一種具有可變衰減單元的測量裝置的制造方法【
技術(shù)領(lǐng)域：
】[0001]本發(fā)明涉及測量、測試
技術(shù)領(lǐng)域：
，特別是涉及一種具有可變衰減單元的測量裝置?！?br>背景技術(shù)：
】[0002]在測量、測試領(lǐng)域中，射頻信號源是射頻微波工作者必備的一種測量測試儀器。射頻信號源是一種射頻信號發(fā)射裝置，它可以輸出各種頻率、幅度等參數(shù)的連續(xù)波射頻信號，當然還能輸出各種調(diào)制信號，如FM、AM、PM、IQ、Pulse等調(diào)制信號。射頻信號源輸出信號的幅度精確度和穩(wěn)定度是射頻信號源的重要指標之一，而這些指標一般是由ALC電路(AutomaticLevelControl自動電平控制電路）來實現(xiàn)。[0003]專利申請?zhí)枮?01210539525.3的中國專利申請文件公開了一種射頻信號源100的原理，結(jié)合參考附圖1，射頻信號源100主要包括依次連接的頻率合成器電路101、自動電平控制電路102、步進衰減電路103。[0004]所述頻率合成器電路101的主要作用是根據(jù)用戶設(shè)置的各種參數(shù)產(chǎn)生一定頻率（固定頻率或一定頻率范圍）的射頻信號，頻率合成器電路101具有多種實現(xiàn)方式，可以是由鎖相環(huán)電路直接構(gòu)成，進而分/倍頻后可以產(chǎn)生較寬頻率范圍的射頻信號，隨著直接數(shù)據(jù)頻率合成技術(shù)的發(fā)展，采用DDS信號源(也稱為直接數(shù)字頻率合成源，或DDFS，DirectDigitalFrequencySynthesis)結(jié)合鎖相環(huán)電路的技術(shù)越發(fā)成熟，比如專利號為US8044725的美國專利"Signalgeneratorwithdirectly-extractableDDSsignalsource"就公開了這樣一種頻率合成器101構(gòu)成的射頻信號源。[0005]自動電平控制電路102的主要作用是將頻率合成器電路101產(chǎn)生的射頻信號穩(wěn)定在一定幅度，由模擬電路實現(xiàn)，專利申請?zhí)枮?01210530377.9、201210530239.0的中國專利申請文件均公開了一種具有自動電平控制電路的射頻信號源，。結(jié)合參考附圖2,圖2示出了一種自動電平控制電路102的電路原理，包括可變衰減器201、射頻放大器203、耦合器204、電阻202、檢波器212、對數(shù)放大器210、加法器209、電容207、運算放大器208、對數(shù)放大器211、加法器206、指數(shù)放大器205。[0006]所述可變衰減器201的輸入端2A接入所述頻率合成器電路101產(chǎn)生的射頻信號，并對接入的所述射頻信號進行衰減，衰減值受調(diào)節(jié)端(也可以稱為控制端)2C的輸入信號的控制，可變衰減器201的輸出端2B輸出經(jīng)過衰減后的穩(wěn)定信號。所述可變衰減器201具有多種實現(xiàn)方式，例如專利申請?zhí)枮?01210530622.6的中國專利申請文件就公開了其中部分實現(xiàn)方式，可變衰減器201-般是由PIN二極管構(gòu)成。[0007]所述射頻放大器203對所述可變衰減器201輸出的信號進行放大，然后輸出給所述奉禹合器204。[0008]耦合器204將輸入信號分為兩路，直通端口2F直接輸出射頻信號，耦合端口則將部分射頻信號引入到所述檢波器212,隔離端口則直接通過電阻202接地。耦合器204的作用是在盡量減小對射頻信號影響的情況下，獲取到射頻信號的幅度信息，耦合器204可以用功率分配器等代替。[0009]檢波器212將耦合器204的耦合端口發(fā)送來的信號進行檢波，獲取到信號的幅度信息，生成與信號幅度相關(guān)的直流(或準直流）電壓信號。