微波頻率通道的實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于前向通道測量技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種微波頻率通道的實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002] 現(xiàn)代電子設(shè)備為適應(yīng)反輻射干擾、反截獲及躲避激光制裝置的精確打擊，幾乎所 有的新型電子偵測設(shè)備都采用了高壓縮比同步頻率捷變、脈沖調(diào)制載波探測技術(shù)，這就意 味著捷變頻調(diào)制頻率愈來愈高，帶寬愈來愈寬，調(diào)制波加載時(shí)間已達(dá)到ns量級(jí)。國內(nèi)，具 有代表性的是臺(tái)灣ACEC0公司生產(chǎn)的FC-2001手持式頻率計(jì)，其頻率測量范圍為10Hz~ 3GHz，微波頻率計(jì)以Agi lent公司的53150系列，Tektronix公司的FCA3000系列為代表， 其頻率測量范圍為10Hz~40GHz，在許多實(shí)際情況下，微波頻率通道的實(shí)現(xiàn)更直接成為頻 率計(jì)性能提升的瓶頸。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 本發(fā)明的技術(shù)效果能夠克服上述缺陷，提供一種微波頻率通道的實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)，其克 服了頻率計(jì)性能提升的瓶頸。
[0004] 為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：其包括三個(gè)通道信號(hào)調(diào)理電路，其中 第一和第二通道信號(hào)調(diào)理電路包括第一轉(zhuǎn)換開關(guān)、阻抗轉(zhuǎn)換器、第一程控衰減器、第二轉(zhuǎn)換 開關(guān)、第二程控衰減器、程控增益、第一 DAC、第二DAC，第一轉(zhuǎn)換開關(guān)和第二轉(zhuǎn)換開關(guān)之間 分別設(shè)置阻抗轉(zhuǎn)換器、第一程控衰減器，第二轉(zhuǎn)換開關(guān)通過第二程控衰減器連接程控增益， 第一 DAC連接第二程控衰減器，第二DAC連接程控增益；
[0005] 其中第三通道信號(hào)調(diào)理電路包括取樣器、前置放大器、中頻放大器、高精度計(jì)數(shù) 器、激勵(lì)器、VC0、頻率合成器、微處理器，取樣器依次通過前置放大器、中頻放大器連接高精 度計(jì)數(shù)器，微處理器依次通過頻率合成器、VC0、激勵(lì)器連接取樣器。
[0006] 本發(fā)明的微博頻率通道的實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)，克服了頻率計(jì)性能提升的瓶頸，可獲得良好 的高頻補(bǔ)償。
【附圖說明】
[0007] 圖1為本發(fā)明的第一和第二通道信號(hào)調(diào)理電路；
[0008] 圖2為本發(fā)明的第三通道信號(hào)調(diào)理電路；
[0009] 圖3為本發(fā)明的RC衰減網(wǎng)絡(luò)示意圖；
[0010] 圖4為補(bǔ)償適當(dāng)、欠補(bǔ)償、過補(bǔ)償方波顯示波形；
[0011] 圖5為高頻補(bǔ)償電路。
【具體實(shí)施方式】
[0012] 本發(fā)明的微波頻率通道的實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)，包括三個(gè)通道信號(hào)調(diào)理電路，其中第一和第 二通道信號(hào)調(diào)理電路包括第一轉(zhuǎn)換開關(guān)、阻抗轉(zhuǎn)換器、第一程控衰減器、第二轉(zhuǎn)換開關(guān)、第 二程控衰減器、程控增益、第一 DAC、第二DAC，第一轉(zhuǎn)換開關(guān)和第二轉(zhuǎn)換開關(guān)之間分別設(shè)置 阻抗轉(zhuǎn)換器、第一程控衰減器，第二轉(zhuǎn)換開關(guān)通過第二程控衰減器連接程控增益，第一 DAC 連接第二程控衰減器，第二DAC連接程控增益；
