一种具有恒温检波的数字自动电平控制电路及方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及通用射频微波信号源领域，特别是涉及一种具有恒温检波的数字自动电平控制电路，还涉及一种具有恒温检波的数字自动电平控制方法。
【背景技术】
[0002]在通用射频微波信号源领域，一般使用自动电平控制(Automatic LevelControl，以下简称ALC)系统对信号源输出信号的功率进行自动、精确控制。ALC系统的性能直接关系着信号源输出信号功率平坦度、功率稳定度、功率准确度以及功率动态范围等指标。
[0003]目前，在信号源中广泛应用的自动电平控制系统是基于图1的模拟前馈式ALC系统。由图1可知，该系统包括耦合、检波、功率参考、对数放大、检波温度补偿、误差积分、指数放大、可控衰减等环节；其工作原理为:功率参考信号首先加到衰减器上，同时，延迟电路使参考电平信号和信号源输出耦合信号的检波信号同步到达比较器求和，其微小差值再进一步修正信号源输出信号的功率。
[0004]该ALC系统的优点是可调节的功率动态范围大、调节精度高、功率稳定。但是该系统由于使用了大量的运算放大器、模拟开关、三极管以及阻容元件以保证系统的功能，这导致功率参考信号以及检波输出信号容易收到环境温度变化的影响，最终导致信号源输出功率受到温度变化的影响而偏离准确值。
【发明内容】
[0005]为解决现有技术存在的上述缺点，本发明提供一种具有恒温检波的数字自动电平控制电路及方法。
[0006]本发明的技术方案是这样实现的:
[0007]从主路信号按比例耦合出一路耦合信号，耦合信号经恒温检波、取样量化后送入运算处理单元；运算处理单元中的功率参考模块产生一个不受温度影响的恒定参考值，同时对数变换模块将取样量化的数据进行对数转换。上述两个模块的输出的送入误差比较模块进行误差比较，比较结果进入数字积分模块，积分的结果再送入运算处理单元中的指数变换模块，变换结果最终经过PIN驱动单元进行由数字量到电流值的变换，PIN驱动单元的输出电流驱动主路的PIN衰减单元从而使主路信号的功率稳定在设定值。
[0008]本发明的有益效果是:
[0009](1)结构简单、集成度高、易于调试的特点。
[0010](2)由于采用了数字化ALC设计，并且使用恒温检波方法，消除了环境温度变化对检波灵敏度的影响，从而大大改善了信号源输出功率的稳定度。
【附图说明】
[0011]为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0012]图1为现有通用射频微波信号源ALC电路结构示意图；
[0013]图2为本发明涉及的一种ALC电路结构示意图。
【具体实施方式】
[0014]下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
[0015]图2为本发明涉及的一种数字自动电平控制电路，包含耦合单元、恒温检波单元、取样量化单元、运算处理单元、PIN驱动单元和PIN衰减单元。其中，运算处理单元又包含对数变换模块、功率参考模块、误差比较模块、数字积分模块和指数变换模块。
[0016]耦合单元从主路信号按比例耦合出一路耦合信号，耦合信号输入到恒温检波单元中，恒温检波单元输出与耦合信号功率相关的检波电压信号。
[0017]取样量化单元对检波电压信号进行取样量化，量化的数据送入运算处理单元。
[0018]在运算处理单元中，对数变换模块将输入的量化数据进行对数变换，使其输出与以dB为单位的信号功率成线性关系；功率参考模块根据总线输入产生一个不受温度影响的恒定功率参考值；误差比较模块将输入的线性化数据与设置的功率参考数据进行比较并求出其两者之间的差值；数字积分模块将输入的差值在一定时间内进行积分，使差值放大；指数变换模块将积分结果进行指数变换，以使积分结果与信号源最终输出功率成线性关系Ο
[0019]PIN驱动单元将运算处理单元的输出进行由数字量到电流值的转换，以电流的方式驱动PIN衰减单元。
[0020]PIN衰减单元根据PIN驱动单元的输出电流大小使主路信号以dB为单位线性衰减。
[0021]本发明还涉及一种数字自动电平控制方法，包含耦合单元、恒温检波单元、取样量化单元、运算处理单元、PIN驱动单元和PIN衰减单元。其中，运算处理单元又包含对数变换模块、功率参考模块、误差比较模块、数字积分模块和指数变换模块，具体的工作步骤如下:
[0022]步骤一，从主路信号按比例耦合出一路耦合信号，耦合信号输入到恒温检波单元中，恒温检波单元输出与耦合信号功率相关的检波电压信号。
[0023]步骤二，取样量化单元对步骤一中的电压信号进行取样量化，量化的数据送入运算处理单元。
[0024]步骤三，在运算处理单元中，对数变换模块将输入的量化数据进行对数变换，使其输出与以dB为单位的信号功率成线性关系。
[0025]步骤四，在运算处理单元中，功率参考模块根据总线输入产生一个不受温度影响的恒定功率参考值。
[0026]步骤五，在运算处理单元中，误差比较模