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脉间噪声测试方法和系统

阅读:1021发布:2020-06-20

专利汇可以提供脉间噪声测试方法和系统专利检索,专利查询,专利分析的服务。并且本 申请 涉及一种脉间噪声测试方法和系统。在待测器件的后端设置一个 放大器 ,获取放大器的增益,以及 频谱 分析仪测量脉间噪声放大 信号 得到的脉间噪声测量结果。其中,脉间噪声放大信号由待测器件发送的脉间测试信号、经过放大器放大后得到。基于增益以及脉间噪声测量结果,得到脉间噪声。在待测器件和 频谱分析仪 之间设置的放大器,能够提高频谱分析仪测量范围,可适用于噪声谱 密度 低至‑160dBm/Hz的噪声信号测量,解决传统技术中脉间噪声测试值淹没在频谱分析仪的测量噪底以下,无法准确测试的问题。,下面是脉间噪声测试方法和系统专利的具体信息内容。

1.一种脉间噪声测试方法,其特征在于,包括:
获取放大器的增益,以及频谱分析仪测量脉间噪声放大信号得到的脉间噪声测量结果;所述脉间噪声放大信号由待测器件发送的脉间测试信号、经过所述放大器放大后得到;
基于所述增益以及所述脉间噪声测量结果,得到脉间噪声。
2.根据权利要求1所述的脉间噪声测试方法,其特征在于,所述脉间噪声放大信号由所述脉间测试信号依次经过所述放大器和衰减器处理后得到;
基于所述增益以及所述脉间噪声测量结果,得到脉间噪声的步骤包括:
根据所述增益、所述脉间噪声测量结果以及所述衰减器的衰减量,得到所述脉间噪声。
3.根据权利要求2所述的脉间噪声测试方法,其特征在于,还包括步骤:
获取测试损耗,以及所述频谱分析仪测量所述脉间噪声放大信号得到的功率电平值;
所述测试损耗包括所述衰减器的损耗以及电缆的损耗;
基于所述测试损耗和所述功率电平值,得到脉间噪声功率。
4.根据权利要求1所述的脉间噪声测试方法,其特征在于,获取放大器的增益,以及频谱分析仪测量脉间噪声放大信号得到的脉间噪声测量结果的步骤之前,还包括步骤:
校正所述放大器的参数。
5.根据权利要求1至4任意一项所述的脉间噪声测试方法,其特征在于,所述增益为矢量网络分析仪以所述脉间测试信号的电平作为所述放大器的激励信号、进行标定得到。
6.一种脉间噪声测试系统,其特征在于,包括放大器以及频谱分析仪;
所述放大器的输入端用于连接待测器件,所述放大器的输出端连接所述频谱分析仪的输入端;
所述放大器将接收到的所述待测器件发送的脉间测试信号进行放大,得到脉间噪声放大信号,并将所述脉间噪声放大信号发送给所述频谱分析仪;所述频谱分析仪测量所述脉间噪声放大信号,得到脉间噪声测量结果。
7.根据权利要求6所述的脉间噪声测试系统,其特征在于,还包括衰减器;
所述放大器的输出端通过所述衰减器连接所述频谱分析仪的输入端;
所述衰减器降低所述脉间噪声放大信号的电平后发送给所述频谱分析仪。
8.根据权利要求7所述的脉间噪声测试系统,其特征在于,还包括处理器;
所述处理器分别连接所述放大器的控制端,所述频谱分析仪的控制端,以及所述衰减器的控制端;
所述处理器处理获取到的所述放大器的增益、所述脉间噪声测量结果以及所述衰减器的衰减量,得到脉间噪声。
9.根据权利要求6所述的脉间噪声测试系统,其特征在于,还包括连接所述放大器的矢量网络分析仪;
所述矢量网络分析仪以所述脉间测试信号的电平作为所述放大器的激励信号,标定所述增益。
10.根据权利要求7至9任意一项所述的脉间噪声测试系统,其特征在于,还包括电源,以及连接所述电源的控制端的脉冲调制器;所述放大器为低噪声放大器;所述衰减器为可调衰减器;所述频谱分析仪用于检测脉间信号功率和/或功率谱密度
