宽带高精度鉴频器及测试装置的制作方法

1.本技术属于5g测试技术领域，具体涉及一种宽带高精度鉴频器及测试装置。


背景技术：

2.在5g测试系统中，测试设备往往具有不同的频率响应，鉴频器主要是根据系统工作频率，动态调节系统，以实现较高的输出平坦度。
3.随着通信电子技术的发展，5g测试设备在工业及军事领域的应用越来越广泛，对平坦度的要求越来越高。而传统的一些测频方案，如电容充放电法、延迟链路法、单片机与分频器结合的脉冲计数法等，都无法做到高精度和高宽带的要求，无法满足5g测试系统的要求。


技术实现要素：

4.本技术的目的是针对上述现有技术的不足，提供一种宽带高精度鉴频测频方案。
5.根据本技术实施例的第一方面，提供了一种宽带高精度鉴频器，用于对耦合信号进行鉴频处理，以获取频率信息来补偿系统链路的衰减值；所述宽带高精度鉴频器包括：
6.分频器，所述分频器用于对所述耦合信号进行降频；
7.驱动模块，所述驱动模块用于输出时钟信号；
8.测频模块，所述测频模块的输入端分别连接所述驱动模块的输出端和所述分频器的输出端，所述测频模块用于检测所述耦合信号的频率信息；
9.接口，所述接口与所述测频模块的输出端连接，所述接口用于输出所述频率信息。
10.可选的，所述驱动模块包括温补晶振；
11.所述温补晶振的输出端连接所述测频模块的输入端，所述温补晶振用于输出时钟信号。
12.可选的，所述测频模块包括信号接收单元、滤波单元和测频单元；
13.所述信号接收单元的输入端连接所述分频器的输出端，用于接收所述耦合信号；
14.所述滤波单元的输入端连接所述信号接收单元的输出端，所述滤波单元用于去除所述耦合信号的噪声；
15.锁相环的输入端连接所述驱动模块的输出端，所述锁相环用于对所述时钟信号进行倍频；
16.所述测频单元的输入端连接所述滤波单元的输出端和所述锁相环的输出端，所述测频单元用于检测所述耦合信号的频率信息。
17.可选的，所述测频单元用于按照直接测频法确定所述耦合信号的频率信息。
18.可选的，所述信号接收单元、所述滤波单元、所述锁相环和所述测频单元集成在fpga上。
19.可选的，所述宽带高精度鉴频器还包括：
20.匹配电路，所述分频器通过所述匹配电路连接所述测频模块，所述匹配电路用于
对所述耦合信号进行低电平转换。
21.可选的，所述匹配电路具体用于将所述耦合信号转换成低电压差分信号。
22.可选的，所述分频器采用小数分频器。
23.可选的，所述接口采用以太网接口。
24.根据本技术实施例的第二方面，提供了一种测试装置，包括第一方面任一项实施例所述的宽带高精度鉴频器。
25.本技术的上述技术方案具有如下有益的技术效果：
26.本技术实施例的宽带高精度鉴频器，在测频前，先采用分频器将耦合信号降频至测频模块可以直接检测的范围，从而可以满足高带宽的测试要求，而且，测频模块测试时受驱动模块的时钟信号驱动，能够有效提高测试的精度。
附图说明
27.图1是本技术一示例性实施例中一种宽带高精度鉴频器的结构示意图；
28.图2是本技术一示例性实施例中一种宽带高精度鉴频器的使用原理图。
具体实施方式
29.为使本技术的目的、技术方案和优点更加清楚明了，下面结合具体实施方式并参照附图，对本技术进一步详细说明。应该理解，这些描述只是示例性的，而并非要限制本技术的范围。此外，在以下说明中，省略了对公知结构和技术的描述，以避免不必要地混淆本技术的概念。
30.在附图中示出了根据本技术实施例的层结构示意图。这些图并非是按比例绘制的，其中为了清楚的目的，放大了某些细节，并且可能省略了某些细节。图中所示出的各种区域、层的形状以及它们之间的相对大小、位置关系仅是示例性的，实际中可能由于制造公差或技术限制而有所偏差，并且本领域技术人员根据实际所需可以另外设计具有不同形状、大小、相对位置的区域/层。
31.显然，所描述的实施例是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。
32.在本技术的描述中，需要说明的是，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
33.此外，下面所描述的本技术不同实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。
34.下面结合附图，通过具体的实施例及其应用场景对本技术实施例提供的是宽带高精度鉴频器的进行详细地说明。
35.如图1所示，本技术实施例提供一种宽带高精度鉴频器，用于对耦合信号进行鉴频处理，以获取频率信息来补偿系统链路的衰减值；所述宽带高精度鉴频器包括：分频器，所述分频器用于对所述耦合信号进行降频；驱动模块，所述驱动模块用于输出时钟信号；测频模块，所述测频模块的输入端分别连接所述驱动模块的输出端和所述分频器的输出端，所述测频模块用于检测所述耦合信号的频率信息；接口，所述接口与所述测频模块的输出端
连接，所述接口用于输出所述频率信息。
36.本技术实施例的宽带高精度鉴频器，在测频前，先采用分频器将耦合信号降频至测频模块可以直接检测的范围，从而可以满足高带宽的测试要求，而且，测频模块测试时受驱动模块的时钟信号驱动，能够有效提高测试的精度。
37.在一些实施例中，所述驱动模块包括温补晶振；所述温补晶振的输出端连接所述测频模块的输入端，所述温补晶振用于输出时钟信号。
38.具体的，温补晶振即温度补偿晶体振荡器(tcxo)，是通过附加的温度补偿电路使由周围温度变化产生的振荡频率变化量削减的一种石英晶体振荡器。温补晶振的输出频率精度可以直接影响系统测试精度，本实施例中，温补晶振的输出频率精度可以是
±
1ppm。
39.与普通晶振的调整频差(即频率精度
±
