脈沖S參數(shù)測量中的跟蹤技術

圖 6中的晶體濾波器是用來在脈沖到達下游放大器和數(shù)字化處理器之前去除不需要的脈沖頻譜和附加的噪聲。需要注意的是，去除這些脈沖頻譜分量會降低峰值包絡響應，因此可以防止下游部件產(chǎn)生壓縮并減少系統(tǒng)噪聲。在以前的硬件選通實現(xiàn)方法中，選通開關之后電路部件的噪聲系數(shù)與選通開關之前電路部件的噪聲系數(shù)相比沒有好多少，因此選通之后，并不會造成數(shù)字化噪聲功率的下降。這樣的處理方式實際上不會對噪聲功率進行選通(噪聲功率不會隨選通改變)，因此會使測量動態(tài)范圍以 20log(占空比)的關系改變。

在 ADC之后，使用頻譜歸零匹配濾波器對數(shù)字化數(shù)據(jù)進行濾波，濾掉除所需射頻載波之外的全部殘留脈沖頻譜。

窄帶檢波模式是一種異步脈沖測量方式，數(shù)字化處理器連續(xù)地對信號進行測量信號而分析儀處理全部數(shù)字化信息。這意味著即使斷開選通開關，仍舊可以采樣和處理數(shù)據(jù)(圖 7)。在 IF選通開關斷開狀態(tài)下，任何隔離度和噪聲的殘留量都是不受歡迎的，因為只有在選通開關接通時所見到的信號才真正我們所關心的。在理想條件下，完美的選通開關在斷開狀態(tài)下應不會有任何信號或噪聲，以避免把過多噪聲轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號，否則將會增加測量噪聲并降低測量結果的精度。

圖 7

因為數(shù)字化處理器總是在窄帶檢波模型中進行采樣，因此可以捕獲來自斷開狀態(tài)的選通開關的信號和噪聲。

去除選通開關處于斷開狀態(tài)時存在的這些不受歡迎的殘余量的方法之一是使用軟件選通(圖 8)。將脈沖發(fā)生器與矢量網(wǎng)絡分析儀集成在一起的好處是可以精確地知道脈沖發(fā)生器的定時信息，因此選通開關接通和斷開的定時信息也可以精確地知道。一旦數(shù)據(jù)已經(jīng)被數(shù)字化，那么可以在對應選通開關接通和斷開時的數(shù)字數(shù)據(jù)上有效地放置時間戳。這樣就可以知道哪部分數(shù)字數(shù)據(jù)對應選通開關的接通狀態(tài)，哪部分數(shù)字數(shù)據(jù)對應選通開關的斷開狀態(tài)。由于只有選通開關斷開狀態(tài)下的殘余噪聲會降低測量精度，所以可將該數(shù)字數(shù)據(jù)特意地設置為零，使其成為既無噪聲又無信號的理想成分。這樣，由于 SNR的噪聲分量已經(jīng)顯著減少了，測量靈敏度就大大地得到了提高。

圖 8

可使用軟件選通移除選通開關斷開狀態(tài)下不需要的信號和噪聲剩余。

增強型硬件和軟件選通方法的實現(xiàn)和以前矢量網(wǎng)絡分析儀的窄帶檢波技術相比測試靈敏度顯著地得到了提高。圖 9顯示的是使用不同脈沖檢波技術所帶來的動態(tài)范圍的改善。這是一個難度極高的測量實例，占空比非常低(0.001%)且脈沖寬度十分窄。PNA-X的硬件改進和軟件改進實現(xiàn)了完美的優(yōu)點互補，因為硬件選通可以減少在接收機選通之前接收機上游鏈路中噪聲過多的電路上的噪聲，而軟件選通算法則可以消除選通開關斷開狀態(tài)下的噪聲，從而進一步降低噪聲。這些技術的進步導致了脈沖測試靈敏度的極大提高，從而也大大地改善了測試結果的精度。

圖 9

在此例中，對于低(0.001%)占空比脈沖信號，不同的脈沖檢波技術具有不同水平的動態(tài)范圍性能。

硬件的集成和測量算法的改進極大地提高了使用現(xiàn)代化矢量網(wǎng)絡分析儀—Agilent PNA-X系列進行脈沖S參數(shù)測量的靈敏度和精度。寬帶和窄帶檢波模式為精確測量被測件的脈沖S參數(shù)提供了靈活的測量方案。與以前的窄帶檢波技術相比，這些先進特性可以極大增加動態(tài)范圍。PNA-X系列網(wǎng)絡分析儀需配置選件 021、 022、025和H08，以執(zhí)行脈沖S參數(shù)測量。