一种具有双环ALC电路的测量装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种具有双环ALC电路的测量装置，包括：第二可调射频衰减器的输入端为双环ALC电路的输入端，输出端与第一可调射频衰减器的输入端连接；第一可调射频衰减器的输出端与功率分配器的输入端连接；功率分配器的两个输出端分别与双环ALC电路的输出端和检波器的输入端连接；检波器的输出端与ADC模块的输入端连接；模数转换模块的输出端与数字芯片的输入端连接；数字芯片的两个输出端分别与第一DAC模块和第二DAC模块的输入端连接；第一DAC模块的输出端与第一可调射频衰减器的调节端连接；第二DAC模块的输出端与第二可调射频衰减器的调节端连接。采用本发明专利技术可以满足信号源ALC大可调范围、高分辨率及低抖动的需求。

【技术实现步骤摘要】
一种具有双环ALC电路的测量装置
本专利技术涉及信号测试、测量
，特别涉及一种具有双环ALC电路的测量装置。
技术介绍
射频信号源是测量、测试领域中一种常见的设备。射频信号源主要作用是产生一定频率范围和幅度范围的射频信号，作为待测器件的激励或参考。也能输出各种调制信号，如FM(FrequencyModulation，调频)、AM(AplitudeModulation，调幅)、PM(PhaseModulation，调相)、IQ、Pulse(脉冲)等，为通讯设备的调试提供基础。射频信号源输出信号的幅度精确度、锁定时间和稳定度是射频信号源的重要指标之一，而这些指标一般是由ALC电路(AutomaticLevelControl，自动电平控制电路)来实现。此外，输出信号相位噪声和杂散也是射频信号源的重要指标，ALC环路中的噪声(或抖动)也可能会影响到此性能。设备输出信号幅度也需要能够适当调节，信号源内部信号幅度也会在一定范围内变化。ALC能够锁定的范围及最小分辨率也是ALC性能的重要组成部分。大多数ALC由一个完整的环路组成，主要有“检测”、“比较”和“调节”3个模块。正常工作时(ALCon)，其实时检测输出信号幅度，将检测到的结果与设定的幅度值进行比较，根据比较结果动态调节环路的衰减量(或增益)，直至输出信号幅度与设定值相等。ALC环路中的噪声(或抖动)会使“调节”模块输出衰减量在一定范围内抖动，此抖动会以噪声或杂散的形式叠加到输入信号上，使最终输出信号的相位噪声或杂散发生一定变化。ALC环路有模拟和数字两种实现方式，模拟ALC环路速度快、噪声低但控制不够智能；数字ALC环路可操作性和功能扩展能力较强，但其噪声较高其运行速度偏低(锁定时间偏长)。专利CN201020696938.9介绍了一种模拟和数字相结合的双环ALC系统，在模拟ALC环“检波”和“比较”模块之间增加了数字调节电路，以期望同时利用模拟ALC环和数字ALC环的优点。其主要设计为在模拟ALC环正常工作的同时，将“检波”模块(电平检测电路)输出转变为数字量，并根据此参数调节“比较”模块的参考电压。此方案以模拟ALC为主体，增加了根据检波电压调节参考电压的能力。对大多数模拟ALC环而言，可以选用噪声足够低的模拟器件，使ALC引入的近旁噪声或杂散足够小，基本不影响输出信号性能。对数字ALC而言，受数模转换DAC分辨率的限制，“调节”模块的抖动会比较大，此抖动频率与ALC环路的带宽相关，且难以使用滤波器的方式消除，解决此问题最直接的方法是提高DAC分辨率，将抖动的幅度降低到可接受的范围内。对大多数ALC而言，环路的锁定时间是另一个重要的指标，ADC和DAC的更新速度会直接影响到环路的锁定时间。较短的锁定时间需要较快的更新速度，但更新速度快和分辨率高的DAC成本较高，且能够满足信号源ALC可调范围和精度需求的高速DAC难以寻找；使用多个高速DAC级联的方式可以增加分辨率，但是会增加额外成本，且可能存在控制信号不同步引起的切换点抖动问题。
技术实现思路
本专利技术实施例提供了一种具有双环ALC电路的测量装置，可以满足信号源ALC大可调范围、高分辨率及低抖动的需求。双环ALC电路包括第一ALC电路和第二ALC电路；其中，第一ALC电路包括第一可调射频衰减器、功率分配器102、检波器103、模数转换模块104、数字芯片105和第一数模转换模块106；第二ALC电路包括功率分配器102、检波器103、模数转换模块104、数字芯片105、第二可调射频衰减器和第二数模转换模块108；所述第二可调射频衰减器的输入端作为双环ALC电路的输入端，第二可调射频衰减器的输出端与第一可调射频衰减器的输入端连接，用于对输入射频信号1A的幅度进行衰减；所述第一可调射频衰减器的输出端与功率分配器102的输入端连接，用于对输入射频信号1A的幅度进行进一步衰减；所述功率分配器102将经过两次幅度衰变后的输入射频信号1A分成第一输出射频信号1B和第二输出射频信号；功率分配器102的第一输出端作为双环ALC电路的输出端，用于输出第一输出射频信号1B；功率分配器102的第二输出端与检波器103的输入端连接，用于将第二输出射频信号输出给检波器103；所述检波器103的输出端与模数转换模块104的输入端连