[0013] 其中第三通道信號(hào)調(diào)理電路包括取樣器、前置放大器、中頻放大器、高精度計(jì)數(shù) 器、激勵(lì)器、VC0、頻率合成器、微處理器，取樣器依次通過前置放大器、中頻放大器連接高精 度計(jì)數(shù)器，微處理器依次通過頻率合成器、VC0、激勵(lì)器連接取樣器。
[0014] 通道前端的有一個(gè)RC網(wǎng)絡(luò)，它和由探頭電纜上的輸入電容、電阻形成的RC網(wǎng)絡(luò)組 成一個(gè)具有頻率補(bǔ)償?shù)腞C型衰減器，當(dāng)兩個(gè)RC網(wǎng)絡(luò)的乘積相等時(shí)，衰減器的衰減比和頻率 無關(guān)，這樣就可獲得良好的高頻補(bǔ)償。
[0015] 衰減網(wǎng)絡(luò)用以減小輸入信號(hào)的幅度，同時(shí)針對(duì)輸入信號(hào)的頻率變化改善傳輸頻率 響應(yīng)。通常衰減器采用典型的RC分壓電路，使得在高頻信號(hào)傳輸時(shí)，不會(huì)因?yàn)殡娮?、電容?ESR、ESL特性使得信號(hào)傳輸失真畸變，原理如圖3所示。下面作簡要計(jì)算分析。
[0016] 設(shè)札與Q的并聯(lián)阻抗為Zp R2與C2的并聯(lián)阻抗為Z2，如式1-1與1-2。 .V, X /?,
[0017] ^ -· = -R_' (1-1) 丨1 X /?,
[0018] Ζ-2 = , 1--=-::-- U 一 2) ι 4 /U'C "
[0019] 則輸入信號(hào)通過衰減網(wǎng)絡(luò)的衰減比k如式1-3。
[0020] k = ^- =-g^d + ./u'W- (1-3)
[0021] 顯然當(dāng)輸入信號(hào)頻率較低時(shí)，衰減比就為簡單的電阻分壓比k。，如式1-4。
[。。22] I 告 （I,
[0023] 當(dāng)中頻段信號(hào)輸入時(shí)，衰減網(wǎng)絡(luò)此時(shí)若滿足式1-5和1-6。 k,__ /?-, ；>V1+7VC,/?〇 + /?-, (! + ./VC, /?,) (丄 _5) k - R' + R: R2(\ + /uC,/?,)
[0024] = l (1 1+ / VV'C |/?? -6)
[0025] 得到，
[0026] 當(dāng)且僅當(dāng)（? = C2R2時(shí)，使得衰減比& r '即衰減分壓比仍由電阻來決 定，而與頻率無關(guān)。
[0027] 這表明了在輸入信號(hào)的頻率發(fā)生變化時(shí)，有可能通過調(diào)節(jié)電阻電容的數(shù)值使得衰 減比k在較寬的頻率范圍內(nèi)仍維持恒定，保證衰減電路增益平坦度。
[0028] 當(dāng)高頻信號(hào)輸入通過時(shí)，需要在C2和R2并接電容C 3，對(duì)高頻信號(hào)進(jìn)行補(bǔ)償。如圖 5。調(diào)試中可以加載方波信號(hào)來檢測C3大小是否合適。通過調(diào)節(jié)(： 3的大小來避免出現(xiàn)如圖 4中所示的欠補(bǔ)償或過補(bǔ)償現(xiàn)象，&兩端的測試信號(hào)應(yīng)當(dāng)僅僅是幅度減小的正確補(bǔ)償波形。
[0029] 衰減后的信號(hào)送到由ADA4817構(gòu)成的跟隨器，這里跟隨器起到阻抗轉(zhuǎn)換作用。 ADA4817是一款成本低通帶寬的單運(yùn)放器件，采用±5V供電，具有600MHz的增益帶寬積。 適用于要求高速率、輸入阻抗高的場合。
[0030] 信號(hào)通過探頭輸入系統(tǒng)，經(jīng)過高阻抗程控衰減器衰減后送入阻抗變換器進(jìn)行1M Ω 至50 Ω的阻抗變換，能夠提供約300MHz的模擬帶寬。當(dāng)輸入阻抗選擇為50 Ω時(shí)，信號(hào)直 接經(jīng)過射頻程控衰減器進(jìn)行衰減。阻抗切換后使信號(hào)能夠在低阻抗（50 Ω)環(huán)境下傳輸，經(jīng) 過程控衰減器和程控增益放大器實(shí)現(xiàn)300MHz的模擬帶寬以及1-2-5步進(jìn)增益/衰減。為 實(shí)現(xiàn)增益和位移的數(shù)字控制，該部分設(shè)置了兩個(gè)DAC。