所述电源的输出端分别连接所述待测器件的输入端以及所述频谱分析仪的控制端;
所述脉冲调制器发送脉冲调制信号给所述电源;所述电源基于所述脉冲调制信号,向所述待测器件发送脉冲电压信号,并向所述频谱分析仪发送同步信号

说明书全文

脉间噪声测试方法和系统

技术领域

[0001] 本申请涉及电子器件测试技术领域,特别是涉及一种脉间噪声测试方法和系统。

背景技术

[0002] 随着微波器件的发展,真空电子器件(如行波管等)由于其输出功率大,信号覆盖范围广而已大量应用于现代无线通信系统中。而在高功率微波真空电子器件的一系列参数中,脉间噪声是一个较为重要的技术指标。
[0003] 在实现过程中,发明人发现传统技术中至少存在如下问题:利用频谱分析仪直接测量脉冲真空电子器件噪声时,脉内噪声测试值远高于频谱分析仪的噪底,而脉间噪声测试值已淹没在频谱分析仪的测量噪底以下,无法准确测试。

发明内容

[0004] 基于此,有必要针对传统技术无法测试脉间噪声的问题,提供一种脉间噪声测试方法和系统。
[0005] 为了实现上述目的,一方面,本申请实施例提供了一种脉间噪声测试方法,包括:
[0006] 获取放大器的增益,以及频谱分析仪测量脉间噪声放大信号得到的脉间噪声测量结果;脉间噪声放大信号由待测器件发送的脉间测试信号、经过放大器放大后得到。
[0007] 基于增益以及脉间噪声测量结果,得到脉间噪声。
[0008] 在其中一个实施例中,脉间噪声放大信号由脉间测试信号依次经过放大器和衰减器处理后得到。
[0009] 基于增益以及脉间噪声测量结果,得到脉间噪声的步骤包括:
[0010] 根据增益、脉间噪声测量结果以及衰减器的衰减量,得到脉间噪声。
[0011] 在其中一个实施例中,还包括步骤:
[0012] 获取测试损耗,以及频谱分析仪测量脉间噪声放大信号得到的功率电平值;测试损耗包括衰减器的损耗以及电缆的损耗。
[0013] 基于测试损耗和功率电平值,得到脉间噪声功率。
[0014] 在其中一个实施例中,获取放大器的增益,以及频谱分析仪测量脉间噪声放大信号得到的脉间噪声测量结果的步骤之前,还包括步骤:
[0015] 校正放大器的参数。
[0016] 在其中一个实施例中,增益为矢量网络分析仪以脉间测试信号的电平作为放大器的激励信号、进行标定得到。
[0017] 另一方面,本申请实施例还提供了一种脉间噪声测试系统,包括放大器以及频谱分析仪;放大器的输入端用于连接待测器件,放大器的输出端连接频谱分析仪的输入端。
[0018] 放大器将接收到的待测器件发送的脉间测试信号进行放大,得到脉间噪声放大信号,并将脉间噪声放大信号发送给频谱分析仪;频谱分析仪测量脉间噪声放大信号,得到脉间噪声测量结果。
[0019] 在其中一个实施例中,还包括衰减器。放大器的输出端通过衰减器连接频谱分析仪的输入端;衰减器降低脉间噪声放大信号的电平后发送给频谱分析仪。
[0020] 在其中一个实施例中,还包括处理器。处理器分别连接放大器的控制端,频谱分析仪的控制端,以及衰减器的控制端;处理器处理获取到的放大器的增益、脉间噪声测量结果以及衰减器的衰减量,得到脉间噪声。
[0021] 在其中一个实施例中,还包括连接放大器的矢量网络分析仪。矢量网络分析仪以脉间测试信号的电平作为放大器的激励信号,标定增益。
[0022] 在其中一个实施例中,还包括电源,以及连接电源的控制端的脉冲调制器;放大器为低噪声放大器;衰减器为可调衰减器;频谱分析仪用于检测脉间信号功率和/或功率谱密度