10ppm、
±
20ppm、
±
30ppm)相比，温补晶振tcxo优势显著，主要体现在频率高精度(如
±
0.2ppm、
±
0.5ppm、
±
1.5ppm、
±
2.5ppm等)、高稳定性、宽温、低相噪、低功耗、低抖动及启动时间快等特点。在具体应用中，频率精度区别如下：
40.1、普通晶振的工作温度范围为-30℃～ 70℃，一般频差在
±
20ppm～
±
30ppm。
41.2、宽温普通晶振工作温度范围为-40℃～ 85℃，一般频差在
±
20ppm～
±
25ppm。
42.3、温补晶振tcxo工作温度范围为-40℃～ 85℃，一般频差为
±
0.5ppm～
±
2ppm。
43.在一些实施例中，所述测频模块包括信号接收单元、滤波单元和测频单元；所述信号接收单元的输入端连接所述分频器的输出端，用于接收所述耦合信号；所述滤波单元的输入端连接所述信号接收单元的输出端，所述滤波单元用于去除所述耦合信号的噪声；所述锁相环的输入端连接所述驱动模块的输出端，所述锁相环用于对所述时钟信号进行倍频；所述测频单元的输入端连接所述滤波单元的输出端和所述锁相环的输出端，所述测频单元用于检测所述耦合信号的频率信息。
44.其中，锁相环其可以对所述时钟信号进行倍频，例如，将40mhz的时钟信号倍频至400mhz，从而使系统测试精度可达10ppm以上。
45.在一些实施例中，所述测频单元用于按照直接测频法确定所述耦合信号的频率信息。
46.在一些实施例中，所述信号接收单元、所述滤波单元、所述锁相环和所述测频单元集成在fpga上。
47.具体的，所述信号接收单元、所述滤波单元、所述锁相环和所述测频单元的部分或全部可以通过硬件描述语言实现在所述fpga上。所述fpga具有低成本、低功耗的fpga架构,以及高达6.3mb的嵌入式存储器和小于1.5w 的总功耗，应用广泛，如无线、有线、广播、工业等行业。本实施例将信号接收单元、所述滤波单元、所述锁相环和所述测频单元集成在fpga上，可以使系统设计师在降低成本的同时又能够满足不断增长的带宽要求。另外，逻辑器件fpga还可实现多样化的接口输出方案，从而有利于系统的功能拓展。
48.在一些实施例中，所述宽带高精度鉴频器还包括：
49.匹配电路，所述分频器通过所述匹配电路连接所述测频模块，所述匹配电路用于对所述耦合信号进行低电平转换。
50.具体的，匹配电路将所述耦合信号进行低电平转换后，可以使测频模块能够对该耦合信号(400mhz以内)进行直接处理，从而实现低频至直流信号的处理，有利于提高处理
效率。
51.在一些实施例中，所述匹配电路具体用于将所述耦合信号转换成低电压差分信号。相应的，信号接收单元可以是lvds接收器。
52.在一些实施例中，所述分频器采用小数分频器。
53.具体的，分频器输出为差分、开集输出，带有可编程电流，支持不同的片外负载。本实施例中，分频器可以是高带宽射频分频器，采用sige-bicmos 工艺制造，集成48位σ-δ型调制器(dsm)，具有可编程相位累加器尺寸，可实现针对频率步长和分辨率的精确控制。集成式dsm能以接近0hz的频率误差生成频率。dsm还可以内置可编程频率扫描能力，具有多种自动和用户定义扫描模式和触发选项，包括硬件触发引脚或带有可选延迟触发的spi触发。
54.在一些实施例中，所述接口采用以太网接口。
55.具体的，所述接口采用的千兆以太网控制器，高集成度、低功耗的千兆以太网控制器和fpga直连，支持10/100/1000m以太网连接，具备收发自适应性功能，fpga可通过网口与上位机间进行通信，完成网络模式下频率的快速获取。
56.在一些实施例中，一种宽带高精度鉴频器，包括：分频器，所述分频器用于对所述耦合信号进行降频；驱动模块，所述驱动模块用于输出时钟信号；测频模块，所述测频模块的输入端分别连接所述驱动模块的输出端和所述分频器的输出端，所述测频模块用于检测所述耦合信号的频率信息；接口，所述接口与所述测频模块的输出端连接，所述接口用于输出所述频率信息；所述驱动模块包括fpga，fpga上集成有信号接收单元、滤波单元和测频单元；所述信号接收单元的输入端连接所述分频器的输出端，用于接收所述耦合信号；所述滤波单元的输入端连接所述信号接收单元的输出端，所述滤波单元用于去除所述耦合信号的噪声；所述锁相环的输入端连接所述驱动模块的输出端，所述锁相环用于对所述时钟信号进行倍频；所述测频单元的输入端连接所述滤波单元的输出端和所述锁相环的输出端，所述测频单元用于检测所述耦合信号的频率信息；所述接口采用以太网接口。
57.具体的，该宽带高精度鉴频器鉴频速度快、精度高、连接方便，符合频率测试系统需求，提高了测试效率与精度，增强了测试系统的可靠性与安全性。此外，基于该宽带高精度鉴频器采用fpga的硬件架构，提供一种可扩展的开发思路设计。
58.本技术实施例还提供一种测试装置，包括前述任一项实施例所述的宽带高精度鉴频器。
59.具体的，该测试装置可以包括耦合器、宽带高精度鉴频器和衰减器，其中，耦合器用于输出耦合信号，宽带高精度鉴频器用于对耦合信号进行鉴频处理并输出频率信息，控制系统可以根据频率响应来动态的补偿系统链路衰减器的衰减值，从而保证系统在全频率范围内的幅度精准度。
60.本技术实施例所述的测试装置包括所述宽带高精度鉴频器，具有与所述宽带高精度鉴频器相同的技术效果，此处不再一一赘述。
61.上面结合附图对本技术的实施例进行了描述，但是本技术并不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，而不是限制性的，本领域的普通技术人员在本技术的启示下，在不脱离本技术宗旨和权利要求所保护的范围情况下，还可做出很多形式，均属于本技术的保护之内。

