FFC1000系列全頻帶微波超寬帶上下變頻器

盛啵啵

​ Sample FFC1000系列全頻帶微波寬帶變頻器基于盛鉑科技創(chuàng)新的OBT-HU 一體化儀表平臺(tái)和成熟微波毫米波上下變頻技術(shù)，實(shí)現(xiàn)寬帶上變頻功能，儀表化操作界面，便于實(shí)驗(yàn)室和外場使用。

概述
        盛鉑科技的FFC1000系列超寬帶變頻器采用盛鉑科技創(chuàng)新的OBT-HFCI一體化儀器平臺(tái)和成熟直接上下變頻技術(shù)，可在兩個(gè)通道內(nèi)同時(shí)實(shí)現(xiàn)從800MHz到20/26.5/40GHz的微波毫米波信號(hào)超寬帶上下變頻和信號(hào)調(diào)理功能，并有效規(guī)避了采用I/Q 調(diào)制器的傳統(tǒng)寬帶信號(hào)產(chǎn)生技術(shù)必然帶來的I/Q 失真劣化和繁瑣的校準(zhǔn)工作。FFC1000http://www.samplesci.com/product/p-111-110.html的雙通道超寬帶信號(hào)變頻性能使其可以輕松在0.8～40GHz的咨詢4006218906頻率覆蓋范圍內(nèi)產(chǎn)生、校準(zhǔn)和分析高達(dá)2GHz瞬時(shí)帶寬的矢量信號(hào)，并憑借其優(yōu)異的指標(biāo)可充分滿足如多通道相干信號(hào)分析、信道收發(fā)分析、雷達(dá)信號(hào)、衛(wèi)星通信、跳頻通信、導(dǎo)航、電子戰(zhàn)及復(fù)雜電磁環(huán)境等測試應(yīng)用。

​

應(yīng)用
-航空航天和國防電子
-無線通信和寬帶光通信
-雷達(dá)和微波寬帶信號(hào)

主要特點(diǎn)
-射頻輸入輸出范圍：800MHz～40GHz
-中頻輸入輸出范圍：100MHz～5GHz
-每通道最高2GHz帶寬
-兩通道同時(shí)實(shí)現(xiàn)上變頻、下變頻或上下變頻
-標(biāo)準(zhǔn)5U的一體化儀器平臺(tái)設(shè)計(jì)，12.1” TFT-LCD屏幕顯示，Windows7操作系統(tǒng)
-GPIB和LAN遠(yuǎn)程控制接口，SCPI標(biāo)準(zhǔn)指令集

客戶價(jià)值
-每個(gè)通道標(biāo)配1GHz和2GHz兩檔帶寬切換
-雙通道同時(shí)實(shí)現(xiàn)上變頻、下變頻或上下變頻，單臺(tái)儀器實(shí)現(xiàn)相干或收發(fā)測試
-與市場主流品牌任意波發(fā)生器、示波器、頻譜分析儀等測試設(shè)備無縫兼容
- 開放的API軟件接口，方便用戶進(jìn)行二次開發(fā)

出眾的產(chǎn)品性能
創(chuàng)新的技術(shù)優(yōu)勢
        FFC1000系列采用直接變頻技術(shù)，如：上變頻部分采用對(duì)數(shù)字高中頻信號(hào)進(jìn)行多級(jí)上變頻處理（3次變頻到5次變頻），實(shí)現(xiàn)0.8至40GHz全頻帶的頻率覆蓋。數(shù)字高中頻加多級(jí)上變頻技術(shù)可以從根本上解決基帶信號(hào)正交上變頻方案帶來的鏡像雜散和本振泄露的問題，其鏡像雜散和本振泄露均低于-50dBc。

​

FFC1000系統(tǒng)框圖

        FFC1000系統(tǒng)平臺(tái)采用盛鉑科技自主研發(fā)的具有創(chuàng)新意義的高頻模擬總線技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，稱為High Frequency Components Interconnect，簡稱HFCI總線。HFCI總線由總線控制器、總線電源、背板和機(jī)架組成。HFCI總線主要功能是集成高頻模擬信號(hào)的擴(kuò)展模塊，總線為每個(gè)模塊提供控制供電和配置接口，便于儀器硬件功能模塊的后續(xù)升級(jí)和擴(kuò)展，實(shí)現(xiàn)射頻/微波/毫米波模塊的快速無縫的集成。