[0023] 电源的输出端分别连接待测器件的输入端以及频谱分析仪的控制端。脉冲调制器发送脉冲调制信号给电源;电源基于脉冲调制信号,向待测器件发送脉冲电压信号,并向频谱分析仪发送同步信号
[0024] 上述技术方案中的一个技术方案具有如下优点和有益效果:
[0025] 在待测器件的后端放置一个放大器,获取放大器的增益,以及频谱分析仪测量脉间噪声放大信号得到的脉间噪声测量结果。其中,脉间噪声放大信号由待测器件发送的脉间测试信号、经过放大器放大后得到。基于增益以及脉间噪声测量结果,得到脉间噪声。在待测器件和频谱分析仪之间设置的放大器,能够提高频谱分析仪测量范围,可适用于噪声谱密度低至-160dBm/Hz的噪声信号测量,解决传统技术中脉间噪声测试值淹没在频谱分析仪的测量噪底以下,无法准确测试的问题。附图说明
[0026] 通过阅读参照以下附图所作的对非限制性实施例所作的详细描述,本申请的其它特征、目的和优点将会变得更明显:
[0027] 图1为传统技术中噪声测试的结构示意图;
[0028] 图2为一个实施例中脉间噪声测试方法的第一示意性流程图
[0029] 图3为一个实施例中脉间噪声测试方法的第二示意性流程图;
[0030] 图4为一个实施例中脉间噪声测试方法的第三示意性流程图;
[0031] 图5为一个实施例中级联网络的噪声特性示意图;
[0032] 图6为一个实施例中脉间噪声测试方法的第四示意性流程图;
[0033] 图7为一个实施例中脉间噪声测试系统的第一示意性结构图;
[0034] 图8为一个实施例中脉间噪声测试系统的第二示意性结构图;
[0035] 图9为一个实施例中脉间噪声测试系统的第三示意性结构图;
[0036] 图10为一个实施例中脉间噪声测试系统的第四示意性结构图。

具体实施方式

[0037] 为了便于理解本申请,下面将参照相关附图对本申请进行更全面的描述。附图中给出了本申请的首选实施例。但是,本申请可以以许多不同的形式来实现,并不限于本文所描述的实施例。相反地,提供这些实施例的目的是使对本申请的公开内容更加透彻全面。
[0038] 需要说明的是,当一个元件被认为是“连接”另一个元件,它可以是直接连接到另一个元件并与之结合为一体,或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“输出端”、“输入端”、“控制端”以及类似的表述只是为了说明的目的。
[0039] 除非另有定义,本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本申请的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本申请的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的,不是旨在于限制本申请。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
[0040] 脉冲工作的真空电子器件,其噪声按时间分割方法分为脉冲期间的噪声和脉冲间的噪声,简称脉内噪声和脉间噪声。脉间噪声电平反映了真空电子器件的脉冲关断响应情况。功率放大器的脉间状态主要以热噪声为主;热噪声是一种与导体内电子运动有关的现象;这些电子具有随导体温度而变化的能量,而且,这些电子的随机运动将在导体内部产生一个交变电压。热噪声能漏进接收机系统,降低系统信噪比,使接收机灵敏度大大降低。因此,准确测量脉冲真空电子器件的脉间噪声是进行产品设计及应用的基础,而目前由于测试手段和方法的限制,无法保证测试结果的准确性。
