方法
技术领域
[0001] 本
发明涉及5G通信
信号领域，尤其涉及宽带频带信号生成领域，具体是指一种基于集成频率合成器针对矢量网络分析仪实现宽带频率快速锁定和生成的装置及其方法。
背景技术
[0002] 随着通信技术的快速发展，特别是5G时代的来领，市场中针对5G通信的产品和元器件需求逐渐增大，对应的生产厂家也紧跟其后。由此市场上对通信测试仪器特别是矢量网络分析仪的需求也愈来愈旺盛。生产厂家为了产品快速上市，在尽可能低的生产成本下保证产品的指标和
质量，对所使用测试仪器提出了越来越苛刻的要求，很多生产厂家既要保证仪器测量指标达到要求又对仪器的价格十分敏感。
[0003] 但目前市场上能满足5G通信产品测量的矢量网络分析仪价格昂贵，对很多中小企业来说很难形成批量采购并进行生产测试。而网络分析仪价格高，除人
力成本外，很大一部分在于仪器自身方案设计复杂，加之采用昂贵的元器件等，使其成本居高不下。为了应对市场变化，对仪器生产厂家提成的更高的要求，迫切降低仪器的成本，适应新时期的需求。
发明内容
[0004] 本发明的目的是克服了上述
现有技术的缺点，提供了一种满足高效率、底成本、适用范围较为广泛的基于集成频率合成器针对矢量网络分析仪实现宽带频率快速锁定和生成的装置及其方法。
[0005] 为了实现上述目的，本发明的基于集成频率合成器针对矢量网络分析仪实现宽带频率快速锁定和生成的装置及其方法如下：
[0006] 该基于集成频率合成器针对矢量网络分析仪实现宽带频率快速锁定和生成的装置，其主要特点是，所述的装置包括：
[0007]
数字信号处理模
块，用于通过数值总线配置及获取系统的信息和状态，并根据生成的频率信号的范围控制各模块；
[0008]
射频信号处理模块，所述的射频
信号处理模块的输入端与所述的数字信号处理模块的输出端相连接，用于处理装置产生的射频信号；
[0009]
本振信号处理模块，所述的本振信号处理模块的输入端与所述的数字信号处理模块的输出端相连接，用于处理装置产生的本振信号；
[0010] 功分放大模块，所述的功分放大模块的输出端分别与所述的射频信号处理模块的输入端和本振信号处理模块的输入端相连接，用于将信号多路输出；
[0011] 高
精度高稳定度参考频率生成模块，所述的高精度高稳定度参考频率生成模块的输出端与所述的功分放大模块的输入端相连接，用于生成高质量的参考信号。
[0012] 较佳地，所述的射频信号处理模块包括：
[0013] 射频信号发生单元，所述的射频信号发生单元的输入端与所述的功分放大模块的输出端相连接，用于产生在9.8MHz和6500MHz之间的射频信号；
[0014] 第一SPDT2宽频
开关单元，所述的第一SPDT2宽频开关单元的输入端与所述的射频信号发生单元的输出端相连接，用于将所述的射频信号发生模块产生的射频信号分成为两路；
[0015] 射频信号调整单元，所述的射频信号调整单元的输入端与所述的第一SPDT2宽频开关单元的输出端相连接，用于接收第一SPDT2宽频开关单元的
输出信号，并对该频带信号进行调整和向低端进行频带扩展；
[0016] 第二SPDT2宽频开关单元，所述的第二SPDT2宽频开关单元的输入端与所述的射频信号调整单元的输出端相连接，用于接收信号并根据信号频段对输入的两路信号选择宽带射频信号。
[0017] 较佳地，所述的本振信号处理模块包括：
[0018] 本振信号发生单元，所述的本振信号发生单元的输入端与所述的功分放大模块的输出端相连接，用于产生在9.8MHz和6500MHz之间的本振信号；
[0019] 第三SPDT2宽频开关单元，所述的第三SPDT2宽频开关单元的输入端与所述的本振信号发生单元的输出端相连接，用于将所述的本振信号发生模块产生的本振信号分成为两路；
[0020] 本振信号调整单元，所述的本振信号调整单元的输入端与所述的第三SPDT2宽频开关单元的输出端相连接，用于接收第一SPDT2宽频开关单元的输出信号，并对该频带信号进行调整和向低端进行频带扩展；