        FFC1000系列采用傳統(tǒng)的一體化儀器架構(gòu)，使用傳統(tǒng)的儀器前面板物理旋鈕和按鍵控制和操作，非常便于用戶在實(shí)驗(yàn)室和外場環(huán)境中使用。同時(shí)基于Windows7的操作系統(tǒng)使用戶輕松上手。

變頻技術(shù)
        盛鉑科技的FFC1000系列超寬帶上下變頻器集成了上下變頻和增益調(diào)節(jié)功能，可將寬帶信號(hào)變頻到所需的特定頻帶，并調(diào)理輸出信號(hào)的幅度，該產(chǎn)品的主要特點(diǎn)有：
-采用直接變頻技術(shù)，有效規(guī)避了采用I/Q 調(diào)制的各種性能惡化，可以使本振泄露雜散和鏡像雜散低于-50dBc，并獲得較優(yōu)異的帶內(nèi)平坦度性能。
-變頻器內(nèi)置本振，其采用DDS+PLL方案，與傳統(tǒng)儀器的YIG 方案相比較，頻率變化速度更快。

超越同儕的技術(shù)
傳統(tǒng)的I/Q變頻技術(shù)
        所謂的I/Q變頻技術(shù)即通常所說的數(shù)字變頻技術(shù)，就是DAC 產(chǎn)生Inphase 和Quadrature 兩路基帶信號(hào)，再通過I/Q調(diào)制器將基帶信號(hào)調(diào)制到載波頻率。I/Q調(diào)制器又稱正交調(diào)制器，其原理圖如下：

​

I/Q原理框圖
I/Q調(diào)制器鏡像雜散與相位失配的比例關(guān)系可由：
Sr=20*log[sin(α/2)/cos(α/2)]
       推導(dǎo)可知，I/Q 調(diào)制方案采用兩路反相信號(hào)對(duì)消的方式來抑制鏡像雜散，對(duì)兩路信號(hào)的相位和幅度一致性要求很高。由先前公式計(jì)算可知，兩路信號(hào)的正交相位誤差為1 度時(shí)，其鏡像電平為-41dBc。

        目前的IQ調(diào)制器件種類較多，通信頻段的窄帶調(diào)制器鏡像雜散約為-40dBc，寬帶微波IQ調(diào)制器鏡像雜散一般在-30～-35dBc 之間。采用校準(zhǔn)的方式可以矯正IQ通道的不一致性，校準(zhǔn)后IQ調(diào)制器的鏡像雜散能達(dá)到-40dBc的水平。環(huán)境溫度的變換對(duì)IQ 通道的不一致性會(huì)產(chǎn)生一定的影響，在不同的使用環(huán)境下一般需要重新校準(zhǔn)。微波寬帶IQ調(diào)制器由于 受到基帶信號(hào)相對(duì)帶寬較大的影響，其輸出信號(hào)的平坦度較差，高于1GHz帶寬微波寬帶IQ調(diào)制器輸出信號(hào)平坦度最差達(dá)5dB以上，每次使用都需校準(zhǔn)后才能得到較為平坦的寬帶矢量信號(hào)。

IF直接變頻技術(shù)
        盛鉑科技的FFC1000系列采用IF直接多級(jí)變頻技術(shù)，IF 上變頻方案的原理框圖如下：

​

IF上變頻方案原理框圖
        如圖所示，DAC產(chǎn)生的中頻信號(hào)直接進(jìn)入上變頻器，在寬帶應(yīng)用場合，上變頻器一般采用雙平衡混頻器實(shí)現(xiàn)，雙平衡混頻器輸出信號(hào)的頻譜包含上下兩個(gè)邊帶，混頻器輸出的信號(hào)通過帶通濾波器濾除無用的邊帶信號(hào)和本振泄露信號(hào)后，得到所需的矢量信號(hào)，上變頻的過程就是對(duì)IF信號(hào)在頻率軸進(jìn)行整體頻譜搬移的過程。IF上變頻方案利用帶通濾波器的帶外抑制來消除變頻鏡像雜散，通過合理的選擇IF 信號(hào)頻率和帶通濾波器的相關(guān)參數(shù)，可以使本振泄露雜散和鏡像雜散低于-50dBc。

