混頻器特點

變頻器件是每一個射頻或微波收發信號信機鏈路中的基本元件之一，這些器件共同的特點是利用器件的非線性特性，使器件的輸入/輸出信號信號發生頻率的變化。常見的變頻器件包括混頻器（Mixer），處于非線性區的放大器，I/Q調制解調器，包含濾波器和放大器的射頻前端電路等。

混頻器主要測試參數

變頻器會呈現出相應的線性和非線性特性，因此對它的測試提出了獨特的測試任務，這些測試參數包括：

-傳輸測量包括變頻損耗或增益、群延時、線性相位偏差和端口之間隔離；

-反射測量包括回波損耗和駐波比；

-一些表征由變頻過程所增加的失真測量包括互調失真、變頻壓縮和不需要的混頻分量；

混頻器測試所面臨的挑戰

輸入和輸出處于不同頻率

器件的傳輸特性定義為輸出信號和輸入信號的比值。對于非頻率變換器件來講，因為所有接收機的頻率都一樣，故可以對幅度和相位兩者進行測試。但對變頻器件而言，其輸出信號和輸入信號是不同頻率的，不同頻率信號進行相位比較是沒有意義的，對變頻器件傳輸的相位特性指標定義如下：

所以對于變頻器件的絕對相位參數測試必須利用參考混頻器來提供參考信號。對于參考器件需要明確其具體參數，然后通過校準消除其對測試結果的影響，同時網絡分析儀需要具有頻率偏置功能。

多端口器件、需要兩路輸入

混頻器一般為三端口器件，需要提供被測混頻器本振信號，本振信號需要滿足被測器件功率和頻率范圍要求。

不能進行傳統的矢量網絡分析誤差修正

任何儀表完成測量都會包含儀表的系統誤差，網絡分析儀測試過程中可以通過校準來消除其系統誤差，保證測量的精度。對混頻器的測量，因為其輸入和輸出不同頻，所以需要采取新的校準方法消除儀表系統誤差而不能用傳統的2端口校準對變頻損耗/增益測量進行誤差修正，這是因為混頻器或變頻器的激勵（輸入）和響應（輸出）信號處于不同的頻率上。

矢量網絡分析儀測試混頻器的方法

對于變頻損耗的測試,在矢量網絡分析儀中以采用標量混頻器測試或矢量混頻器測試法進行測量。

對于矢量網絡分析儀,其內部的所有接收機都共用同一本振源(如下圖所示)。這就意味著在測量S參數時,在同一時刻,矢量網絡分析儀中的各個測量接收機只能測量同一頻率的信號。而對于變頻器件來說,由于其輸入輸出頻率并不相同,因此測量其傳輸特性(如變頻損耗等參數)就需要應用特殊的測量技術。

標量混頻器測試技術

標量混頻器測試技術是采用交替法測量混頻器的輸入和輸出信號分量。也就是說,在t1的時刻,在被測混頻器的輸入端口,利用矢量絡分析儀內部的參考接收機測量RF信號的特性,完成測量后,在t2時刻,在被測混頻器的輸出端口,利用矢量網絡分析儀的內部測量接收機測量F信號的特性。這一交替的測量程則很好克服了由于矢網內部接收機共用同一本振所帶來的問題。但是由于輸入分量與輸出分量是采用交替的方式測量,因此無法比較它們之間的相位特性,所以該方法不能測量頻器的相位和群延時特性,故稱為標量混頻器測試技術。

參考混頻器測量法

為了測量混頻器的相移特性,一般可采用參考混頻器法。也就是通過在矢量網絡分析儀的參考測量通引入一參考混頻器,把耦合到參考通道的RF信號變換到與被測混頻器輸出一致的頻率被測混頻器變頻后輸出的F信號會在矢量網絡的測量接收機中測量得到bIF,而其輸入分量在矢量網絡分析儀的輸出端口的參考通道測量得到aIF,由于aIF和bIF處于同一頻率,因此可以求出其相位偏移特性。由于該結果引入了參考混頻器的插入損耗和相位特性,因此需要對結果進行修正。如果使用的是已知特性的參考混頻器,則可以采用修正的方法;如果使用的是未知參數的參考混頻器,則需要采用特殊的校準方式,把所引入的參考混頻對測量結果的影響進行消除。

測試設備需求：

1、端口矢量網絡分析儀，同時具備雙源激勵，以用作射頻和本振激勵。

2、端口矢量網絡分析儀，配備外部射頻信號源提供本振信號，根據測試軟件不同，也可以選用功率傳感器對混頻器的輸出進行測試。

混頻器標量測試應用實例

應某大學教學要求需要測試混頻器的增益，輸出功率。東方中科為其配置了相應的測試設備，以及給予相應的技術服務指導。

相應的測試配置方案如下：

綜合測試儀表Fieldfox一臺。

射頻信號源一臺。

U2000功率計一支。

FieldFox 手持式射頻和微波分析儀 ：

可用作電纜和天線分析儀（CAT）、VNA、頻譜分析儀或一體化綜合分析儀USB 功率測量、內置功率計和矢量電壓表通過 iOS 設備進行遠程控制；FieldFox能夠測量功率測量結果隨頻率的變化。功率使用 USB 功率傳感器測量。FieldFox 的信號源頻率可以與功率傳感器（接收機）頻率分開單獨設置。掃頻包括對信號源和接收機頻率的掃描，掃描結果分別用兩條軌跡顯示。頻偏可以是負值、零或正值。

FieldFox可表征混頻器和轉換器等器件的標量傳輸響應在測量頻率轉換器件的變頻損耗/增益時，必然要利用此頻偏功能，因為根據定義，被測器件的輸入頻率和輸出頻率是不同的。FieldFox 信號源仿真被測器件，并使用功率傳感器作為測量接收機。

信號源功率、增益/損耗以及接收機或輸出功率均可在 FieldFox 上顯示。

測試結果

掃頻模式

混頻器測試的參數其他的項目，比如：群時延、線性相位偏差和端口之間隔離；反射測量包括回波損耗和電壓駐波比；包括噪聲系數等等。我們這里沒有涉及到，但Keysight都是相應的設備去匹配相應的需求！