具有相位固定功能的射頻測量裝置的制造方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及電變量測量裝置領域，特別涉及一種具有相位固定功能的射頻測量裝置。
【背景技術】
[0002]在具有掃頻功能的射頻測量裝置中，例如具有掃頻功能的射頻源、掃頻式頻譜分析儀等，在掃頻的過程中都需要有本振信號。以掃頻式頻譜分析儀為例，申請號為201210428656.4的中國發明專利申請公開了一種采用連續三級變頻的方案實現的頻譜分析儀100，請參見圖1，在頻譜分析儀100中，被測射頻輸入信號fRFl依次經過第一衰減器或放大器101、第一濾波器102輸入至第一混頻器103的射頻輸入端；第一本振104產生的第一本振信號fLOl輸入至第一混頻器103，然后與被測射頻輸入信號fRFl混頻后產生第一中頻信號flFl ;第一中頻信號flFl依次經過第一中頻放大器105、第一中頻濾波器106后輸入到第二混頻器107的射頻輸入端；第二本振108產生的第二本振信號fL02輸入至第二混頻器107，然后與第一中頻信號flFl混頻后產生第二中頻信號fIF2 ;第二中頻信號fIF2依次經過第二中頻放大器109、第二中頻濾波器110后輸入到第三混頻器111的射頻輸入端；第三本振112輸出的第三本振信號fL03輸入至第三混頻器111與第二中頻信號fIF2混頻后產生第三中頻信號fIF3 ;第三中頻信號fIF3經過第三中頻放大器113、第三中頻濾波器114后輸入到數字信號處理模塊115進行數據處理后輸出至顯示模塊116進行顯示。
[0003]參照圖2，現有技術的第一本振104、第二本振108、第三本振112可以采用如圖2所示的本振模塊200，本振模塊200包括晶振201、鑒相器202、電荷泵203、可配分頻器204、環路濾波器205、壓控振蕩器206，晶振201連接鑒相器202的一個輸入端，鑒相器202的另一個輸入端連接可配分頻器204的輸出端，鑒相器202的兩個輸出端連接電荷泵203的兩個輸入端，電荷泵203與環路濾波器205、壓控振蕩器206依次串聯連接，壓控振蕩器206的一路輸出作為本振模塊200輸出的本振信號，另一路反饋至可配分頻器204的輸入端。參照圖3，現有技術的第一本振104、第二本振108、第三本振112還可以采用如圖3所示的本振模塊300，隨著模數混合芯片技術的發展，出現了很多將分頻器、鑒相器、電荷泵等模塊集成在一顆模數混合芯片上的解決方案，這為鎖相環設計帶來了便利。本振模塊300就采用了使用模數混合頻率綜合芯片302的設計方案，本振模塊300包括晶振301、模數混合頻率綜合芯片302、環路濾波器303、壓控振蕩器304，晶振301向模數混合頻率綜合芯片302輸出一個鑒相參考時鐘a，頻譜分析儀100的控制器310通過發出一個分頻控制時序信號b，控制模數混合頻率綜合芯片302的分頻比，模數混合頻率綜合芯片302經過環路濾波器303，并依據所述分頻比向壓控振蕩器304提供不同的壓控電壓，壓控振蕩器304依據所述不同的壓控電壓，輸出不同頻率范圍的本振信號c，同時，本振信號c反饋至模數混合頻率綜合芯片302，模數混合頻率綜合芯片302依據鑒相參考時鐘a、所述分頻比及反饋回的本振信號對所述壓控電壓進行調整，經過一系列反饋過程，最終鎖相環穩定鎖相，以輸出合適頻率范圍的本振信號c。
[0004]但由于模數混合頻率綜合芯片302的體積很小，模擬部分和數字部分隔離度不好，數字信號會給模擬信號帶來干擾，導致輸出的本振信號c存在雜散。
【發明內容】
[0005]在研究中發現，分頻器、鑒相器、電荷泵集成在一塊芯片上，形成數模混合頻率綜合芯片302，一旦外圍電路設計完成，只需要控制分頻器的分頻比就能控制本振的輸出頻率。分頻器的分頻比是由控制器310發出的分頻控制時序信號b控制的，分頻控制時序信號b的頻率由模數混合頻率綜合芯片302的接口速度及控制器310的工作時鐘共同確定。鑒相參考時鐘a的頻率由頻譜分析儀100的射頻鏈路的設計確定，現有技術中，不僅因為數字信號會給模擬信號帶來干擾，導致輸出的本振信號c存在雜散信號，鑒相參考時鐘a與控制模塊410的工作時鐘不同源，本振信號c會出現很多雜散信號。使鑒相參考時鐘a與控制器310的工作時鐘同源后，如果分頻控制時序信號b與鑒相參考時鐘a的相位差不固定，仍然不能解決本振信號c中存在雜散信號的問題。