[0021] 第四SPDT2宽频开关单元，所述的第四SPDT2宽频开关单元的输入端与所述的本振信号调整单元的输出端相连接，用于接收信号并根据信号频段对输入的两路信号选择宽带本振信号。
[0022] 较佳地，所述的射频信号发生单元包括：
[0023] 第一频率合成器，所述的第一频率合成器的输入端与所述的功分放大模块相连接，用于生成射频信号；
[0024] 第一环路
滤波器，所述的第一
环路滤波器的输入端和输出端均与所述的第一频率合成器相连接，用于调节第一频率合成器的信号。
[0025] 较佳地，所述的本振信号发生单元包括：
[0026] 第二频率合成器，所述的第二频率合成器的输入端与所述的功分放大模块相连接，用于生成本振信号；
[0027] 第二环路滤波器，所述的第二环路滤波器的输入端和输出端均与所述的第二频率合成器相连接，用于调节第二频率合成器的信号。
[0028] 较佳地，所述的功分放大模块包括：
[0029] 第二功分器，所述的第二功分器的输入端与所述的高精度高稳定度参考频率生成模块的输出端相连接，用于将高精度高稳定度参考频率生成模块产生的参考信号一分为二；
[0030] 第一
放大器，所述的第一放大器的输入端与所述的第二功分器的输出端相连接；
[0031] 第一功分器，所述的第一功分器的输入端与所述的第一放大器的输出端相连接，第一功分器的输出端与所述的射频信号发生单元的输入端和射频信号调整单元的输入端相连接；
[0032] 第二放大器，所述的第二放大器的输入端与所述的第二功分器的输出端相连接；
[0033] 第二功分器，所述的第二功分器的输入端与所述的第二放大器的输出端相连接，第二功分器的输出端与所述的本振信号发生单元的输入端和本振信号调整单元的输入端相连接。
[0034] 较佳地，所述的射频信号调整单元包括两路子单元的
电路结构，分别为第一射频信号调整子单元和第二射频信号调整子单元，所述的第一射频信号调整子单元的输入端和第二射频信号调整子单元的输入端均与第一SPDT2宽频开关单元的输出端相连接，所述的第一射频信号调整子单元的输出端和第二射频信号调整子单元的输出端均与第二SPDT2宽频开关单元的输入端相连接。
[0035] 较佳地，所述的第一射频信号调整子单元包括第一组合滤波器结构、第一组合斜率衰减结构和第三放大器，依次
串联连接在第一SPDT2宽频开关单元的输出端和第二SPDT2宽频开关单元的输入端之间。
[0036] 较佳地，所述的第二射频信号调整子单元包括第一
低通滤波器、第一
混频器、第二组合滤波器结构、第二组合斜率衰减结构和第一运放结构，依次串联连接在第一SPDT2宽频开关单元的输出端和第二SPDT2宽频开关单元的输入端之间。
[0037] 较佳地，所述的本振信号调整单元包括两路子单元的电路结构，分别为第一本振信号调整子单元和第二本振信号调整子单元，所述的第一本振信号调整子单元的输入端和第二本振信号调整子单元的输入端均与第三SPDT2宽频开关单元的输出端相连接，所述的第一本振信号调整子单元的输出端和第二本振信号调整子单元的输出端均与第四SPDT2宽频开关单元的输入端相连接。
[0038] 较佳地，所述的第一本振信号调整子单元包括第三组合滤波器结构、第三组合斜率衰减结构和第四放大器，依次串联连接在第三SPDT2宽频开关单元的输出端和第四SPDT2宽频开关单元的输入端之间。
[0039] 较佳地，所述的第二本振信号调整子单元包括第二低通滤波器、第二混频器、第四组合滤波器结构、第四组合斜率衰减结构和第二运放结构，依次串联连接在第三SPDT2宽频开关单元的输出端和第四SPDT2宽频开关单元的输入端之间。
[0040] 较佳地，所述的高精度高稳定度参考频率生成模块的参考信号为100MHz。
[0041] 较佳地，所述的第二SPDT2宽频开关单元的输出的宽带射频信号在9KHz和6500MHz之间。
