一种基于延时同步的窄脉冲调制功率控制电路及方法与流程

本发明涉及测试技术领域，特别涉及一种基于延时同步的窄脉冲调制功率控制电路，还涉及一种基于延时同步的窄脉冲调制功率控制方法。

背景技术：

随着电子技术的发展，信号发生器的窄脉冲调制已经广泛应用于无线电、雷达、通信及电子线路产品性能测试中，为分析和改善被测产品的性能提供了方便快捷的测试方法。

目前信号发生器中脉冲调制功率控制方法普遍使用自动电平控制(ALC)和脉冲驱动电路共同作用来实现对信号的脉冲调制功率控制，原理如图1所示，该脉冲调制功率控制电路主要由功率参考、线性调制器、脉冲驱动、定向耦合器、检波器、对数放大器、积分单元等组成，共同实现功率的稳定控制与脉冲调制。检波电路提取射频输出信号的大小，通过与功率参考对比得到当前功率与预期误差求和，误差电压(积分电压)驱动线性调制器对射频信号进行功率控制。当脉冲调制时，把脉冲信号加到同步脉冲驱动上，在脉冲信号的脉内时刻检波电路提取射频输出信号的大小，和功率参考积分求和微调修正线性调制器来实现射频信号功率控制，即ACL在闭环状态，当不在脉冲信号的脉内时，环路ALC处于保持状态，积分电压维持恒定值，检波电路提取射频输出信号的大小不参与环路积分运算。

图1所示控制电路适应了射频信号发生器的脉冲调制功率控制要求，为其提供了稳定、准确的功率控制方法，已被广泛应用于各种通用信号发生类的脉冲调制功率控制系统中。

在上述图1中，该方法通过ALC和同步脉冲驱动电路共同作用能够对脉冲信号实现比较好的功率控制，但是正是ALC自身的原因，使得功率稳定的环路闭环总需要μs量级时间，这就给进行小于1μs脉宽的脉冲调制脉内功率稳幅带来困难，譬如在脉宽小于1μs情况下，由于ALC环路的闭环时间大于脉宽时间，ALC环路无法对窄脉冲调制信号进行有效的稳幅功率控制，导致输出的脉冲调制信号不稳幅，有可能因输出功率过大导致被测件烧毁。

技术实现要素：

为解决上述现有技术中的不足，本发明提出一种基于延时同步的窄脉冲调制功率控制电路及方法。

本发明的技术方案是这样实现的：

一种基于延时同步的窄脉冲调制功率控制电路，包括：功率参考、线性调制器、同步脉冲驱动单元、定向耦合器、检波器、对数放大器、延时同步脉冲单元；

当宽脉冲时，参考电压通过前馈电路和同步到达的检波电压求和积分运算，运算结果驱动线性调制器；延时同步脉冲单元判断脉冲宽度是不是窄脉冲信号，当脉冲调制环路处于非脉宽时序时，ALC环路处于保持状态，积分电压不变，作用在线性调制器上的电压恒定，保证脉冲调制下功率恒定，这时同步脉冲驱动单元把射频信号功率关闭，无射频信号输出；

当窄脉冲时，首先使整个ACL工作状态维持在正常闭环状态，这个正常闭环状态就形成了当前功率下的积分电压；当窄脉冲调制开启时，延时同步脉冲单元判断此时ALC环路已经无法形成闭环状态，迫使环路处于积分保持状态，积分器电压不变，此积分电压驱动线性调制器，当环路处在窄脉冲信号非脉宽时序时，整个环路也处于保持阶段，此时的积分电压大小跟脉内积分电压大小一样，同步脉冲通过脉冲驱动电路把射频功率关闭，反馈的检波积分电压不参与环路运算。

本发明还提出了一种基于延时同步的窄脉冲调制功率控制方法，基于一控制电路，该控制电路包括：功率参考、线性调制器、同步脉冲驱动单元、定向耦合器、检波器、对数放大器、延时同步脉冲单元；

当宽脉冲时，参考电压通过前馈电路和同步到达的检波电压求和积分运算，运算结果驱动线性调制器；延时同步脉冲单元判断脉冲宽度是不是窄脉冲信号，当脉冲调制环路处于非脉宽时序时，ALC环路处于保持状态，积分电压不变，作用在线性调制器上的电压恒定，保证脉冲调制下功率恒定，这时同步脉冲驱动单元把射频信号功率关闭，无射频信号输出；