[0041] 传统技术中,噪声功率谱密度测试、脉间噪声和脉内噪声(无激励状态)的测试给出了噪声的一般测试方法。如图1所示,图1为传统技术中噪声测试的结构示意图,具体步骤如下:
[0042] ①按图1建立测试系统,将可变衰减器的衰减量置于最大值。然后,使被测管按相关详细规范规定条件工作。
[0043] ②将可变衰减器衰减量逐渐减小至功率计上有一定指示。稍微变动被测件慢波结构电压,判断功率计上指示是否因噪声功率还是管内寄生振荡所致。噪声功率输出对电压变动不敏感,而寄生振荡受电压影响很大。确定被测管是稳定的没有寄生振荡后,将大功率可变衰减器衰减量调大几分贝,将开关倒向频谱分析仪进行测试。
[0044] ③频谱分析仪的衰减量调到零,并置于窄带扫描。逐步减小衰减量为零,从频谱分析仪读出功率值。
[0045] 由于目前常用的频谱分析仪测试噪声电平不低于-85dBm/MHz,并且测试链路中的环形器、衰减器、电缆等部件的损耗会使频谱分析仪实际接收的信号电平远低于频谱分析仪的极限噪底,无法使用频谱分析仪直接测量真空电子器件的脉间噪声。
[0046] 在实际的应用中,为保护待测器件及微波测试仪表,在大功率待测器件的输出端应配置环形器、大功率衰减器等附件以确保进入微波仪表的信号电平为安全值,保护待测器件的工作安全。测试链路中的环形器、衰减器、电缆等部件的损耗会使频谱分析仪实际接收的信号电平远低于频谱分析仪的极限噪底,无法使用频谱分析仪直接测量待测器件的脉间噪声。
[0047] 为此,本申请实施例提出一种间接测试真空电子器件脉间噪声的方法和系统,利用放大器将较低电平的脉间噪声信号放大至适合频谱分析仪测量的电平,再进行测量。针对频谱分析仪测量信号电平不能过低的特点,在测量脉冲真空电子器件脉间噪声时,将脉冲真空电子器件的噪声放大后再测量,适用于噪声谱密度低至-160dBm/Hz的噪声信号测量。
[0048] 在一个实施例中,提供一种脉间噪声测试方法,如图2所示,图2为一个实施例中脉间噪声测试方法的第一示意性流程图,包括:
[0049] 步骤S110,获取放大器的增益,以及频谱分析仪测量脉间噪声放大信号得到的脉间噪声测量结果;脉间噪声放大信号由待测器件发送的脉间测试信号、经过放大器放大后得到。
[0050] 步骤S120,基于增益以及脉间噪声测量结果,得到脉间噪声。
[0051] 具体而言,测试系统中在待测器件(如脉冲真空电子器件)后端放置一个放大器,待测器件输出端的脉间测试信号作为放大器的输入激励,经放大后进入频谱分析仪进行测试。获取频谱分析仪的测试结果,即脉间噪声测量结果,结合放大器的增益,可还原得到待测器件的脉间噪声。
[0052] 需要说明的是,放大器可用于对输入的信号进行放大,例如增加信号幅度或功率等。
[0053] 频谱分析仪可用于对输入信号进行测量,在频域里显示输入信号的频谱特性,例如频谱、幅度或频率等。
[0054] 待测器件发送的脉间测试信号属于电平较低的脉间噪声信号;放大器将较低电平的脉间噪声信号放大至适合频谱分析仪测量的电平,得到脉间噪声放大信号。基于此,频谱分析仪能够测量该脉间噪声放大信号,得到脉间噪声测量结果,避免脉间噪声淹没在频谱分析仪的测量噪底以下;结合放大器的增益进行处理,可实现对脉间噪声的准确测量。
[0055] 本申请实施例在待测器件的后端放置一个放大器,提高频谱分析仪测量范围,可适用于噪声谱密度低至-160dBm/Hz的噪声信号测量,解决传统技术中脉间噪声测试值淹没在频谱分析仪的测量噪底以下,无法准确测试的问题。
[0056] 在一个实施例中,可将脉间噪声测量结果减去放大器的增益,得到脉间噪声。