接，用于对第二输出射频信号进行检波，获得检波电压；所述模数转换模块104的输出端与数字芯片105的输入端连接，用于将检波电压进行模数转换，获得数字化的检波电压；所述数字芯片105的第一输出端与第一数模转换模块106的输入端连接，第二输出端与第二数模转换模块108的输入端连接；所述数字芯片105用于根据数字化的检波电压确定可调射频衰减器的控制电压，当确定为第一可调射频衰减器的控制电压时，第一ALC电路工作；当确定为第二可调射频衰减器的控制电压时，第二ALC电路工作；所述第一数模转换模块106的输出端与所述第一可调射频衰减器的调节端连接，用于将第一可调射频衰减器的控制电压进行数模转换；所述第二数模转换模块108的输出端与所述第二可调射频衰减器的调节端连接，用于将第二可调射频衰减器的控制电压进行数模转换。在一个实施例中，所述数字芯片105包括比较模块201、误差判断模块202、第一比较积分器203和第二比较积分器205；所述比较模块201的输入端作为数字芯片105的输入端，比较模块201的输出端与误差判断模块202的输入端连接，用于将数字化的检波电压与参考电压进行比较，获得当前误差电压；所述误差判断模块202的第一输出端与第一比较积分器203的输入端连接，误差判断模块202的第二输出端与第二比较积分器205的输入端连接，用于对当前误差电压的大小进行判断，若当前误差电压大于预设的误差值时，将当前误差电压输出给第一比较积分器203；若当前误差电压小于预设的误差值时，将当前误差电压输出给第二比较积分器205；所述第一比较积分器203的输出端作为所述数字芯片105的第一输出端，用于对当前误差电压进行积分；所述第二比较积分器205的输出端作为所述数字芯片105的第二输出端，用于对当前误差电压进行积分。在一个实施例中，所述数字芯片105还包括零点模块301和第一对数放大器302；所述零点模块301的输入端作为数字芯片105的输入端，所述零点模块301的输出端与第一对数放大器302的输入端连接，用于对数字化的检波电压的零点进行校准；所述第一对数放大器302的输出端与比较模块201的输入端连接，用于对零点校准后的数字化的检波电压进行对数放大。在一个实施例中，所述数字芯片105还包括零点模块301、线性度补偿模块402、采样滤波模块403和开平方模块404；所述零点模块301的输入端作为数字芯片105的输入端，所述零点模块301的输出端与线性度补偿模块402的输入端连接，用于对数字化的检波电压的零点进行校准；所述线性度补偿模块402的输出端与采样滤波模块403的输入端连接，用于对零点校准后的数字化的检波电压的非线性进行补偿；所述采样滤波模块403的输出端与开平方模块404的输入端连接，用于对进行非线性补偿后的数字化的检波电压进行过采样；所述开平方模块404的输出端与比较模块201的输入端连接，用于将本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种具有双环ALC电路的测量装置，其特征在于，双环ALC电路包括第一ALC电路和第二ALC电路；其中，第一ALC电路包括第一可调射频衰减器、功率分配器(102)、检波器(103)、模数转换模块(104)、数字芯片(105)和第一数模转换模块(106)；第二ALC电路包括功率分配器(102)、检波器(103)、模数转换模块(104)、数字芯片(105)、第二可调射频衰减器和第二数模转换模块(108)；所述第二可调射频衰减器的输入端作为双环ALC电路的输入端，第二可调射频衰减器的输出端与第一可调射频衰减器的输入端连接，用于对输入射频信号(1A)的幅度进行衰减；所述第一可调射频衰减器的输出端与功率分配器(102)的输入端连接，用于对输入射频信号(1A)的幅度进行进一步衰减；所述功率分配器(102)将经过两次幅度衰变后的输入射频信号(1A)分成第一输出射频信号(1B)和第二输出射频信号；功率分配器(102)的第一输出端作为双环ALC电路的输出端，用于输出第一输出射频信号(1B)；功率分配器(102)的第二输出端与检波器(103)的输入端连接，用于将第二输出射频信号输出给检波器(103)；所述检波器(103)的输出端与模数转换模块(104)的输入端连接，用于对第二输出射频信号进行检波，获得检波电压；所述模数转换模块(104)的输出端与数字芯片(105)的输入端连接，用于将检波电压进行模数转换，获得数字化的检波电压；所述数字芯片(105)的第一输出端与第一数模转换模块(106)的输入端连接，第二输出端与第二数模转换模块(108)的输入端连接；所述数字芯片(105)用于根据数字化的检波电压确定可调射频衰减器的控制电压，当确定为第一可调射频衰减器的控制电压时，第一ALC电路工作；当确定为第二可调射频衰减器的控制电压时，第二ALC电路工作；所述第一数模转换模块(106)的输出端与所述第一可调射频衰减器的调节端连接，用于将第一可调射频衰减器的控制电压进行数模转换；所述第二数模转换模块(108)的输出端与所述第二可调射频衰减器的调节端连接，用于将第二可调射频衰减器的控制电压进行数模转换。...