[0006]本發明的目的在于:解決現有技術中本振輸出信號存在雜散信號的技術問題，提供一種具有相位固定功能的射頻測量裝置。
[0007]本發明提供的具有相位固定功能的射頻測量裝置，包括一個用于輸出本振信號的本振模塊，一個控制模塊，所述本振模塊包括一個時鐘產生單元、一個模數混合頻率綜合芯片、一個濾波單兀、一個壓控振蕩器，
[0008]所述時鐘產生單元用于向所述模數混合頻率綜合芯片輸出一個鑒相參考時鐘，
[0009]所述控制模塊通過發出一個分頻控制時序信號，控制所述模數混合頻率綜合芯片的分頻比，所述模數混合頻率綜合芯片依據所述分頻比、所述鑒相參考時鐘以及壓控振蕩器反饋回的本振信號向所述壓控振蕩器提供壓控電壓，
[0010]所述濾波單元，用于濾除所述壓控電壓的高頻噪聲，
[0011]所述壓控振蕩器依據所述壓控電壓，輸出不同頻率范圍的本振信號，
[0012]所述時鐘產生單元還將所述鑒相參考時鐘輸出至所述控制模塊，為所述控制模塊提供工作時鐘，所述控制模塊用于將所述鑒相參考時鐘與所述分頻控制時序信號進行相位固定。
[0013]由于所述鑒相參考時鐘會對所述分頻控制時序信號產生干擾，在所述分頻控制時序信號的諧波處存在雜散能量分布，而且由于二者不固定的相位關系使能量在各諧波處比較分散。通過控制模塊將所述鑒相參考時鐘與所述分頻控制時序信號進行相位固定，使雜散能量集中在濾波單元帶外某些諧波頻率處，就可以由濾波單元濾除，從而減少了本振信號的雜散信號。
[0014]另一方面，分頻控制時序信號在高低電平翻轉的過程中會對鑒相參考時鐘造成干擾，產生干擾信號，若分頻控制時序信號與鑒相參考時鐘不同時翻轉，則分頻控制時序信號的干擾信號會在鑒相參考時鐘處于高低電平時出現，這樣就會影響到模數混合頻率綜合芯片內部鑒相器的輸出，從而影響模數混合頻率綜合芯片內部電荷泵的輸出。采用本發明的技術方案，使分頻控制時序信號的相位與鑒相參考時鐘相位固定后，分頻控制時序信號在翻轉的同時恰逢鑒相參考時鐘信號翻轉，而鑒相參考時鐘幅度要遠大于分頻控制時序信號的干擾信號的幅度，此時要比干擾信號出現在鑒相參考時鐘處于高低電平時對模數混合頻率綜合芯片內部鑒相器的干擾要小得多，從而進一步減小了本振信號的雜散信號。
[0015]作為一種舉例，所述控制模塊可以包括一個時鐘管理模塊、一個掃頻控制模塊、一個同步模塊、一個分頻控制發送模塊，所述時鐘管理模塊用于接收所述鑒相參考時鐘，并對所述鑒相參考時鐘進行頻率綜合處理，輸出一路第一工作時鐘；所述掃頻控制模塊用于在所述第一工作時鐘下，發出所述分頻控制時序信號的發送起始控制信號及分頻比數據；所述同步模塊用于在所述第一工作時鐘下，將所述發送起始控制信號與所述鑒相參考時鐘信號進行相位固定處理，得到一個同步控制信號，所述分頻控制發送模塊用于依據所述同步控制信號和所述分頻比數據，輸出所述分頻控制時序信號。
[0016]作為一種舉例，所述同步模塊用于在所述第一工作時鐘下，將所述發送起始控制信號的周期調整至所述鑒相參考時鐘信號的周期，得到調整后的發送起始控制信號，所述調整后的發送起始控制信號被所述鑒相參考時鐘信號采樣，得到采樣后的發送起始控制信號，所述第一工作時鐘對采樣后的發送起始控制信號再進行邊沿采樣，得到所述同步控制信號。
[0017]作為一種舉例，所述第一工作時鐘的信號頻率與所述鑒相參考時鐘的信號頻率可以呈整數倍關系。
[0018]當第一工作時鐘的信號頻率與鑒相參考時鐘的信號頻率呈整數倍關系時，更方便將鑒相參考時鐘與分頻控制時序信號進行相位固定處理。
[0019]作為一種舉例，所述控制模塊可以包括一個時鐘管理模塊、一個掃頻控制模塊、一個同步模塊、一個分頻控制發送模塊，所述時鐘管理模塊用于接收所述鑒相參考時鐘，并對所述鑒相參考時鐘進行頻率綜合處理，輸出一路第一工作時鐘，所述時鐘管理模塊還用于對所述鑒相參考時鐘進行時鐘特性補償，并輸出一路與所述鑒相參考時鐘同頻同相的第二工作時鐘；所述掃頻控制模塊用于在所述第一工作時鐘下，發出所述分頻控制時序信號的發送起始控制信號及分頻比數據；所述同步模塊用于在所述第一工作時鐘下，將所述發送起始控制信號與所述第二工作時鐘信號進行相位固定處理，得到一個同步控制信號，所述分頻控制發送模塊用于依據所述同步控制信號和所述分頻比數據，輸出所述分頻控制時序信號。