[0057] 为防止真空电子器件的脉内输出信号损毁测试仪表,确保链路中信号电平(包括异常信号)不会超过仪器安全限,可在测试链路中增加衰减器。
[0058] 在一个实施例中,如图3所示,图3为一个实施例中脉间噪声测试方法的第二示意性流程图,脉间噪声放大信号由脉间测试信号依次经过放大器和衰减器处理后得到。
[0059] 基于增益以及脉间噪声测量结果,得到脉间噪声的步骤包括:
[0060] 步骤S122,根据增益、脉间噪声测量结果以及衰减器的衰减量,得到脉间噪声。
[0061] 具体而言,脉冲真空电子器件(属于待测器件)输出端的脉间测试信号作为低噪声放大器(属于放大器)的输入激励,经放大后进入衰减器、频谱分析仪进行测试。基于频谱分析仪测得的脉间噪声、放大器的增益以及衰减器的衰减量,可得到脉间噪声。
[0062] 需要说明的是,测试链路中使用的衰减器,可使进入频谱分析仪的信号电平进一步降低;选择适当的衰减量,使脉冲的脉内噪声信号和脉间噪声信号在链路中的传输既满足测试信噪比要求,也满足仪器仪表的测试安全要求。
[0063] 在一个示例中,测试链路在待测脉冲真空电子器件后端放置一个低噪声放大器;待测脉冲真空电子器件输出端的噪声信号(属于脉间测试信号)作为低噪声放大器的输入激励,经放大后进入可调衰减器、频谱分析仪进行测试。
[0064] 该放大器将较低电平的脉间噪声信号放大至适合频谱分析仪测量的电平,其测量结果Nmeas需经校准后作为脉冲真空电子器件脉间噪声的测量值No,校准过程可如公式(1)所示:
[0065] N0=Nmeans-Gamp+Aatten   (1)
[0066] 其中:No为脉冲真空电子器件脉间噪声;Nmeas为频谱分析仪噪声测量结果;Gamp为放大器的增益;Aatten为可调衰减器的衰减量。
[0067] 在一个实施例中,如图4所示,图4为一个实施例中脉间噪声测试方法的第三示意性流程图,还包括步骤:
[0068] 步骤S130,获取测试损耗,以及频谱分析仪测量脉间噪声放大信号得到的功率电平值;测试损耗包括衰减器的损耗以及电缆的损耗。
[0069] 步骤S140,基于测试损耗和功率电平值,得到脉间噪声功率。
[0070] 具体而言,频谱分析仪可测量脉间噪声放大信号,得到功率电平值。同时,测试链路存在测试损耗,例如衰减器的损耗,以及用于连接测试设备的电缆的损耗等;基于功率电平值以及测试损耗,可处理得到脉间噪声功率。
[0071] 需要说明的是,电缆可包括第一电缆、第二电缆以及第三电缆中的至少一种。其中,第一电缆为连接在待测器件和放大器之间的电缆;第二电缆为连接在放大器和衰减器之间的电缆;第三电路为连接在衰减器和频谱分析仪之间的电缆。
[0072] 测试损耗可为衰减器及电缆在测试频率点上的损耗。
[0073] 在一个示例中,脉间测试信号经低噪声放大器后,经衰减器进入频谱分析仪进行测试,从频谱分析仪读出功率电平值,计算脉间噪声功率Pn的过程可如公式(2)所示:
[0074] Pn=P·100.1l   (2)
[0075] 其中,Pn为噪声功率,单位可为μW(微瓦特)或mW(豪瓦特);P为频谱分析仪测得的功率电平值,单位可为μW或mW;l为衰减器及电缆在测试频率点上的损耗,单位可为dB。
[0076] 本申请实施例对脉间噪声的测试属于间接测量方法,需要确定放大器的增益频率特性、测试链路的噪声源传递特性,并验证测试系统的测试准确性。
[0077] 测试链路中除被测脉冲真空电子器件的噪声外,附加的低噪声放大器的噪声会作为系统噪声的一部分在频谱分析仪的测量值中体现。在脉冲真空电子器件输出端的噪声信号作为低噪声放大器的输入激励,经放大后进入衰减器、频谱分析仪进行测试的同时,低噪声放大器正常工作时的噪声信号以及测试链路的噪声经传输链路也进入频谱分析仪。
