一种具有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ALC电路的测量装置，ALC电路包括：可调射频衰减器的输出端与功率分配单元的输入端连接；功率分配单元的输出端与检波器的输入端连接；检波器的输出端与模数转换器的输入端连接；模数转换器的输出端与数字芯片的输入端连接；数字芯片的输出端与数模转换器的输入端连接；其中，数字芯片中包括零点模块、比较积分器、ALC开环控制模块和对数放大器，零点模块的输出端与比较积分器的输入端连接；比较积分器的输出端与ALC开环控制模块的输入端连接；ALC开环控制模块的输出端与对数放大器的输入端连接，将对数放大器放在了比较积分器之后，这样大大降低了AM在部分调制频率下的周期性失真这一问题。

Measuring device with ALC circuit

The invention provides a measuring device with ALC circuit, ALC circuit includes: the output end and the power distribution unit adjustable RF attenuator is connected with the input terminal; the output power distribution unit and detector is connected to the input end of the output end of the detector; and the analog-to-digital converter connected to the input end of the output end and the digital chip module; the converter is connected with the input end; the output end and the DAC digital chip is connected with the input terminal of the digital chip; including zero point module, integrator, ALC open loop control module and a logarithmic amplifier, compared with zero output module is connected with the input end of the integrator output; comparison of integrator and ALC loop control module is connected with the input terminal; ALC open loop control module and the output end of the logarithmic amplifier is connected to the input end, the logarithmic amplifier is put on the integral After that, this greatly reduces the periodic distortion of AM at some modulation frequencies.