[0042] 较佳地，所述的第四SPDT2宽频开关单元的输出的宽带本振信号在9KHz和6500MHz之间。
[0043] 较佳地，所述的装置还包括数字总线模块，所述的数字总线模块的输入端与所述的数字信号处理模块的输出端相连接，所述的数字总线模块的输出端与所述的射频信号处理模块的输入端和本振信号处理模块的输入端相连接，用于控制频率合成器。
[0044] 该利用上述装置基于集成频率合成器针对矢量网络分析仪实现宽带频率快速锁定和生成的方法，其主要特点是，所述的方法包括以下步骤：
[0045] (1)所述的装置上电初始化并接收高精度高稳定度参考频率生成模块的锁定指示；
[0046] (2)对所述的第一频率合成器和第二频率合成器进行内部VCO校准，将校准结果存储在掉电非易失
存储器，并根据VCO校准数据进行频率扫描；
[0047] (3)判断当前频率是否小于等于合成器的最低频率，如果是，则继续步骤(4)；否则，继续步骤(5)；
[0048] (4)将所述的第一SPDT2宽频开关单元、第二SPDT2宽频开关单元、第三SPDT2宽频开关单元和第四SPDT2宽频开关单元切换到到低频段通路，所述的射频信号发生单元和本振信号发生单元分别产生低频段信号；
[0049] (5)将所述的第一SPDT2宽频开关单元、第二SPDT2宽频开关单元、第三SPDT2宽频开关单元和第四SPDT2宽频开关单元切换到到高频段通路，所述的射频信号发生单元和本振信号发生单元分别产生高频段信号。
[0050] 较佳地，所述的步骤(1)具体包括以下步骤：
[0051] (1.1)所述的装置上电初始化，并等待高精度高稳定度参考频率生成模块的锁定指示；
[0052] (1.2)判断是否收到所述的锁定指示，如果是，则继续步骤(2)；否则，继续步骤(1.3)；
[0053] (1.3)判断等待时间是否超时，如果是，则上报超时错误，并对
硬件进行修复；否则，继续步骤(1.2)。
[0054] 采用了本发明的基于集成频率合成器针对矢量网络分析仪实现宽带频率快速锁定和生成的装置及其方法，由于单片集成VCO和PLL的频率合成器具有很低的功耗，占用电路
板面积很小，极大地节省PCB板面积和
电能消耗，并且相对TCXO+VCO+PLL传统的分立器件解决方案，采购成本大大降低。由于降低了5G通信产品测量的矢量网络分析仪的成本，方便很多中小企业形成批量采购并进行生产测试，满足仪器生产厂家的高要求，适应新时期的需求。
附图说明
[0055] 图1为本发明的基于集成频率合成器针对矢量网络分析仪实现宽带频率快速锁定和生成的装置的结构示意图。
[0056] 图2为本发明的基于集成频率合成器针对矢量网络分析仪实现宽带频率快速锁定和生成的装置的射频信号调整单元的第一组合滤波器的示意图。
[0057] 图3为本发明的基于集成频率合成器针对矢量网络分析仪实现宽带频率快速锁定和生成的装置的射频信号调整单元的第三组合滤波器的示意图。
[0058] 图4为本发明的基于集成频率合成器针对矢量网络分析仪实现宽带频率快速锁定和生成的方法的
流程图。
具体实施方式
[0059] 为了能够更清楚地描述本发明的技术内容，下面结合具体
实施例来进行进一步的描述。
[0060] 本发明的该基于集成频率合成器针对矢量网络分析仪实现宽带频率快速锁定和生成的装置，其中，所述的装置包括：
[0061] 数字信号处理模块，用于通过数值总线配置及获取系统的信息和状态，并根据生成的频率信号的范围控制各模块；
[0062] 射频信号处理模块，所述的射频信号处理模块的输入端与所述的数字信号处理模块的输出端相连接，用于处理装置产生的射频信号；
[0063] 本振信号处理模块，所述的本振信号处理模块的输入端与所述的数字信号处理模块的输出端相连接，用于处理装置产生的本振信号；