[0078] 脉间噪声测试方法在脉冲真空电子器件与频谱分析仪之间增加了低噪声放大器、衰减器,放大器的噪声进入信号传输链路,进行测试链路噪声源传递的分析,可在进行脉间噪声测试时对系统误差进行修正。
[0079] 由待测器件、衰减器、低噪声放大器以及频谱分析仪组成的脉间噪声测试系统,其噪声传递特性可用级联系统的噪声系数传递来表述。如图5所示,图5为一个实施例中级联网络的噪声特性示意图,每一级部件均在系统中放大前一级噪声信号,并引入自身噪声进入下一级。其级联系统的总噪声系数可如公式(3)所示:
[0080]
[0081] 其中,F1为第一级噪声系数;F2为第二级噪声系数;G1为第一级增益。
[0082] 系统输出的总噪声功率可如公式(4)所示:
[0083] N=Na2+Na2G2+kT0BG1G2   (4)
[0084] 系统的总噪声系数与第一级噪声系数密切相关,且第一级增益越大,后一级对总噪声系数的贡献越小。真空电子器件的增益一般在40dB以上,低噪声放大器的噪声系数和增益的误差对系统噪声系数贡献较大,衰减器对系统噪声系数的影响降至可忽略的平,在进行脉间噪声分析时应对低噪声放大器的参数进行校正。
[0085] 在一个实施例中,如图6所示,图6为一个实施例中脉间噪声测试方法的第四示意性流程图,获取放大器的增益,以及频谱分析仪测量脉间噪声放大信号得到的脉间噪声测量结果的步骤之前,还包括步骤:
[0086] 步骤S102,校正放大器的参数。
[0087] 具体而言,放大器的参数包括增益等。在执行脉间噪声之前,可先对放大器的参数进行校正,主要包括对放大器的增益进行校正,降低放大器引入的噪声对测试结果的准确性的影响。
[0088] 需要说明的是,本申请实施例提出测试链路噪声源传递分析方法,建立噪声测试系数中噪声传递模型。分析待测器件(真空电器器件,如行波管)、衰减器、低噪声放大器以及频谱分析仪组成的脉间噪声测试系统,采用级联系统的噪声系数传递模型表述其噪声传递特性。根据传递模型,确定第一级的低噪声放大器的噪声系数和增益的误差对系统噪声系数贡献较大,在进行脉间噪声分析时应对低噪声放大器的参数进行校正。通过测试链路噪声源传递的分析,可对脉间噪声测试系统误差进行修正。
[0089] 放大器的增益频率特性可以通过矢量网络分析仪、频谱分析仪或功率计进行标定。一般功率计的测试最低信号为-35dBm,远高于待测信号电平,不能作为低噪声放大器的增益频率特性测试。矢量网络分析仪和频谱分析仪接收机均能满足低噪声放大器的信号测试要求。频谱分析仪接收机灵敏度高,可用作放大器信号检测,但需要对频谱分析仪接收机的信号幅度进行校准。
[0090] 本申请实施例利用矢量网络分析仪、以脉间测试信号的电平作为低噪声放大器的激励信号、标定放大器的增益频率特性。采用真实脉间噪声激励条件下对放大器进行增益频率特性标定,得到该激励条件下的增益频率特性以及增益,对测试结果进行补偿,可得到准确的脉间噪声。
[0091] 在一个实施例中,增益为矢量网络分析仪以脉间测试信号的电平作为放大器的激励信号、进行标定得到。
[0092] 具体而言,放大器的增益可通过矢量网络分析仪来标定。
[0093] 需要说明的是,利用矢量网络分析仪标定放大器的增益频率特性,进而标定放大器的增益,对测试结果进行补偿,可得到准确的脉间噪声。
[0094] 在一个实施例中,还包括步骤:
[0095] 向待测器件发送脉冲电压信号,并向频谱分析仪发送同步信号;脉冲电压信号用于指示待测器件输出脉间测试信号;同步信号用于指示频谱分析仪进行测试。