[0031] 300MHz~20G\40GHz通道采用微波取樣技術(shù)和混頻技術(shù)，利用諧波外差法的原理 進(jìn)行測量，由數(shù)字綜合器產(chǎn)生的f〇l信號(hào)，經(jīng)激勵(lì)后送入取樣器，使其產(chǎn)生一個(gè)中頻fil，數(shù) 字綜合器頻率不斷下降直到fil進(jìn)入計(jì)數(shù)器確認(rèn)的范圍之內(nèi)，此時(shí)測量fil的頻率，得到：
[0032] fx = NfOl土f il ①
[0033] 再降低綜合器頻率f02,產(chǎn)生另一中頻fi2,同理可得：
[0034] fx = Nf02土f i2 ②
[0035] 由①、②計(jì)算可得到諧波次數(shù)N，再代入①或②中就可以求得被測頻率fx。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種微波頻率通道的實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)，其特征在于，包括三個(gè)通道信號(hào)調(diào)理電路，其中第 一和第二通道信號(hào)調(diào)理電路包括第一轉(zhuǎn)換開關(guān)、阻抗轉(zhuǎn)換器、第一程控衰減器、第二轉(zhuǎn)換開 關(guān)、第二程控衰減器、程控增益、第一 DAC、第二DAC，第一轉(zhuǎn)換開關(guān)和第二轉(zhuǎn)換開關(guān)之間分 別設(shè)置阻抗轉(zhuǎn)換器、第一程控衰減器，第二轉(zhuǎn)換開關(guān)通過第二程控衰減器連接程控增益，第 一 DAC連接第二程控衰減器，第二DAC連接程控增益； 其中第三通道信號(hào)調(diào)理電路包括取樣器、前置放大器、中頻放大器、高精度計(jì)數(shù)器、激 勵(lì)器、VCO、頻率合成器、微處理器，取樣器依次通過前置放大器、中頻放大器連接高精度計(jì) 數(shù)器，微處理器依次通過頻率合成器、VCO、激勵(lì)器連接取樣器。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的微波頻率通道的實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)，其特征在于，程控增益采用 ADA4817 型號(hào)。
【專利摘要】本發(fā)明屬于前向通道測量技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種微波頻率通道的實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)。本發(fā)明的微波頻率通道的實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)，包括三個(gè)通道信號(hào)調(diào)理電路，其中第一和第二通道信號(hào)調(diào)理電路包括第一轉(zhuǎn)換開關(guān)、阻抗轉(zhuǎn)換器、第一程控衰減器、第二轉(zhuǎn)換開關(guān)、第二程控衰減器、程控增益、第一DAC、第二DAC，第一轉(zhuǎn)換開關(guān)和第二轉(zhuǎn)換開關(guān)之間分別設(shè)置阻抗轉(zhuǎn)換器、第一程控衰減器，第二轉(zhuǎn)換開關(guān)通過第二程控衰減器連接程控增益，第一DAC連接第二程控衰減器，第二DAC連接程控增益。本發(fā)明的微博頻率通道的實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)，克服了頻率計(jì)性能提升的瓶頸，可獲得良好的高頻補(bǔ)償。
【IPC分類】G01R23/14
【公開號(hào)】CN105548695
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201410613671
【發(fā)明人】宋云衢, 馮太明
【申請(qǐng)人】江蘇綠揚(yáng)電子儀器集團(tuán)有限公司
【公開日】2016年5月4日
【申請(qǐng)日】2014年11月3日