[0010]檢波電壓與輸入給檢波器212的信號的幅度("dB"形式)一般成指數(shù)關(guān)系，因此使用對數(shù)放大器210將所述檢波器電壓與輸入給檢波器212的信號線性化。[0011]加法器209的作用是將對數(shù)放大器210輸出的電壓信號與一個比較電壓(通過端口2G產(chǎn)生）進行比較，獲取到誤差電壓。[0012]電容207和運算放大器208構(gòu)成了一個積分器，積分器可以將加法器209產(chǎn)生的誤差電壓進行積分，積分后的信號可以直接輸出給指數(shù)放大器205,但是由于還需要實現(xiàn)AM調(diào)制(幅度調(diào)制)功能，因此還需要設(shè)置加法器206,此時積分器積分后的信號輸出給所述加法器206。[0013]需要AM調(diào)制時，用戶設(shè)置AM調(diào)制相關(guān)參數(shù)，最終通過端口2H產(chǎn)生AM調(diào)制信號輸出給所述對數(shù)放大器211，對數(shù)放大器211的作用是將AM調(diào)制信號轉(zhuǎn)換為對數(shù)形式，以配合后邊的指數(shù)放大器205,才能正確驅(qū)動所述可變衰減器201。對數(shù)放大器211產(chǎn)生的信號分別輸出給所述加法器209和加法器206,當AM調(diào)制信號頻率較低時，對數(shù)放大器211輸出的信號中給加法器209的正常工作，加法器209將檢波信號、參考信號和AM調(diào)制信號進行加法運算后產(chǎn)生誤差電壓送入積分器，此時整個電路可以正常工作；當AM調(diào)制信號頻率較高時，對數(shù)放大器211輸出的信號中給加法器206的正常工作，加法器206將積分器輸出信號與對數(shù)放大器211輸出的信號作加法運算，然后共同輸出給所述指數(shù)放大器205。[0014]指數(shù)放大器205的作用是將之前經(jīng)過對數(shù)放大器轉(zhuǎn)換后的線性信號再轉(zhuǎn)換為指數(shù)信號，然后來驅(qū)動所述可變衰減器201，實現(xiàn)整個電路的自動電平調(diào)節(jié)，直到端口2F輸出的信號穩(wěn)定在一個固定幅度上。[0015]步進衰減器電路103的作用是將所述自動電平控制電路102產(chǎn)生的頻率和幅度固定的信號調(diào)節(jié)為用戶需要的幅度，一般射頻信號源100的指標中會標注可以實現(xiàn)的幅度范圍，例如一般可以實現(xiàn)從-130dBm或更低直至+20dBm或更寬的幅度范圍，此時就需要步進衰減器電路103來調(diào)節(jié)，步進衰減器電路103是現(xiàn)有技術(shù)，例如專利申請?zhí)枮?01210539536.1中國專利申請文件就公開了一種實現(xiàn)方案。[0016]另外，對于所述可變衰減器201，有時還需要額外的驅(qū)動電路來驅(qū)動，由于所述可變衰減器201-般有PIN二極管構(gòu)成，其工作時需要一定的電流或電壓，工作電流可達幾十毫安，因此現(xiàn)有的驅(qū)動電路一般為恒流驅(qū)動或恒壓驅(qū)動。恒流驅(qū)動，即為將可變衰減器201需求的衰減量轉(zhuǎn)換為對應電流，通過一個電路產(chǎn)生該恒定電流并輸出給可變衰減器201的調(diào)節(jié)端，而可變衰減器201的電壓由二極管本身特性決定；恒壓驅(qū)動，就為將可變衰減器201需求的衰減量轉(zhuǎn)換為對應電壓，通過一個電路產(chǎn)生恒定電壓并輸出給可變衰減器201的調(diào)節(jié)端，而可變衰減器201的電流由二極管本身特性決定。[0017]由于二極管本身容易受溫度變化影響，隨著電路工作，當此電路處的溫度發(fā)生變化時，可變衰減器201的二極管電壓電流關(guān)系也發(fā)生變化：對于恒流驅(qū)動，驅(qū)動電路產(chǎn)生的電流維持不變，電壓改變；對于恒壓驅(qū)動，驅(qū)動電路產(chǎn)生的電壓維持不變，電流改變。