[0096] 其中,脉冲电压信号可为脉冲调制器控制电源得到。
[0097] 本申请实施例利用放大器将较低电平的脉间噪声信号放大至适合频谱分析仪测量的电平,再进行测量,解决传统技术中脉间噪声测试值淹没在频谱分析仪的测量噪底以下,无法准确测试的问题。
[0098] 在一个实施例中,提供一种脉间噪声测试系统,如图7所示,图7为一个实施例中脉间噪声测试系统的第一示意性结构图,包括放大器以及频谱分析仪。
[0099] 放大器的输入端用于连接待测器件,放大器的输出端连接频谱分析仪的输入端。放大器将接收到的待测器件发送的脉间测试信号进行放大,得到脉间噪声放大信号,并将脉间噪声放大信号发送给频谱分析仪;频谱分析仪测量脉间噪声放大信号,得到脉间噪声测量结果。
[0100] 具体而言,待测器件通过放大器连接频谱分析仪。待测器件发送脉间测试信号给放大器;放大器对信号进行放大后发送给频谱分析仪;频谱分析仪测量信号,得到脉间噪声测量结果。
[0101] 需要说明的是,待测器件发送的脉间测试信号属于电平较低的脉间噪声信号;放大器将较低电平的脉间噪声信号放大至适合频谱分析仪测量的电平,得到脉间噪声放大信号。基于此,频谱分析仪能够测量该脉间噪声放大信号,得到脉间噪声测量结果,避免脉间噪声淹没在频谱分析仪的测量噪底以下。
[0102] 本申请实施例在待测器件的后端放置一个放大器,提高频谱分析仪测量范围,可适用于噪声谱密度低至-160dBm/Hz的噪声信号测量,解决传统技术中脉间噪声测试值淹没在频谱分析仪的测量噪底以下,无法准确测试的问题。
[0103] 在一个实施例中,如图8所示,图8为一个实施例中脉间噪声测试系统的第二示意性结构图,还包括衰减器。放大器的输出端通过衰减器连接频谱分析仪的输入端;衰减器降低脉间噪声放大信号的电平后发送给频谱分析仪。
[0104] 具体而言,测试系统还可包括衰减器。衰减器连接在放大器和频谱分析仪之间,用于降低进入频谱分析仪的信号电平。
[0105] 需要说明的是,选择适当的衰减量,可使脉冲的脉内噪声信号和脉间噪声信号在链路中的传输既满足测试信噪比要求,也满足仪器仪表的测试安全要求。
[0106] 在一个实施例中,还包括处理器。处理器分别连接放大器的控制端,频谱分析仪的控制端,以及衰减器的控制端;处理器处理获取到的放大器的增益、脉间噪声测量结果以及衰减器的衰减量,得到脉间噪声。
[0107] 具体而言,脉间噪声测试系统还可包括处理器。处理器分别连接放大器、频谱分析仪以及衰减器。处理器可获取放大器的增益、频谱分析仪得到的脉间噪声测量结果以及衰减器的衰减量,并进行处理,得到待测器件的脉间噪声。
[0108] 需要说明的是,处理器可根据公式(1)得到脉间噪声。进一步地,处理器还可获取外部的指令,基于外部指令设置衰减器的衰减量和/或频谱分析仪的测试参数。此外,处理器还可获取频谱分析仪测量脉间噪声放大信号得到的功率电平值和测试系统的测试损耗,并计算待测器件的脉间噪声功率。
[0109] 在一个实施例中,如图9所示,图9为一个实施例中脉间噪声测试系统的第三示意性结构图,还包括连接放大器的矢量网络分析仪。矢量网络分析仪以脉间测试信号的电平作为放大器的激励信号,标定增益。
[0110] 具体而言,脉间噪声测试系统还包括矢量网络分析仪。以脉间噪声信号电平作为低噪声放大器的激励信号,利用矢量网络分析仪标定放大器的增益频率特性,可得到该激励条件下的增益频率特性及增益,对脉间噪声测试结果进行补偿,能够得到准确的脉间噪声。