[0064] 功分放大模块，所述的功分放大模块的输出端分别与所述的射频信号处理模块的输入端和本振信号处理模块的输入端相连接，用于将信号多路输出；
[0065] 高精度高稳定度参考频率生成模块，所述的高精度高稳定度参考频率生成模块的输出端与所述的功分放大模块的输入端相连接，用于生成高质量的参考信号。
[0066] 作为本发明的优选实施方式，所述的射频信号处理模块包括：
[0067] 射频信号发生单元，所述的射频信号发生单元的输入端与所述的功分放大模块的输出端相连接，用于产生在9.8MHz和6500MHz之间的射频信号；
[0068] 第一SPDT2宽频开关单元，所述的第一SPDT2宽频开关单元的输入端与所述的射频信号发生单元的输出端相连接，用于将所述的射频信号发生模块产生的射频信号分成为两路；
[0069] 射频信号调整单元，所述的射频信号调整单元的输入端与所述的第一SPDT2宽频开关单元的输出端相连接，用于接收第一SPDT2宽频开关单元的输出信号，并对该频带信号进行调整和向低端进行频带扩展；
[0070] 第二SPDT2宽频开关单元，所述的第二SPDT2宽频开关单元的输入端与所述的射频信号调整单元的输出端相连接，用于接收信号并根据信号频段对输入的两路信号选择宽带射频信号。
[0071] 作为本发明的优选实施方式，所述的本振信号处理模块包括：
[0072] 本振信号发生单元，所述的本振信号发生单元的输入端与所述的功分放大模块的输出端相连接，用于产生在9.8MHz和6500MHz之间的本振信号；
[0073] 第三SPDT2宽频开关单元，所述的第三SPDT2宽频开关单元的输入端与所述的本振信号发生单元的输出端相连接，用于将所述的本振信号发生模块产生的本振信号分成为两路；
[0074] 本振信号调整单元，所述的本振信号调整单元的输入端与所述的第三SPDT2宽频开关单元的输出端相连接，用于接收第一SPDT2宽频开关单元的输出信号，并对该频带信号进行调整和向低端进行频带扩展；
[0075] 第四SPDT2宽频开关单元，所述的第四SPDT2宽频开关单元的输入端与所述的本振信号调整单元的输出端相连接，用于接收信号并根据信号频段对输入的两路信号选择宽带本振信号。
[0076] 作为本发明的优选实施方式，所述的射频信号发生单元包括：
[0077] 第一频率合成器，所述的第一频率合成器的输入端与所述的功分放大模块相连接，用于生成射频信号；
[0078] 第一环路滤波器，所述的第一环路滤波器的输入端和输出端均与所述的第一频率合成器相连接，用于调节第一频率合成器的信号。
[0079] 作为本发明的优选实施方式，所述的本振信号发生单元包括：
[0080] 第二频率合成器，所述的第二频率合成器的输入端与所述的功分放大模块相连接，用于生成本振信号；
[0081] 第二环路滤波器，所述的第二环路滤波器的输入端和输出端均与所述的第二频率合成器相连接，用于调节第二频率合成器的信号。
[0082] 作为本发明的优选实施方式，所述的功分放大模块包括：
[0083] 第二功分器，所述的第二功分器的输入端与所述的高精度高稳定度参考频率生成模块的输出端相连接，用于将高精度高稳定度参考频率生成模块产生的参考信号一分为二；
[0084] 第一放大器，所述的第一放大器的输入端与所述的第二功分器的输出端相连接；
[0085] 第一功分器，所述的第一功分器的输入端与所述的第一放大器的输出端相连接，第一功分器的输出端与所述的射频信号发生单元的输入端和射频信号调整单元的输入端相连接；
[0086] 第二放大器，所述的第二放大器的输入端与所述的第二功分器的输出端相连接；
[0087] 第二功分器，所述的第二功分器的输入端与所述的第二放大器的输出端相连接，第二功分器的输出端与所述的本振信号发生单元的输入端和本振信号调整单元的输入端相连接。