         IF上變頻方案的優(yōu)點(diǎn)是產(chǎn)生的信號(hào)雜散低，平坦度更好。

靈活的系統(tǒng)應(yīng)用方案
        FFC1000系列可以非常便捷與盛鉑科技SCRP系列信號(hào)采集、存儲(chǔ)及回放系統(tǒng)構(gòu)建成寬帶矢量信號(hào)的生產(chǎn)和分析系統(tǒng)，同樣FFC1000系統(tǒng)也可以與市場其它主流品牌的任意波形發(fā)生器、示波器或頻譜分析儀完美兼容并構(gòu)建成類似系統(tǒng)。以FFC1000為核心的寬帶矢量信號(hào)的生成和分析系統(tǒng)主要有三種不同的工作模式：
-單/雙通道寬帶矢量信號(hào)生成模式
-單/雙通道寬帶矢量信號(hào)分析模式
-寬帶矢量信號(hào)生成和分析同時(shí)運(yùn)行模式

雙通道寬帶矢量信號(hào)生成方案
        高性能SCRP可以輕松產(chǎn)生各種樣式的IF 信號(hào)，因此與SCRP配套的FFC1000系列上變頻器主要采用IF上變頻方案產(chǎn)生寬帶矢量信號(hào)，能夠產(chǎn)生高達(dá)2GHz瞬時(shí)帶寬、40GHz載頻的高質(zhì)量寬帶矢量信號(hào)，由SCRP和FFC1000 上變頻器組成的寬帶矢量信號(hào)產(chǎn)生系統(tǒng)方案見下圖：

​

FFC1000系列與主流品牌AWG完美兼容并產(chǎn)生寬帶矢量信號(hào)
        如圖所示，SCRP產(chǎn)生一個(gè)頻率較高的中頻信號(hào)，輸入到FFC1000系列上變頻器的中頻輸出接口，F(xiàn)FC1000內(nèi)部經(jīng)過多級(jí)變頻實(shí)現(xiàn)0.8～40GHz 寬頻帶覆蓋。FFC1000內(nèi)部集成了寬帶低相位噪聲微波本振源，用戶還可以選擇外置本振源的方式工作。 雙通道寬帶矢量信號(hào)分析方案
        盛鉑科技SCRP系列信號(hào)采集、存儲(chǔ)及回放系統(tǒng)以及市場主流品牌高速數(shù)字示波器或頻譜分析儀可以滿足寬帶矢量信號(hào)分析的要求，由于示波器等設(shè)備中ADC的時(shí)鐘頻率較高，因此寬帶矢量信號(hào)分析系統(tǒng)采用IF采樣數(shù)字解調(diào)方案作為其主要工作模式。FFC1000系列將高達(dá)20GHz的載波信號(hào)變頻到5GHz以下，并進(jìn)行必要的幅度調(diào)整后輸入高速數(shù)字示波器等設(shè)備進(jìn)行信號(hào)存儲(chǔ)、分析甚至回放。由信號(hào)采集設(shè)備和FFC1000 下變頻器組成的寬帶矢量信號(hào)分析系統(tǒng)方案見下圖：

​

        FFC1000系列可與主流品牌示波器等高速采集設(shè)備兼容對(duì)寬帶矢量信號(hào)進(jìn)行分析

多樣化產(chǎn)品選擇
        盛鉑科技FFC1000系列產(chǎn)品家族通過精準(zhǔn)的定位和細(xì)分的應(yīng)用提供眾多型號(hào)選擇，以及豐富選件配置，滿足用戶的不同應(yīng)用需求，最大程度上降低客戶成本，保證您的投資利用。

