在評估正交調制器時，在基帶輸入端應用兩個正交正弦波以驗證調制器精度非常有用。載波抑制、邊帶抑制、增益控制范圍和頻帶上的增益平坦度等參數都可以使用正交音和檢查RF輸出頻譜進行量化。此外，完整的變送器可以高效調試，而無需復雜的調制實驗室發生器。一旦系統經過調試和運行驗證，就可以使用更高端的設備和測試對其進行進一步評估。

要 測試 具有 同相 和 正交 （I/ Q） 輸入 的 系統， 需要 兩個 相位 偏移 正好 為 90° 的 音調 或 “正弦-余弦” 排列。雖然通過連接兩個實驗室生成器（通過外部參考等）可以獲得一些適度的成功，但這項任務可能會令人沮喪，在某些情況下是不可能的。

圖1所示是生成正余弦對的實用方法。這種方法采用電阻電容（RC）電橋，并用單個正弦波驅動它。產生的兩個信號（正弦和余弦）饋送到獨立的單位增益運算放大器（單個MAX4454）進行緩沖，并通過50Ω端口訪問。原始的正弦波可以由一個廉價的函數發生器產生，整個解決方案可以在一個下午使用常用組件從頭開始構建。MAX4454具有出色的特性：200MHz GBW （增益帶寬）、低噪聲、超低IMD （互調失真）和單位增益穩定。

圖1.

實現：選擇網橋組件

RC低通部分在-45dB截止時提供-3°相位滯后，而RC高通提供+45°超前。因此，如果選擇相同的R和C，電橋將提供精確的90°相移輸出，每個輸出比輸入正弦波低3dB。當然，電路與頻率密切相關，電橋元件必須盡可能緊密匹配，否則輸出音調將不匹配。還必須選擇適當的值，以便為要測試的無線電產生適當的轉折頻率。要設計橋，請使用以下公式：

F角落= 1/2πRC

首先確定無線電的最佳基帶輸入頻率（通常是傳輸 I/Q 帶寬的中間）。然后選擇高于100pF的電容，這樣電路板寄生效應就不會主導電橋平衡。一旦確定了這些變量，只需求解電阻值即可。注意，MAX4454為視頻運算放大器，具有令人印象深刻的驅動能力（即數V）。P-P在 100MHz 時進入 50Ω！因此，R值的唯一（建議）限制是將其保持在~100Ω以上，以最小化放大器失真。

表1

給出了兩個實際建造并用于成功測試無線電的網橋示例。

表 1.橋梁組件

在實現實際電路時，要記住的最關鍵事項是：

電橋必須平衡。不僅要測量每個電阻，每個電容取自“已知值”批次，而且所有信號走線（或導線）必須盡可能接近相同的長度。如果忽略了這個區域，整個電路的完整性就會受到威脅。下圖（圖2）顯示了為408kHz轉折頻率構建的單元。注意等距SMA連接器及其與電橋和運算放大器的相對位置。

圖2.

性能驗證

表1第1行所示的電路值最初是為了產生408.09kHz的正余弦輸出而選擇的。原型使用圖3所示的設置進行組裝和測試。

圖3.

I/Q發生器的相位和幅度平衡通過實驗室發生器的上變頻進行測試，實驗室發生器的內部正交調制器提供-65dBc邊帶（鏡像）抑制，這對于大多數系統來說被認為是極好的。因此，在其輸出端觀察到的任何不平衡都將是由于被測I/Q發生器電路造成的。

在使用頻譜分析儀監測產生的RF信號時，調整輸入頻率，直到載波和邊帶抑制達到最佳。這就是確切的 F角落的橋梁被確定。在408.65kHz時，最大邊帶抑制為-46dBc。值得注意的是，由于我們在I和Q輸出端使用阻斷電容，因此測試電路不會向調制器貢獻直流失調，因此不會降低載波抑制性能。

審核編輯：郭婷