[0088] 作为本发明的优选实施方式，所述的射频信号调整单元包括两路子单元的电路结构，分别为第一射频信号调整子单元和第二射频信号调整子单元，所述的第一射频信号调整子单元的输入端和第二射频信号调整子单元的输入端均与第一SPDT2宽频开关单元的输出端相连接，所述的第一射频信号调整子单元的输出端和第二射频信号调整子单元的输出端均与第二SPDT2宽频开关单元的输入端相连接。
[0089] 作为本发明的优选实施方式，所述的第一射频信号调整子单元包括第一组合滤波器结构、第一组合斜率衰减结构和第三放大器，依次串联连接在第一SPDT2宽频开关单元的输出端和第二SPDT2宽频开关单元的输入端之间。
[0090] 作为本发明的优选实施方式，所述的第二射频信号调整子单元包括第一低通滤波器、第一混频器、第二组合滤波器结构、第二组合斜率衰减结构和第一运放结构，依次串联连接在第一SPDT2宽频开关单元的输出端和第二SPDT2宽频开关单元的输入端之间。
[0091] 作为本发明的优选实施方式，所述的本振信号调整单元包括两路子单元的电路结构，分别为第一本振信号调整子单元和第二本振信号调整子单元，所述的第一本振信号调整子单元的输入端和第二本振信号调整子单元的输入端均与第三SPDT2宽频开关单元的输出端相连接，所述的第一本振信号调整子单元的输出端和第二本振信号调整子单元的输出端均与第四SPDT2宽频开关单元的输入端相连接。
[0092] 作为本发明的优选实施方式，所述的第一本振信号调整子单元包括第三组合滤波器结构、第三组合斜率衰减结构和第四放大器，依次串联连接在第三SPDT2宽频开关单元的输出端和第四SPDT2宽频开关单元的输入端之间。
[0093] 作为本发明的优选实施方式，所述的第二本振信号调整子单元包括第二低通滤波器、第二混频器、第四组合滤波器结构、第四组合斜率衰减结构和第二运放结构，依次串联连接在第三SPDT2宽频开关单元的输出端和第四SPDT2宽频开关单元的输入端之间。
[0094] 作为本发明的优选实施方式，所述的高精度高稳定度参考频率生成模块的参考信号为100MHz。
[0095] 作为本发明的优选实施方式，所述的第二SPDT2宽频开关单元的输出的宽带射频信号在9KHz和6500MHz之间。
[0096] 作为本发明的优选实施方式，所述的第四SPDT2宽频开关单元的输出的宽带本振信号在9KHz和6500MHz之间。
[0097] 作为本发明的优选实施方式，所述的装置还包括数字总线模块，所述的数字总线模块的输入端与所述的数字信号处理模块的输出端相连接，所述的数字总线模块的输出端与所述的射频信号处理模块的输入端和本振信号处理模块的输入端相连接，用于控制频率合成器。
[0098] 本发明的基于上述装置基于集成频率合成器针对矢量网络分析仪实现宽带频率快速锁定和生成的方法，射频信号处理模块包括射频信号发生单元、第一频率合成器、第一SPDT2宽频开关单元和第二SPDT2宽频开关单元，本振信号处理模块包括本振信号发生单元、第二频率合成器、第三SPDT2宽频开关单元和第四SPDT2宽频开关单元，其主要特点是，所述的方法包括以下步骤：
[0099] (1)所述的装置上电初始化并接收高精度高稳定度参考频率生成模块的锁定指示；
[0100] (1.1)所述的装置上电初始化，并等待高精度高稳定度参考频率生成模块的锁定指示；
[0101]
[0102] (1.2)判断是否收到所述的锁定指示，如果是，则继续步骤(2)；否则，继续步骤(1.3)；
[0103] (1.3)判断等待时间是否超时，如果是，则上报超时错误，并对硬件进行修复；否则，继续步骤(1.2)；
[0104]
[0105] (2)对所述的第一频率合成器和第二频率合成器进行内部VCO校准，将校准结果存储在掉电非易失存储器，并根据VCO校准数据进行频率扫描；
[0106] (3)判断当前频率是否小于等于合成器的最低频率，如果是，则继续步骤(4)；否则，继续步骤(5)；
