基于多音激励相位参考的混合信号系统测试技术研究

摘要

为了表征混合信号系统的行为模型特性，非线性矢量网络分析仪是非线性测量的关键工具。为了能够为非线性矢量网络分析仪（Nonlinear Vector Network Analyzer, NVNA）提供稳定的谐波相位参考方案，本文提出了一种基于多音激励的相位参考，并对素数算法选择激励频率方案进行了研究。
　　本文首先对基于X参数的混合信号系统的基本理论做了简要介绍，包括静态 X参数以及具有长期记忆效应的动态 X参数；并分析了提取 X参数系统平台的关键测试技术，介绍了相位同步和校准，以及误差修正过程。
　　然后，本文基于谐波相位参考理论，设计了一种多音激励相位参考方案，并推导出了幅度谱的理论计算公式，便于后期实验结果的验证；对比了均匀和非均匀三音激励结果，其三音激励的包络周期与两个间隔的最大公约数相关；接着分析了亚奈奎斯特采样率下数模转换器（Digital to Analog Converter, DAC）的输出特性，介绍了几种频谱重建模式，对如何提高频谱利用率进行了分析。
　　接着，对利用素数算法来筛选单音以及多音激励频率的过程进行了研究。根据对示波器的噪声测试，多次平均结果计算出（Analog to Digital Converter, ADC）的数量，从而得出奈奎斯特子谐波频率，然后由特定条件选择目标频率和分辨率来避开子谐波频率。采用素数算法具有提高有效采样速率，完美重建波形的优点。
　　最后，利用实验得到的数据分析了时域和频域的处理结果，对比了素数选择算法和普通激励的结果差异，在亚奈奎斯特频率整数倍频点上，其素数算法频率和整数频率点的功率差和相位差有显著的差异，而其他频点上基本吻合，说明了素数算法可以减小由于噪声谱线叠加而带来的影响。实验表明，采用该多音激励相位参考方案作为NVNA的谐波相位参考，对于下一代梳状波发生器的研究具有指导意义。

目录

第1章 绪 论

1.1 引言

1.2 课题研究的目的和意义

1.3 相关领域国内外研究现状

1.4 主要研究内容及结构安排

第2章 基于X参数的混合信号系统测试技术

2.1 引言

2.2 关于X参数的研究背景

2.3 基于X参数的混合信号系统

2.4 提取X参数测试系统

2.5 本章小结

第3章 相位参考系统及频谱重构分析

3.1 引言

3.2 谐波相位参考

3.3 多音激励相位参考

3.4 多种重建模式表征

3.5 本章小结

第4章 素数激励频率选择算法和系统构建

4.1 引言

4.2单音激励素数算法

4.3 多音激励素数算法

4.4 多音激励相位参考方案

4.5 本章小结

第5章 实验处理结果和不确定度分析

5.1 引言

5.2 时域处理结果

5.3 复频率响应

5.4 素数频率选择算法比较

5.5 相位精度不确定度分析

5.6 本章小结

结论

参考文献

攻读硕士学位期间发表的论文及获奖情况

声明

致谢