我使用PXIe-5663的时候,为什么会采集到尖刺?



硬件: Modular Instruments>>RF Measurement Devices>>PXIe-5601, Modular Instruments>>RF Measurement Devices>>PXIe-5663

问题: 我正在使用NI PXIe-5663(或者NI PXIe-5601下变频器)进行频谱测量,我注意到采集得到的信号相比输入信号有许多的尖刺。这个现象是正常的吗?

解答: 作为NI PXIe-5601组件的NI PXIe-5663主要通过单次混合过程将输入的RF信号下变频到中频(IF),这个过程会得到额外的一些镜像频带,它主要是由本振和输入RF信号的谐波的混合造成的。您所看到的尖刺是正常的,这个现象在NI RF矢量分析仪的帮助文档的输入相关尖刺部分中也有说明。


下面我们具体来解释一下这个现象,我们知道一个理想的混合器的输出是两个输入信号的相乘。对于单调信号,混合器的输出信号可以按照以下的三角公式表达:


在我们的这个例子中,NI 5601会进一步通过滤波滤去信号的高频部分,进而放大信号,得到以下的结果:



在上述的公式中,A和B是本振和输入RF信号(我们不一定知道如何表达这个RF信号)。这两个信号的相减得到的就是由混合器输出的中频的频率。


在5601上,本振的频率并不是随意的,需要使得期望的RF带宽能够被混合到IF的通带。但是,对于所有的本振频率,其实会有两个频率成分被混合到同一个频率,即(RFhi - LO) = (LO - RFlo)。一旦经过混合,就没有并阿发区分哪一个频率成分原来是RFhi或者RFlo。

如果我们把RF信号想象成覆盖整个频带,而不仅仅是单一频率成分的信号,我们会看到会有两个频带被混合到同一个IF通带。NI RFSA驱动假设信号是从某一个特定RF带宽(用户可以选择是高频带还是低频带)得到的。所有在镜像频带的信号最终会出现在期望的RF输入带宽的顶部。

接下来,我们让问题复杂一些,本振的所有谐波同样会和RF输入信号混合,会使得一系列的频带混合到IF通带,如下图所示:



IF通带见图中绿色部分,蓝色部分对应到期望的RF频带以及其镜像(根据本振注入位置可以决定两者分别对应蓝色的哪一部分)。红色和紫色的部分代表将和本振的谐波混合的频率,它们的混合造成IF频带进一步的镜像。

5601会造成这样的镜像是由于它使用单次下变频,根据期望的RF频带变换到187.5MHz或者53MHz的IF中心频率。它造成的镜像频带和期望的RF通带十分接近。

与此不同的是,NI PXI-5600使用多次混合,从而可以更好的消除频谱镜像的影响。第一阶段的混合其实是一个上变频,将所有的镜像变换出设备的通带。


如果使用5601的话,可以按照以下的方法去处尖刺:
  1. 高注入点和低注入点都尝试一下。这会得到不同的本振频率以及不同的镜像频带。
  2. 使用外部滤波小区RF信号频带外的部分,这个部分是会镜像到IF通带的。
  3. 使用在本振源和5601之间使用外部滤波消除本振谐波。

对于大多数的频谱检测应用,NI推荐多段差动接收器,例如5600而不是5601。如需要更多帮助,请联系NI技术代表。


相关链接: Products and Services: NI PXIe-5663
Developer Zone Tutorial: RF and Communications Fundamentals

附件:





报告日期: 01/18/2010
最近更新: 10/29/2010
文档编号: 55HF4PFS