扩展RF/微波测量的频率范围

虚拟仪器和合成仪器,是近年来业内人士经常谈论的热门话题。与传统的机柜式产品相比,采用模块化方案,其更新和重构系统的成本更低廉。VXI和PXI是常用的两种标准,相比之下,PXI的体积更小、重量更轻、总线更快,因而使用也更广泛。

然而,习惯于常规仪器的行家里手会质疑,RF和微波仪器产品能否在PXI中实现。数字信号十分合适,低功率设备也不成问题。甚至数字示波器和任意波形发生器一类仪表也可以做成PXI格式,但RF和微波测试装置却不行。

图1 典型的单级下变频器方框图

图2 典型的单级上变频器方框图

对小型、经济实用和可重构的RF与微波测量系统和发生器系统的需求一直保持着强劲的势头,唯一的出路是另辟蹊径。变频不失为一种简便、有效的技术。例如,将RF信号下变频至较低的频率,比如20MHz~30MHz,就可以用数字化仪来处理。一旦信号转换成数字格式,从数据中提取信息,诸如频率、功率、调制和谐波成分则相对地容易。采用相反的过程能提供系统的信号发生器功能。低频信号送入上变频器,最终输出一个感兴趣频带的有用频率,调制可以通过任意波形发生器提供,也可以用软件创建。

当前的系统水平

当前的PXI RF分析系统的频率上限为2.7GHz或3GHz,辅以相应的软件可提供下列测试功能:

频谱分析

功率测量(峰值和平均值)

邻道功率测量

调制分析

占用频带

频率响应

具有上述测量功能系统的典型成本约为15000美元.一台频谱分析仪的价格也大体如此.尽管PXI RF分析仪不一定具备同类单台产品的全部性能指标,但它确实能以较低成本提供欲完成任务的足够性能。在大多数场合,RF分析仪用于生产环境,在这种环境中,工作速度和使用方便性比最高性能更重要。不仅如此,对准确测量应用,其软件包是可以用户定制的。