技术特征：
1.一种宽带高精度鉴频器，用于对耦合信号进行鉴频处理，以获取频率信息来补偿系统链路的衰减值，其特征在于，所述宽带高精度鉴频器包括：分频器，所述分频器用于对所述耦合信号进行降频；驱动模块，所述驱动模块用于输出时钟信号；测频模块，所述测频模块的输入端分别连接所述驱动模块的输出端和所述分频器的输出端，所述测频模块用于检测所述耦合信号的频率信息；接口，所述接口与所述测频模块的输出端连接，所述接口用于输出所述频率信息。2.如权利要求1所述的宽带高精度鉴频器，其特征在于，所述驱动模块包括温补晶振；所述温补晶振的输出端连接所述测频模块的输入端，所述温补晶振用于输出时钟信号。3.如权利要求1所述的宽带高精度鉴频器，其特征在于，所述测频模块包括信号接收单元、滤波单元和测频单元；所述信号接收单元的输入端连接所述分频器的输出端，用于接收所述耦合信号；所述滤波单元的输入端连接所述信号接收单元的输出端，所述滤波单元用于去除所述耦合信号的噪声；锁相环的输入端连接所述驱动模块的输出端，所述锁相环用于对所述时钟信号进行倍频；所述测频单元的输入端连接所述滤波单元的输出端和所述锁相环的输出端，所述测频单元用于检测所述耦合信号的频率信息。4.如权利要求3所述的宽带高精度鉴频器，其特征在于，所述测频单元用于按照直接测频法确定所述耦合信号的频率信息。5.如权利要求3所述的宽带高精度鉴频器，其特征在于，所述信号接收单元、所述滤波单元、所述锁相环和所述测频单元集成在fpga上。6.如权利要求1所述的宽带高精度鉴频器，其特征在于，所述宽带高精度鉴频器还包括：匹配电路，所述分频器通过所述匹配电路连接所述测频模块，所述匹配电路用于对所述耦合信号进行低电平转换。7.如权利要求6所述的宽带高精度鉴频器，其特征在于，所述匹配电路具体用于将所述耦合信号转换成低电压差分信号。8.如权利要求1所述的宽带高精度鉴频器，其特征在于，所述分频器采用小数分频器。9.如权利要求1所述的宽带高精度鉴频器，其特征在于，所述接口采用以太网接口。10.一种测试装置，其特征在于，包括如权利要求1-9任一项所述的宽带高精度鉴频器。

技术总结
本申请公开了一种宽带高精度鉴频器及测试装置，所述宽带高精度鉴频器包括：分频器，所述分频器用于对所述耦合信号进行降频；驱动模块，所述驱动模块用于输出时钟信号；测频模块，所述测频模块的输入端分别连接所述驱动模块的输出端和所述分频器的输出端，所述测频模块用于检测所述耦合信号的频率信息；接口，所述接口与所述测频模块的输出端连接，所述接口用于输出所述频率信息。本申请实施例的鉴频器可以满足高带宽和高精度的测试要求。以满足高带宽和高精度的测试要求。以满足高带宽和高精度的测试要求。


技术研发人员：杨奎 陈阳 李峰 李荣明
受保护的技术使用者：南京纳特通信电子有限公司
技术研发日：2021.11.29
技术公布日：2022/5/25