但相對來說，恒流驅(qū)動狀態(tài)下的可變衰減器201的溫度穩(wěn)定性高于恒壓驅(qū)動，因為二極管的電壓電流關(guān)系可以近似使用如下函數(shù)表示：[0019]上式中，Is，\為隨溫度變化的常數(shù)；13數(shù)值較小，但隨溫度變化范圍較大(約1E-15~1E-6A)。Vt與溫度成線性關(guān)系【主權(quán)項】1.一種具有可變衰減單元的測量裝置，包括可變衰減單元、數(shù)據(jù)處理單元，所述可變衰減單元，用于在所述數(shù)據(jù)處理單元輸出的一個驅(qū)動信號的驅(qū)動下對輸入信號進行衰減，產(chǎn)生衰減信號，所述數(shù)據(jù)處理單元，用于產(chǎn)生所述驅(qū)動信號，其特征在于：還包括一個驅(qū)動信號處理單元，所述驅(qū)動信號處理單元包括運算放大器、電阻、可調(diào)線性衰減器，所述可變衰減單元的調(diào)節(jié)端分別連接所述電阻的第一端和所述運算放大器的同向輸入端，所述電阻的第二端分別連接所述運算放大器的輸出端和所述可調(diào)線性衰減器的輸出端，所述可調(diào)線性衰減器的輸入端連接所述數(shù)據(jù)處理單元的輸出端，所述運算放大器的反向輸入端連接所述可調(diào)線性衰減器的調(diào)整端。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的具有可變衰減單元的測量裝置，其特征在于：所述可調(diào)線性衰減器采用R-2R乘法型數(shù)模轉(zhuǎn)換器實現(xiàn)。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的具有可變衰減單元的測量裝置，其特征在于：還包括一個配置單元，用于依據(jù)所述驅(qū)動信號配置所述R-2R乘法型數(shù)模轉(zhuǎn)換器的碼值。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的具有可變衰減單元的測量裝置，其特征在于：所述數(shù)據(jù)處理單元和所述配置單元由一個FPGA型可編程邏輯芯片構(gòu)成。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的具有可變衰減單元的測量裝置，其特征在于：所述可調(diào)線性衰減器采用數(shù)字電位器實現(xiàn)?！緦＠勘景l(fā)明公開了一種具有可變衰減單元的測量裝置，包括可變衰減單元、數(shù)據(jù)處理單元，可變衰減單元用于在數(shù)據(jù)處理單元輸出的一個驅(qū)動信號的驅(qū)動下對輸入信號進行衰減，產(chǎn)生衰減信號；數(shù)據(jù)處理單元用于產(chǎn)生所述驅(qū)動信號；還包括一個驅(qū)動信號處理單元，驅(qū)動信號處理單元包括運算放大器、電阻、可調(diào)線性衰減器，可變衰減單元的調(diào)節(jié)端分別連接電阻的第一端和運算放大器的同向輸入端，電阻的第二端分別連接運算放大器的輸出端和可調(diào)線性衰減器的輸出端，可調(diào)線性衰減器的輸入端連接數(shù)據(jù)處理單元的輸出端，運算放大器的反向輸入端連接可調(diào)線性衰減器的調(diào)整端。本發(fā)明的方案具有較好的穩(wěn)定特性，較高的帶寬，較好的線性度?！綢PC分類】G01R19-25,G01R19-00【公開號】CN104730310【申請?zhí)枴緾N201310721662【發(fā)明人】羅浚洲,王悅,王鐵軍,李維森【申請人】蘇州普源精電科技有限公司【公開日】2015年6月24日【申請日】2013年12月24日