什么叫TG?频谱分析仪TG功能的实现
测试那些事儿 2022-09-26

频谱分析仪的选件中一般都会包括TG一项,带TG和不带TG的外观区别就是仪表的正面会在RF Input口的左侧又多了一个N型接口,这个接口就是TG口。

什么叫TG?实际上TG在频谱仪内部的存在是一块主板,这块板子的主要功能简单的说就是给频谱仪提供一个同步的跟踪源,当跟踪源输出经被测件的输入端口,而此器件的输出则接到频谱仪的输入端口时,频谱仪以及跟踪源形成了一个完整的自适应扫描测量系统。跟踪源输出的信号的频率能精确地跟踪频谱分析仪的调谐频率。频谱分析仪配搭跟踪源选件,可以用作简易的标量网络分析,观测被测件的激励响应特性曲线,例如:器件的频率响应、插入损耗等。

下图是一个基本的含TG功能的原理框图(图片来自网络)。


VCO

频谱分析仪给用户的介面是全频段,但是回归到TG板的话,一般会分为几个通道,通常可能会分为高低波段两个通道,低波段采用下变频,高波段采用上变频和下变频。举个例子:比如一台频率范围为9kHz~10GHz的频谱仪,低频段可能为9kHz~4.2GHz,高频段为4.2GHz~10GHz。由于拆分了两个频段,故需要使用两个VCO来控制,一个VCO的锁定的在低频的部分,另一个VCO锁定在高频的部分。当系统扫描低波段时,TG上的低频VCO工作,扫描高波段时,TG上的高频VCO工作。

混频

VCO的频率是怎么来的呢?由于VCO是跟混频器搭配使用的通过两路频率混频的方式给出我们所需要的频率。由于TG是跟踪源,其工作原理其实是与频谱仪的第一混频器是相反的,频谱仪的第一混频的作用是将宽带信号变频到一个单频点信号,而TG恰恰相反,TG是将单频点信号变成宽带信号输出。故有两个混频器。TG板的LO是由射频板扫频时产生的,不需要TG板单独控制。


低波段:

LO-VCO频率

高波段的变频方式分为两部分:

LO-VCO= 和 LO+VCO的方式


本振幅度控制

这里所说的本振LO是射频板的本振输出,同时也是TG板混频器的本振,本振信号上加了一个可以调节幅度的DAC,通过调节DAC的值可以控制本振的幅度,目的是为了保证调整本振信号的频响,同时也是为了方便调试时使用,此DAC是否需在扫频的过程中使用需要根据后续的调试结果进行确定。



ALC部分

ALC部分是为了调整TG输出信号的频响,ALC部分的检波部分是在固定衰减器前,通过检波检测TG的输出功率大小,与预设的电平进行比较,然后去调整混频器的RF(即TG板上的VCO输出的点频信号)端口的电平,从而控制TG的幅度。ALC的预置电平是由DAC控制的,此DAC需要在扫频中使用,并且此DAC需要进行校准,校准数据可以存在TG板上的Flash里。具体的校准方法是,测量不同频率下TG端口的输出,通过调整DAC值,使不同频率下的TG的输出维持在一定的电平范围内。


固定衰减器

通过调整固定衰减器可以调节TG端口的输出功率

框图仅供参考,部分电路会有一定差异!


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