【技术实现步骤摘要】
一种具有ALC电路的测量装置
本专利技术涉及信号测量、测试
，特别涉及一种具有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和稳定度是射频信号源的重要指标之一，AM也是射频信号源性能的一个重要衡量参数，而这些指标一般是由ALC电路(AutomaticLevelControl，自动电平控制电路)来实现或与其息息相关。ALC是一个反馈环路，主要由“检测”、“比较”和“调节”3个模块组成。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。根据实际使用，ALC大多会提供开环模式(ALCoff或ALChold)，此模式下可调模块的控制参数固定，不再动态调节输出信号幅度。此外，许多ALC也会提供锁定指示功能，指示输出信号幅度是否已经稳定。在射频信号源中，ALC还会参与AM，并发挥重要作用。专利CN201310721663.8介绍了常见的模拟ALC电路(未介绍开环模式及锁定指示等)，如图1如示为其结构示意图。射频信号1A经过可调射频衰减器101、固定放大器103和耦合器104后输出1F。耦合器104作用为将射频信号的一部分送入检波器112，通过检波器112获取输出射频信号1F的幅度信息。电阻102为耦合器正常工作需要，让耦合器工作在设定状态。对数放大器110作用为将幅度信号按照对数规律放大，扩展ALC能够处理的幅度信号范围。参考信号1G表示ALC期望输出的幅度，AM基带信号1H在AM未打开时幅度为零(1I也为零)。检测到的输出射频信号1F的幅度信息经过对数放大器110之后会与ALC期望输出的幅度信息1G进行比较，两者的误差会进行积分。比较和积分的过程由运算放大器108和电容107组成的积分器完成。积分后的电压经过指数放大器105放大后作为可调射频衰减器101的控制信号，调节其衰减量。指数放大器105的作用为调节可调射频衰减器101控制电压1C的非线性，使可调射频衰减器101更便于控制。当输出射频信号1F的幅度与设定的幅度1G不相等时，积分器的输出电压会不停的发生改变，进而改变可调射频衰减器101的衰减量，直至输出射频信号1F的幅度与ALC期望的幅度1G相等。具体的，当输出射频信号1F的幅度小于设定的幅度1G时，可调射频衰减器101的衰减量会不断减小，使输出射频信号1F的幅度逐渐增加，直至两者相等；反之亦然。(幅度相等的时候，衰减量保存不变)。AM基带信号1H经过对数放大器111后同时在积分器前后进行叠加，在积分器前通过叠加器109叠加的目的是为了借助ALC自动控制幅度的功能实现AM；在积分器后通过叠加器106叠加是因为ALC控制幅度的能力不够(当AM调制频率较高时)，需要直接控制可调射频衰减器101。模拟ALC电路中对数放大器、指数放大器等器件多以二极管或三极管为核心器件，而二极管和三极管的伏安特性曲线随温度变化而发生改变，温度稳定性较差。此外，模拟电路实现开环模式和锁定指示等功能大多还需要比较复杂的设计，可扩展性不强。相对于模拟ALC电路，专利CN201310721663.8提出了一种数字ALC电路，如图2所示为其结构示意图。射频信号2A经过可调射频衰减器201和功率分配模块202输出信号2B。功率分配模块202将输入的射频信号2A按照一定比例分为两部分信号2B和2C，使用2C实时反映输出信号2B的幅度信息。检波器203将输入射频信号2C转化为与其幅度成比例的准直流信号，经过模数转换器ADC205数字化后2D进入数字芯片204。数字芯片204计算完毕后输出信号2E，经过数模转换器DAC206输出可调射频衰减器201的控制电压，调节衰减量。数字芯片204内部的结构如图3所示，输入信号2D首先与调零模块306相减，再进入对数放大模块301或线性放大模块307(通过开关308、开关309选择)。放大后的信号经过线性放大模块310进行转换后，与设定的幅度信号V1进行比较(取反后相加)，将两者的误差(取反后的和)送入积分器303。ALC状态控制模块311确定ALC工作模式(ALCon、ALCoff、ALChold)，正常工作时(ALCon)积分器303输出与预置电压相加，作为可调射频衰减器201的初步控制信号。电压转换模块304主要作用为根据可调射频衰减器201的特性，调节控制电压，使衰减器便于控制。专利CN201310721663.8还提出了射频信号源中AM的一种实现方案，结构框图如图4所示。其中，ALC部分由可调射频衰减器401、功率分配器402、检波器403和数据处理模块404组成。AM由调制信号产生单元406、数据处理模块407和可调射频衰减器405组成。ALC部分和AM两者独立控制，降低了AM和ALC的关联性，有利于降低设计难度和提升性能。该数字ALC方案主体来源于模拟ALC方案，相对于模拟ALC方案，数字ALC方案具有温度稳定性高、可扩展性强等优点。但是，数字ALC电路在数字芯片内的结构主要还是仿照的模拟ALC方案，对AM未过多考虑。其列出的AM实现方案虽然从硬件的角度考虑了ALC部分和AM两者的独立，但对两者在硬件或数字芯片内的联系却未过多说明。信号源实现AM时，对被调信号(载波信号)的幅度稳定性要求并未降低，需要ALC正常控制载波的幅度。ALC作用为保持输出信号幅度不变；AM要求输出信号幅度按调制信号(基带信号)的幅度发生改变，且被调信号(载波信号)的幅度不变；而常规ALC没有区分被调信号(载波信号)和调制信号(AM输出信号)的能力。因而，若对此方案中的ALC不做进一步处理，将AM在芯片内部或使用硬件电路作用于ALC上，此AM方案将很难实现良好的AM调制。一般的，可参考模拟ALC方案，将AM调制信号(基带信号)经过对数放大后叠加到ALC参考电压V1上。但数字电路与模拟电路有所区别，数字电路使用分离的数据点代替连续的模拟曲线，会丢弃相邻数据点之间的信息。若两个数据点之间的信息不存在连续变化，则丢弃中间的信息对整体结果不会产生明显的影响。但由于AM和对数放大器的特性，AM调制深度较高时，对数放大后的调制信号在负峰值处会发生剧烈的变化。数字化处理难以精确处理迅速变化的信号，特别是当信号的频率连续变化的时候，这样在AM负峰值处会产生较大的偏差。此偏差与AM调制频率相关，在部分调制频率附近，已调信号的实际调制信号(基带信号)会周期性的产生较大的失真。
技术实现思路
本专利技术实施例提供了一种具有ALC电路的测量装置，在数字芯片内增加和优化了ALC对AM信号的处理方案，大大降低了AM在部分调制频率下的周期性失真。其中，ALC电路包括可调射频衰减器201、功率分配单元202、检波器203、模数转换器205、数字芯片20本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种具有ALC电路的测量装置，ALC电路包括可调射频衰减器(201)、功率分配单元(202)、检波器(203)、模数转换器(205)、数字芯片(204)和数模转换器(206)；所述可调射频衰减器(201)的输入端为所述ALC电路的输入端，所述可调射频衰减器(201)的输出端与所述功率分配单元(202)的输入端连接；所述功率分配单元的第一输出端作为所述ALC电路的输出端，所述功率分配单元的第二输出端与所述检波器(203)的输入端连接；所述检波器(203)的输出端与模数转换器(205)的输入端连接；所述模数转换器(205)的输出端与所述数字芯片(204)的输入端连接；所述数字芯片(204)的输出端与所述数模转换器(206)的输入端连接；所述数模转换器(206)的输出端与所述可调射频衰减器(201)的调节端连接；其特征在于，所述数字芯片(204)中包括零点模块(501)、比较积分器(503)、ALC开环控制模块(504)和对数放大器(505)；所述零点模块(501)的输入端作为所述数字芯片(204)的输入端，与所述模数转换器(205)的输出端连接，用于对数字化的检波电压(2D)的零点进行校准；所述比较积分器(503)的输入端与零点模块(501)的输出端连接，用于将零点校准后的数字化的检波电压(2D)与设定的参考电压进行比较，获得最终误差电压；所述ALC开环控制模块(504)的输入端与所述比较积分器(503)输出端连接，用于将最终误差电压与预置电压相加，获得控制电压；所述对数放大器(505)的输入端与所述ALC开环控制模块(504)输出端连接，所述对数放大器(505)的输出端作为所述数字芯片(204)的输出端，与所述数模转换器(206)的输入端连接，用于对控制电压进行对数放大。...