型號(hào)	功能描述
主機(jī)
FFC1020U-1CH	0.8～20GHz超寬帶上變頻器，單通道
FFC1020U-2CH	0.8～20GHz超寬帶上變頻器，雙通道
FFC1020D-1CH	0.8～20GHz超寬帶下變頻器，單通道
FFC1020D-2CH	0.8～20GHz超寬帶下變頻器，雙通道
FFC1026U-1CH	0.8～26.5GHz超寬帶上變頻器，單通道
FFC1026U-2CH	0.8～26.5GHz超寬帶上變頻器，雙通道
FFC1026D-1CH	0.8～26.5GHz超寬帶下變頻器，單通道
FFC1026D-2CH	0.8～26.5GHz超寬帶下變頻器，雙通道
FFC1040U-1CH	0.8～40GHz超寬帶上變頻器，單通道
FFC1040U-2CH	0.8～40GHz超寬帶上變頻器，雙通道
FFC1040D-1CH	0.8～40GHz超寬帶下變頻器，單通道
FFC1040D-2CH	0.8～40GHz超寬帶下變頻器，雙通道
FFC1020UD	0.8～20GHz超寬帶上下變頻器，單通道上邊頻，單通道下變頻
FFC1026UD	0.8～26.5GHz超寬帶上下變頻器，單通道上邊頻，單通道下變頻
FFC1040UD	0.8～40GHz超寬帶上下變頻器，單通道上邊頻，單通道下變頻
選件
HPA0020	功率放大選件，20GHz帶寬
HPA0026	功率放大選件，26.5GHz帶寬
HPA0040	功率放大選件，40GHz帶寬
LNA0020	低噪聲放大器，20GHz帶寬
LNA0026	低噪聲放大器，26.5GHz帶寬
LNA0040	低噪聲放大器，40GHz帶寬
PAT0026	程控衰減選件，DC-26GHz
PAT0040	程控衰減選件，DC-40GHz
LIF100	低中頻選件，0.1~5GHz,信號(hào)帶寬可在100/200/500/1000/2000MHz五檔調(diào)節(jié)

主要技術(shù)參數(shù)
上變頻通道

主機(jī)型號(hào)	FFC1020U/UD	FFC1026U/UD	FFC1040U/UD
射頻輸出信號(hào)頻率范圍	0.8～20GHz	0.8～26.5GHz	0.8～40GHz
射頻輸出信號(hào)功率范圍
標(biāo)準(zhǔn)	-20～15dBm
使用HPA選件1	-10～20dBm
使用PAT選件1	-110～15dBm
同時(shí)使用HPA和PAT選件	-100～20dBm
中頻輸入信號(hào)頻率范圍	0.1～5GHz （中頻相對(duì)帶寬10%~50%）
中頻輸入信號(hào)功率范圍	-10～0dBm
通道增益調(diào)整步進(jìn)	1dB
瞬時(shí)信號(hào)帶寬2
最小值	100MHz
最大值	2GHz
輸出信號(hào)雜散電平	優(yōu)于-50dBc
輸出信號(hào)平坦度	±1.5dB(典型值)
端口駐波系數(shù)	1.8
通道數(shù)
FFC10XXU-1CH	單通道
FFC10XXU-2CH	雙通道
FFC10XXUD	單通道3

1. 需在訂購主機(jī)時(shí)按照對(duì)應(yīng)的選件型號(hào)同時(shí)選購，可根據(jù)通道數(shù)量自行增減配置。
2. 信號(hào)帶寬可在100/200/500/1000/2000MHz五檔中調(diào)節(jié)。(需要選配LIF100選項(xiàng)，默認(rèn)配置信號(hào)帶寬為1G/2GHz兩檔)
3. FFC10XXUD系列型號(hào)為一個(gè)上變頻通道和一個(gè)下變頻通道，合計(jì)為雙通道。

​

​

下變頻通道

主機(jī)型號(hào)	FFC1020D/UD	FFC1026D/UD	FFC1040D/UD
射頻輸入信號(hào)頻率范圍	0.8～20GHz	0.8～26.5GHz	0.8～40GHz
射頻輸入信號(hào)功率范圍	-70～30dBm
增益	90dB
通道增益調(diào)整步進(jìn)	1dB
噪聲系數(shù)
標(biāo)準(zhǔn)	15dB
使用LNA選件4	8dB
中頻輸出信號(hào)頻率范圍	0.1～5GHz （中頻相對(duì)帶寬10%~80%）
中頻輸出信號(hào)功率	10dBm
瞬時(shí)信號(hào)帶寬5
最小值	100MHz
最大值	2GHz
輸出信號(hào)雜散電平	優(yōu)于-50dBc
輸出信號(hào)平坦度	±1.5dB（典型值）
端口駐波系數(shù)	1.8
通道數(shù)
FFC10XXD-1CH	單通道
FFC10XXD-2CH	雙通道
FFC10XXUD	單通道