[0107] (4)将所述的第一SPDT2宽频开关单元、第二SPDT2宽频开关单元、第三SPDT2宽频开关单元和第四SPDT2宽频开关单元切换到到低频段通路，所述的射频信号发生单元和本振信号发生单元分别产生低频段信号；
[0108] (5)将所述的第一SPDT2宽频开关单元、第二SPDT2宽频开关单元、第三SPDT2宽频开关单元和第四SPDT2宽频开关单元切换到到高频段通路，所述的射频信号发生单元和本振信号发生单元分别产生高频段信号。
[0109] 本发明的具体实施方式中，提出了一种适用于矢量网络分析仪中低成本的能满足5G频宽的且保证测量指标(该方案主要是针对频率切换速度和信号质量两类指标)的信号生成方案和方法。
[0110] 本发明的硬件方案采用如下技术：
[0111] 硬件部分：矢量网络分析仪信号分为向外输出的Rf射频信号和内部Lo本振信号两路。
[0112] 硬件装置包括如下几部分：模块1数字信号处理模块(ADSP BlacKHzFin处理器)、模块2Rf射频信号发生单元、模块3Lo本振信号发生单元、模块4信号功分放大模块、模块5高精度高稳定度参考频率生成模块、模块6第一SPDT2宽频开关单元、模块7第三SPDT2宽频开关单元、模块8Rf射频信号调整单元、模块9Lo本振信号调整单元、模块10第二SPDT2宽频开关单元、模块11第四SPDT2宽频开关单元，另外还包括模块1数字信号处理模块用来控
制模块2、模块3、模块6、模块、模块10、模块11获取模块5工作状态的模块12数字总线单元，以下简称为数字总线单元。其中模块1数字信号处理模块(本发明采用ADI公司的BlacKHzFin系列处理器)，通过数值总线配置和获取模块2Rf射频信号发生单元、模块3本振信号发生单元的信息和状态，根据生成频率信号的范围
控制模块6第一SPDT2宽频开关单元、模块7第三SPDT2宽频开关单元、模块10第二SPDT2宽频开关单元、模块11第四SPDT2宽频开关单元的打通方向和获取模块5高精度高稳定度参考频率生成模块工作状态等。
[0113] 模块2Rf射频信号发生单元包括第一频率合成器和外围的用于调节频率合成器第一环路滤波器，该模块用于产生9.8MHZ～6500MHZ的射频信号。
[0114] 模块3Lo本振信号发生单元包括第二频率合成器，和外围的用于调节信号合成器第二环路滤波器，该模块用于产生9.8MHZ～6500MHZ的本振信号。
[0115] 模块4功分放大模块，本模块包括三个功分器和两个放大器，其中功分器2用于将模块5产生的参考信号一分为二，分别连接到放大器1和放大器2，放大器1将信号放大后通过功分器1再将信号一分为二分别给模块2Rf射频信号发生单元做为参考
输入信号和模块8Rf射频信号调整单元中的混频器1做为本振信号。放大器2将信号放大后通过功分器3再将信号一分为二分别给模块3Lo射频信号发生单元做为参考输入信号和模块9Lo射频信号调整单元中的混频器2做为本振信号。
[0116] 模块5高精度高稳定度参考频率生成模块，该单元通过内部高稳定度高精度
振荡器、配合VCO和PLL电路生成高质量的参考信号，本发明中将该参考信号设置为100MHZ，高的参考频率可提高合成器的工作速度和频率锁定速度。
[0117] 模块6第一SPDT2宽频开关单元，根据模块1数字信号处理模块
控制信号将模块2Rf射频信号发生单元产生射频信号分为两路分别连接到模块8Rf射频信号调整单元的两路输入。
[0118] 模块7第三SPDT2宽频开关单元，根据模块1数字信号处理模块控制信号将模块3Lo本振信号发生单元产生的本振信号分为两路分别连接到模块9Lo本振信号调整单元的两路输入。
[0119] 模块8Rf射频信号调整单元分为两路，两路输入连接到模块6第一SPDT2宽频开关单元的两路输出，两路输出连接到模块10第二SPDT2宽频开关单元的两路输入。其中一路包括一个组合滤波器模块1、组合斜率衰减模块1和放大器3，其中组合滤波器模块1用于对9.8MHZ～6500MHZ信号进行滤波抑制带外噪声，组合斜率衰减模块1配合放大器3用于对