【技术特征摘要】
1.一种具有双环ALC电路的测量装置，其特征在于，双环ALC电路包括第一ALC电路和第二ALC电路；其中，第一ALC电路包括第一可调射频衰减器、功率分配器(102)、检波器(103)、模数转换模块(104)、数字芯片(105)和第一数模转换模块(106)；第二ALC电路包括功率分配器(102)、检波器(103)、模数转换模块(104)、数字芯片(105)、第二可调射频衰减器和第二数模转换模块(108)；所述第二可调射频衰减器的输入端作为双环ALC电路的输入端，第二可调射频衰减器的输出端与第一可调射频衰减器的输入端连接，用于对输入射频信号(1A)的幅度进行衰减；所述第一可调射频衰减器的输出端与功率分配器(102)的输入端连接，用于对输入射频信号(1A)的幅度进行进一步衰减；所述功率分配器(102)将经过两次幅度衰变后的输入射频信号(1A)分成第一输出射频信号(1B)和第二输出射频信号；功率分配器(102)的第一输出端作为双环ALC电路的输出端，用于输出第一输出射频信号(1B)；功率分配器(102)的第二输出端与检波器(103)的输入端连接，用于将第二输出射频信号输出给检波器(103)；所述检波器(103)的输出端与模数转换模块(104)的输入端连接，用于对第二输出射频信号进行检波，获得检波电压；所述模数转换模块(104)的输出端与数字芯片(105)的输入端连接，用于将检波电压进行模数转换，获得数字化的检波电压；所述数字芯片(105)的第一输出端与第一数模转换模块(106)的输入端连接，第二输出端与第二数模转换模块(108)的输入端连接；所述数字芯片(105)用于根据数字化的检波电压确定可调射频衰减器的控制电压，当确定为第一可调射频衰减器的控制电压时，第一ALC电路工作；当确定为第二可调射频衰减器的控制电压时，第二ALC电路工作；所述第一数模转换模块(106)的输出端与所述第一可调射频衰减器的调节端连接，用于将第一可调射频衰减器的控制电压进行数模转换；所述第二数模转换模块(108)的输出端与所述第二可调射频衰减器的调节端连接，用于将第二可调射频衰减器的控制电压进行数模转换。2.如权利要求1所述的具有双环ALC电路的测量装置，其特征在于，所述数字芯片(105)包括比较模块(201)、误差判断模块(202)、第一比较积分器(203)和第二比较积分器(205)；所述比较模块(201)的输入端作为数字芯片(105)的输入端，比较模块(201)的输出端与误差判断模块(202)的输入端连接，用于将数字化的检波电压与参考电压进行比较，获得当前误差电压；所述误差判断模块(202)的第一输出端与第一比较积分器(203)的输入端连接，误差判断模块(202)的第二输出端与第二比较积分器(205)的输入端连接，用于对当前误差电压的大小进行判断，若当前误差电压大于预设的误差值时，将当前误差电压输出给第一比较积分器(203)；若当前误差电压小于预设的误差值时，将当前误差电压输出给第二比较积分器(205)；所述第一比较积分器(203)的输出端作为所述数字芯片(105)的第一输出端，用于对当前误差电压进行积分；所述第二比较积分器(205)的输出端作为所述数字芯片(105)的第二输出端，用于对当前误差电压进行积分。3.如权利要求2所述的具有双环ALC电路的测量装置，其特征在于，所述数字芯片(105)还包括零点模块(301)和第一对数放大器(302)；所述零点模块(301)的输入端作为数字芯片(105)的输入端，所述零点模块(301)的输出端与第一对数放大器(302)的输入端连接，用于对数字化的检波电压的零点进行校准；所述第一对数放大器(302)的输出端与比较模块(201)的输入端连接，用于对零点校准后的数字化的检波电压...

【专利技术属性】
技术研发人员：何东林，罗浚洲，王悦，王铁军，李维森，
申请(专利权)人：苏州普源精电科技有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏,32