击“Allocate Traces”（分配迹线），选择“Graph Layout”（图形布局）()。

4. 按“Meas”（测量），将测量参数设置为“S12”。

5. 按“Format”（格式），将“LogMag”（对数幅度）（幅度）设置为“Trace 1”（迹线 1）。

6. 按“Trace Next”（下一迹线）键，选择“Trace 2”（迹线 2）。

7. 按“Meas”（测量），将测量参数设置为“S12”。

8. 按“Format”（格式），将“Phase”（相位）设置为“Trace 2”（迹线 2）。

9. 按“Trace Next”（下一迹线）键，选择“Trace 3”（迹线 3）。

10. 按“Meas”（测量）键，将测量参数设置为“S12”。

11. 按“Format”（格式）键，将“Group Delay”（群延迟）设置为“Trace 3”（迹线 3）。

12. 按“Scale”（刻度）键，以使用“Auto Scale All”（全部自动定标）将迹线刻度优化。

根据需要，将频率数据更改为所需的频率。有关更改频率数据的详细信息，请参见更改频率数据的步骤。

• 有关绝对测量的其他信息，请参见 Agilent application note 1463-6 Accurate Mixer Measurements Using the Frequency-Offset Mode, 5989-1420EN（Agilent 应用指南 1463-6 使用频偏模式精确测量混频器 5989-1420EN）（需要有 Internet 连接才能打开）。