9.8MHZ～6500MHZ信号的功率进行平坦度调整。另一路包括混频器1、低通滤波器模块2、组合滤波器模块3、组合斜率衰减模块2和运放1，其中滤波模块2为低通模块滤除模块6的输入信号的高次谐波。混频器1的本振输入端接到模块4中功分器1输出的100MHZ信号作为自身本振配合模块6输出的信号作为自身的射频输入信号产生9KHZ～9.8MHZ的低频带信号，组合滤波器模块3滤除混频器1产生上变频信号保留下变频的9KHZ～9.8MHZ信号，组合斜率衰减模块2和运放1对组合滤波器模块2输出的9KHZ～9.8MHZ信号进行功率平坦度调整。
[0120] 模块9Lo本振信号调整单元分为两路，两路输入连接到模块7第三SPDT2宽频开关单元的两路输出，两路输出连接到模块11第四SPDT2宽频开关单元的两路输入。其中一路包括一个组合滤波器模块5、组合斜率衰减模块4和放大器4，其中组合滤波器模块4用于对9.8MHZ～6500MHZ本振信号进行滤波抑制带外噪声，组合斜率衰减模块4配合放大器4用于对9.8MHZ～6500MHZ本振信号的功率进行平坦度调整。另一路包括低通滤波模块3、混频器
2、组合滤波器模块3、组合斜率衰减模块3和运放2，其中混频器2的本振输入端接到模块4中功分器3输出的100MHZ信号作为自身本振配合模块7输出的信号作为自身的射频输入信号产生9KHZ～9.8MHZ的低频带信号，组合滤波器模块3将滤除混频器2产生上变频信号保留下变频的9KHZ～9.8MHZ信号，组合斜率衰减模块3和运放2对组合滤波器模块3输出的9KHZ～
9.8MHZ信号进行功率平坦度调整。
[0121] 模块10第二SPDT2宽频开关单元，根据模块1数字信号处理模块控制，接收模块8Rf射频信号调整单元的两路输出信号，根据信号频段对输入的两路选择输出形成9KHZ～6500MHZ的宽带射频信号。
[0122] 模块11第四SPDT2宽频开关单元，根据模块1数字信号处理模块控制，接收模块9Lo射频信号调整单元的两路输出信号，根据信号频段对输入的两路选择输出形成9KHZ～6500MHZ的宽带本振信号。
[0123] 模块12数字总线单元，用来控制模块2和模块3中的两块频率合成器，采用ADI的ADSP BlackFin处理器中的SPORT总线控制，两路频率合成器公用一根片选信号和
时钟信号，只是数据信号线独立使用这样BlackFin处理器可以在同一时间内同时配置两块频率合成器达到数据快速配置的目的，总线中其它的管线用于配置模块6、模块8、模块7和模块9的开关接通方向和获取模块2、模块3和模块5的工作状态。
[0124] 本方案的实施例如下：
[0125] 上述的方案在一款矢量网络分析仪其中成功得到实施，实施例选择了一款最大输出频率可以
覆盖一般5G应用的频率合成器且可以手动配置内部VCO的校准值。下面结合附图和实例进一步详细本发明方案。
[0126] 在保证合成器输出信号质量的前提下，达到合成器快速频率切换的目的，参考该合成器的数据手册，根据PLL
锁相环的基本原理，将模块2和模块3的频率合成器参考输入频率Fref设定为100MHz，两路信号的峰峰值设定在0.4V左右。其合成器内部鉴相频率Fpfd设定为能够小数分配的最大值。根据Fpfdmax的值，确定环路滤波器1和环路滤波器2的
通带和截止频率，并根据该参数计算出环路的参数值。
[0127] 根据模块5正常工作的输出功率值调整模块4中放大器1和放大器2的参数以及两路功分器的功率分配参数，使模块4的4路输出均满足要求其中频率合成器参考输入信号的功率0dBMHz，模块8和模块9中混频器的本振输入功率大于-5dBMHz。
[0128] 模块8中组合滤波器模块1如图2，用于滤除9.8MHZ到6500MHZ频带之外的信号谐波和噪声等。组合斜率衰减模块1为系列斜率