【技术特征摘要】
1.一种具有ALC电路的测量装置，ALC电路包括可调射频衰减器(201)、功率分配单元(202)、检波器(203)、模数转换器(205)、数字芯片(204)和数模转换器(206)；所述可调射频衰减器(201)的输入端为所述ALC电路的输入端，所述可调射频衰减器(201)的输出端与所述功率分配单元(202)的输入端连接；所述功率分配单元的第一输出端作为所述ALC电路的输出端，所述功率分配单元的第二输出端与所述检波器(203)的输入端连接；所述检波器(203)的输出端与模数转换器(205)的输入端连接；所述模数转换器(205)的输出端与所述数字芯片(204)的输入端连接；所述数字芯片(204)的输出端与所述数模转换器(206)的输入端连接；所述数模转换器(206)的输出端与所述可调射频衰减器(201)的调节端连接；其特征在于，所述数字芯片(204)中包括零点模块(501)、比较积分器(503)、ALC开环控制模块(504)和对数放大器(505)；所述零点模块(501)的输入端作为所述数字芯片(204)的输入端，与所述模数转换器(205)的输出端连接，用于对数字化的检波电压(2D)的零点进行校准；所述比较积分器(503)的输入端与零点模块(501)的输出端连接，用于将零点校准后的数字化的检波电压(2D)与设定的参考电压进行比较，获得最终误差电压；所述ALC开环控制模块(504)的输入端与所述比较积分器(503)输出端连接，用于将最终误差电压与预置电压相加，获得控制电压；所述对数放大器(505)的输入端与所述ALC开环控制模块(504)输出端连接，所述对数放大器(505)的输出端作为所述数字芯片(204)的输出端，与所述数模转换器(206)的输入端连接，用于对控制电压进行对数放大。2.如权利要求1所述的具有ALC电路的测量装置，其特征在于，所述数字芯片(204)中还包括开平方模块(502)；所述开平方模块(502)的输入端与所述零点模块(501)的输出端连接，所述开平方模块(502)的输出端与比较积分器(503)的输入端连接，用于将零点校准后的数字化的检波电压由功率幅度还原为电压幅度，获得第一检波电压。3.如权利要求2所述的具有ALC电路的测量装置，其特征在于，所述数字芯片(204)中还包括：线性度补偿模块(702)和采样滤波模块(703)；所述线性度补偿模块(702)的输入端与所述零点模块(501)输出端连接，用于对零点校准后的数字化的检波电压(2D)的非线性进行补偿；所述采样滤波模块(703)的输入端与所述线性度补偿模块(702)的输出端连接，所述采样滤波模块(703)输出端与所述比较积分器(503)的输入端连接，用于对进行非线性补偿后的...

【专利技术属性】
技术研发人员：何东林，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