4. 需在訂購主機(jī)時(shí)按照對(duì)應(yīng)的選件型號(hào)同時(shí)選購，可根據(jù)通道數(shù)量自行增減配置。
5. 信號(hào)帶寬可在100/200/500/1000/2000MHz五檔中調(diào)節(jié)。(需要選配LIF100選項(xiàng)，默認(rèn)配置信號(hào)帶寬為1G/2GHz兩檔)

​

​

本振

本振信號(hào)技術(shù)指標(biāo)
參數(shù)名稱	最小值	典型值	最大值
頻率步進(jìn)		1Hz
≤@20GHz		≤-105dBc/Hz@10kHz
@20～40GHz		≤-100dBc/Hz@10kHz
參考輸入標(biāo)稱頻率		10MHz
本振信號(hào)頻率轉(zhuǎn)換時(shí)間		≤200μs
參考輸入鎖定范圍	-0.05ppm		0.05ppm
參考輸入信號(hào)功率	1dBm		5dBm
參考輸出標(biāo)稱頻率		10MHz
參考輸出頻率精度		0.05ppm
參考輸出信號(hào)功率	4dBm		6dBm

​

對(duì)外接口

FFC10XXU/UD上變頻器前面板
標(biāo)識(shí)	定義	方向	連接器	備注
RF1-OUT	第1通道射頻輸出	O	2.4mm K-K	FFC10XXUD適用RF1-OUT
RF2-OUT	第2通道射頻輸出	O	2.4mm K-K	FFC1XXU-1CH不適用
IF1-IN	第1通道中頻輸入	I	SMA-K	FFC10XXUD適用IF1-IN
IF1-IN	第2通道中頻輸入	I	SMA-K	FFC1XXU-1CH不適用
USB	USB接口	IO	Type A Female

FFC10XXD/UD下變頻器前面板
標(biāo)識(shí)	定義	方向	連接器	備注
RF1-IN	第1通道射頻輸入	I	2.4mm K-K	FFC10XXUD不適用
RF2-IN	第2通道射頻輸入	I	2.4mm K-K	FFC1XXD-1CH不適用
IF1-OUT	第1通道中頻輸出	O	SMA-K	FFC10XXUD不適用
IF2-OUT	第2通道中頻輸出	O	SMA-K	FFC1XXD-1CH不適用
USB	USB接口	IO	Type A Female

后面板
標(biāo)識(shí)	定義	方向	連接器	備注
AC	電源輸入	I
LAN	局域網(wǎng)控制接口	IO	RJ450
VGA	VGA輸出接口	IO
USB	USB接口	IO	Type A Female
TRIG-IN	觸發(fā)輸入	I	BNC-K
TRIG-OUT	觸發(fā)輸出	O	BNC-K
REF-IN	參考輸入	I	BNC-K
REF-OUT	參考輸出	O	BNC-K

常規(guī)參數(shù)
電源和功耗：
-電壓：100～250 VAC
-頻率：47～63 Hz
-實(shí)際功耗：≤500 Watts
物理特征：
-外形：符合19英寸標(biāo)準(zhǔn)機(jī)箱規(guī)范，5U高度
-尺寸（長×寬×高）：550mm×430mm×222mm
-重量：≤35 kg
遠(yuǎn)程控制接口：
-USB、GPIB和LAN遠(yuǎn)程控制接口
-SCPI標(biāo)準(zhǔn)指令集
使用環(huán)境：
-工作溫度： 0～40℃
-相對(duì)濕度：20～90% @ 30℃
-海邊高度：≤3000米
平臺(tái)系統(tǒng)：
-CPU：Intel® Core™ i7-4700EQ 2.4GHz
-操作系統(tǒng)：Windows7 64Bit
-內(nèi)存：4GB
-硬盤：160GB SSD
-顯示器：12.1” TFT-LCD

產(chǎn)品按ISO認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn)制造。
產(chǎn)品符合IEEE標(biāo)準(zhǔn)488.1-1987，RS-232-C標(biāo)準(zhǔn)代碼和格式。



​