[0111] 在一个实施例中,如图10所示,图10为一个实施例中脉间噪声测试系统的第四示意性结构图,还包括电源,以及连接电源的控制端的脉冲调制器。电源的输出端分别连接待测器件的输入端以及频谱分析仪的控制端。脉冲调制器发送脉冲调制信号给电源;电源基于脉冲调制信号,向待测器件发送脉冲电压信号,并向频谱分析仪发送同步信号。
[0112] 具体而言,脉间噪声测试系统还可包括脉冲调制器和电源。脉冲调制器通过电源分别连接待测器件和频谱分析仪。
[0113] 需要说明的是,脉冲调制器可用于向电源发送脉冲调制信号,以使电源发送脉冲电压信号。电源可用于向待测器件发送脉冲电压信号,以使待测器件发出脉间测试信号;电源还可用于向频谱分析仪发送同步信号,以使频谱分析仪进行同步测试。
[0114] 应该注意的是,脉冲调制器也可向频谱分析仪发送同步信号,以触发频谱分析仪进行测试。
[0115] 在一个实施例中,如图10所示,电源为高压电源;放大器为低噪声放大器;衰减器为可调衰减器;频谱分析仪用于检测脉间信号功率和/或功率谱密度。
[0116] 具体而言,电源可采用高压电源,用于引入高压脉冲信号。放大器可采用低噪声放大器,减小对脉间噪声测试系统引入的噪声影响。衰减器可采用可调衰减器,用于调整衰减量,可应对不同类型待测器件的脉间噪声测试。频谱分析仪设置为检测脉间信号功率、功率谱密度等模式,用于获取脉间噪声的不同参数解析。
[0117] 在一个实施例中,对待测器件进行测试的步骤可包括:
[0118] ①按照图10搭建脉间噪声测试系统。
[0119] ②脉冲调制器控制电源脉冲工作,同时发送同步信号控制频谱分析仪、触发测试。
[0120] ③频谱分析仪设置为检测脉冲间隙信号功率/功率谱密度。
[0121] ④设置适当的衰减器的衰减量,使待测器件按相关产品详细规范规定条件工作。
[0122] ⑤利用矢量网络分析仪、以脉间噪声信号电平作为低噪声放大器的激励信号、标定放大器的增益频率特性,得到低噪声放大器的增益。
[0123] ⑥待测器件输出的信号经低噪声放大器后进入衰减器、频谱分析仪进行测试,从频谱分析仪读出功率电平值,按公式(2)计算得到脉间噪声功率。
[0124] ⑦进行测试链路噪声源传递的分析,对脉间噪声测试系统的误差进行修正。
[0125] 本申请实施例提供一种间接测试真空电子器件脉间噪声的系统,利用放大器将较低电平的脉间噪声信号放大至适合频谱分析仪测量的电平,再进行测量。在待测器件和频谱分析仪之间增设放大器,能够提高频谱分析仪测量范围,可适用于噪声谱密度低至-160dBm/Hz的噪声信号测量,解决传统技术中脉间噪声测试值淹没在频谱分析仪的测量噪底以下,无法准确测试的问题。应该注意的是,本申请实施例还可使用不同测试器件替代衰减器,如定向耦合器等以达到同样的保护测试系统的目的。
[0126] 以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合,为使描述简洁,未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述,然而,只要这些技术特征的组合不存在矛盾,都应当认为是本说明书记载的范围。
[0127] 以上所述实施例仅表达了本申请的几种实施方式,其描述较为具体和详细,但并不能因此而理解为对本申请范围的限制。应当指出的是,对于本领域的普通技术人员来说,在不脱离本申请构思的前提下,还可以做出若干变形和改进,这些都属于本申请的保护范围。因此,本申请的保护范围应以所附权利要求为准。
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