当窄脉冲时，首先使整个ACL工作状态维持在正常闭环状态，这个正常闭环状态就形成了当前功率下的积分电压，当窄脉冲调制开启时，延时同步脉冲单元判断此时ALC环路已经无法形成闭环状态，迫使环路处于积分保持状态，积分器电压不变，此积分电压驱动线性调制器，当环路处在窄脉冲信号非脉宽时序时，整个环路也处于保持阶段，此时的积分电压大小跟脉内积分电压大小一样，同步脉冲通过脉冲驱动电路把射频功率关闭，反馈的检波积分电压不参与环路运算。

本发明的有益效果是：

(1)利用了延时同步脉冲触发使ALC环路在窄脉冲调制时环路始终处于保持状态，配合同步脉冲驱动电路对是射频信号进行有效的窄脉冲调制；

(2)窄脉冲调制脉宽准确(纳秒级)。

附图说明

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的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为现有的脉冲调制功率控制电路原理图；

图2为本发明的基于延时同步的窄脉冲调制功率控制电路原理图；

图3为本发明的非窄脉冲脉冲调制和窄脉冲调制ALC环路状态对比图；

图4为本发明的脉冲同步信号经过延时脉冲电路的延时图。

具体实施方式

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做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。

本发明利用延时同步脉冲触发ALC环路闭环和保持状态，从而确保整个窄脉冲调制过程功率稳定精确控制。

如图2所示，本发明的基于延时同步的窄脉冲调制功率控制电路包括：功率参考、线性调制器、同步脉冲驱动单元、定向耦合器、检波器、对数放大器、延时同步脉冲单元。

当脉冲宽度大于1μs时，参考电压通过前馈电路和同步到达的检波电压求和积分运算，运算的结果即积分电压去驱动线性调制器，来达到对脉冲调制功率的有效修正；延时同步脉冲单元判断脉冲宽度是不是窄脉冲信号，当脉冲调制环路处于非脉宽时序时，ALC环路处于保持状态，即积分电压不变(积分器处于积分保持，维持跟闭环状态一样的电压，检波电压不作用于反馈回路)，作用在线性调制器上的电压恒定，保证脉冲调制下功率恒定，这时同步脉冲驱动单元把射频信号功率关闭，无射频信号输出，这就是脉冲调制的整个过程以及对脉内射频信号功率的精确修正控制。

当脉冲宽度小于1μs时(窄脉冲)，此时脉宽小于ALC闭环速度，ALC达不到闭环要求。此时，首先使整个ACL工作状态维持在短暂的正常闭环状态，这个正常闭环状态就形成了当前功率下的精准的积分电压，当窄脉冲调制开启时，延时同步脉冲单元判断此时ALC环路已经无法形成闭环状态，迫使环路处于积分保持状态，即积分器电压不变(该电压跟闭环积分电压大小一样)，此积分电压驱动线性调制器，让环路对窄脉冲脉内调制信号功率进行有效的修正控制，当环路处在窄脉冲信号非脉宽时序时，整个环路也处于保持阶段，此时的积分电压大小跟脉内积分电压大小一样，同步脉冲通过脉冲驱动电路把射频功率进行关闭，反馈的检波积分电压不参与环路运算。

延时同步窄脉冲调制功率控制方法能保证窄脉冲调制信号功率准确主要体现在一下几个方面：

第一、窄脉冲调制开启时，ALC环路先短暂闭环，确保了此时的积分电压大小，积分电压大小决定了射频输出功率的大小；

第二、在整个窄脉冲调制过程中，通过延时同步脉冲电路确保积分器的电压恒定，ALC一直处于保持状态，这样就确保了窄脉冲调制过程中射频输出功率精确稳定可控，图3为非窄脉冲情况下脉冲调制和窄脉冲调制情况下ALC环路状态图对比；

第三、延时同步脉冲电路使两个同步脉冲变为后延时，即起始时间一致，后延时最低1μs，不能小于ALC环路反应的速度，即1μs，图4为脉冲同步信号经过延时脉冲电路延时图。

本发明还提出了一种基于延时同步的窄脉冲调制功率控制方法，其工作原理与上述控制电路相同，这里不再赘述。

本发明针对窄脉冲调制时功率可控，利用了延时同步脉冲触发使ALC环路在窄脉冲调制时环路始终处于保持状态，配合同步脉冲驱动电路对是射频信号进行有效的窄脉冲调制，窄脉冲调制脉宽准确(纳秒级)。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。