衰减器的组合用于抑制9.8MHZ～6500MHZ频带中功率较大的频带信号结合放大器3的模块保证该频带内的输出信号功率基本相同。模块8中混频器组合滤波模块2为120MHZ低通滤波器，用于抑制高于109.8MHZ以上的信号进入混频器1，混频器1结合100MHz的本振输入信号下变频产生9KHZ～9.8MHz的低频段信号，组合滤波器2用于滤除混频器产生的上变频信号和9KHZ以下的低频信号，组合滤波器2如图3。斜率衰减模块2和运放1用于调整低频段输出功率保持平坦和功率
水平基本和上路9.8MHZ～6500MHz频段输出功率基本一致。
[0129] 模块9中组合滤波器模块5如图3，用于滤除9.8MHZ到6500MHZ频带之外的信号谐波和噪声等。组合斜率衰减模块4为系列斜率衰减器的组合用于抑制9.8MHZ～6500MHZ频带功率较大的频带信号结合放大器4的模块保证该频带内的输出信号功率基本相同。
[0130] 模块9中混频器组合滤波模块3为120MHZ低通滤波器，用于抑制高于109.8MHZ以上的信号进入混频器2，混频器2结合100MHz的本振输入信号下变频产生9KHZ～9.8MHz的低频段信号，组合滤波模块4用于滤除混频器2产生的上变频信号和9.8KHZ以下的低频信号，组合滤波器模块4如图3。斜率衰减模块3和运放2用于调整低频段输出功率保持平坦和功率水平基本和上路9.8MHZ～6500MHz频段输出功率基本一致。
[0131] 下面介绍本发明方案工作流程如图4所示。
[0132] 系统上电初始化后即等待模块5的锁定指示。
[0133] 如果在规定时间内没有等到锁定信号则判定模块5没有正常工作。会上报上层
软件对硬件进行修复，正常锁定情况下开始对合成器进行内部VCO校准，并将校准结果保存到掉电非易失存储器中。
[0134] 校准完成后，根据扫描参数开始进行频率扫描。模块1根据存储器保存的频率合成器片内VCO校准参数值配置频率合成器寄存器即可，大大节省了每次切换频率合成器频率时都需要进行VCO校准的时间。
[0135] 且模块12提供的控制线可以同时驱动两片频率合成器工作，加快了模块1中处理器的模块2和模块3中两片的频率合成器的控制速度。
[0136] 扫描过程中模块1中处理器根据当前的RF和LO信号输出值控制射频路的模块6，和模块10本振路的模块7和模块11切换高低频率处理电路。当信号处于9KHZ～9.8MHZ频段时RF和LO模块生成100.09MHZ～109.8MHZ频率段的信号，模块1的处理器将RF和LO两路的SPDT开关切换到低频通路利用各自通路上的混频器产生9KHZ～9.8MHZ的低频段信号。
[0137] 在实施例中由于单片集成VCO和PLL的频率合成器具有很低的功耗，占用
电路板面积很小，极大地节省PCB板面积和电能消耗，并且相对TCXO+VCO+PLL传统的分立器件解决方案，采购成本大大降低。在实施例中软件设计上充分利用频率合成器的频率生成特性也可以实现快速的频率切换。实测一般跳频时的频率切换时间在70us以内。另外所选的频率合成器采用32位小数分频值，实施例中采用鉴相频率为320MHZ的情况下可以实现320MHz/32
(2 –1)＝0.0736Hz最小频率
分辨率。已经可以满足一般矢量网络分析仪的速度需要。
[0138] 采用了本发明的基于集成频率合成器针对矢量网络分析仪实现宽带频率快速锁定和生成的装置及其方法，由于单片集成VCO和PLL的频率合成器具有很低的功耗，占用电路板面积很小，极大地节省PCB板面积和电能消耗，并且相对TCXO+VCO+PLL传统的分立器件解决方案，采购成本大大降低。由于降低了5G通信产品测量的矢量网络分析仪的成本，方便很多中小企业形成批量采购并进行生产测试，满足仪器生产厂家的高要求，适应新时期的需求。
[0139] 在此
说明书中，本发明已参照其特定的实施例作了描述。但是，很显然仍可以作出各种
修改和变换而不背离本发明的精神和范围。因此，说明书和附图应被认为是说明性的而非限制性的。
