能扩展多路10MHz参考信号及馈电的装置的制作方法

本实用新型涉及一种在卫星通信情况下使用的装置。更具体地说，本实用新型涉及一种用在卫星通信上下变频器中提供参考信号及馈电的能扩展多路10mhz参考信号及馈电的装置。

背景技术：

参考信号及馈电在卫星通信上下变频器中起着至关重要的作用，因为卫星通信中低噪声下变频器，高功率上变频放大器(以下简称上下变频器)存在锁相环电路(pll),要锁相的频率与这个基准信号进行分频比较，以保证频率输出的稳定和准确，所以参考信号的精度和稳定度十分重要，同时下变频器多数为单端口输入，因此需要参考信号及供电在一个接口同时输入。

市场上现有参考信号源多为单一信号源，有且仅有一路输出，且在实际使用过程中与馈电经功分器合路输入上下变频器时，由于参考信号与电源之间未做隔离处理，电源会拉低参考信号源电平强度，上下变频器不能正常工作，导致在需要多路同源参考信号进行测试时不能达到测试要求，同时市场专用信号源价格昂贵，使用方法复杂，需经过培训后方可使用。

技术实现要素：

本实用新型的一个目的是解决至少上述问题和/或缺陷，并提供至少后面将说明的优点。

为了实现根据本实用新型的这些目的和其它优点，提供了一种能扩展多路10mhz参考信号及馈电的装置，所述装置在天线馈源波导口与多个上/下变频器之间实现连接；

其中，所述装置包括至少一块能扩展多路10mhz参考信号及馈电的调理板。

优选的是，所述调理板被配置为包括：

产生10mhz参考信号的信号源晶振；

用于向信号源晶振提供工作电压的dc/dc单元；

与dc/dc单元连接，以向对应的上/下变频器提供相应馈电的ac/dc电源模块；

多路与信号源晶振电路连接，以将接收到的参考信号进行调理输出的放大、滤波电路；

多路与ac/dc电源模块的输出端连接的隔离电路，各路隔离电路输出的馈电与各路放大、滤波电路输出的参考信号进行合并后，通过对应的sma连接器输出至对应的上/下变频器中。

优选的是，所述信号源晶振被配置为采用正弦波晶振，其电源电压配置为采用开关电压调节器提供+5vdc固定电压输出；

其中，所述开关电压调节器上还设置有+5vr的电压开关。

优选的是，各所述放大、滤波电路被配置为包括：

对信号源晶振输出的10mhz参考信号进行增益的opa690id放大芯片，其in-引脚与信号源晶振输出端连接；

与opa690id放大芯片的out引脚连接，以对参考信号中的谐波和杂散进行抑制的5阶窄带宽低通滤波器；

其中，在out引脚与5阶窄带宽低通滤波器之间，5阶窄带宽低通滤波器与sma连接器之间还分别设置有用于隔直的电容c21、c11；

在信号源晶振输出端与in-引脚之间，in-引脚与out引脚之间还分别设置有对opa690id放大芯片进行增益调节的电阻r4、r5；

in-引脚与out引脚之间还设置有与电阻r4并联以进行极点补偿的电容c19；

所述opa690id放大芯片的同相端in+引脚与电源之间，通过设置的电阻r7、r8在单电源工作时进行偏置电压的设置。

优选的是，所述隔离电路被配置为包括：

防止参考信号串扰电源的扼流电感组l2、l3，其串联在sma连接器接口与电源开关的输出端；

用于对参考信号进行滤除的电容c9、c12，其一方面分别与扼流电感组呈并联状与sma连接器连接，另一方面接地；

其中，所述电源开关被配置为采用18v的电压开关，且其输出端上设置有可复位保险丝rex020。

其二，本实用新型的调理板通过放大、滤波电路与隔离电路的配合，实现了供电和时钟电路的共存，经工程研制馈电馈钟功能可以实现，性能优异。

其三，本实用新型在实现多路馈电馈钟信号同时输出的情况下，能同时保证每路信号均来自同一信号源，作为测试设备时能够保证测试结果的准确和严谨。

其四，本实用新型的馈电馈钟输出通过按钮开关手动控制，操作方便简单，成本低廉适合批量生产；若使用时需用功分器接入外部电源合路输出至测试设备时，装置内隔离电路能够保证输出参考信号不受外部电源干扰，保证输出信号稳定和准确。

本实用新型的其它优点、目标和特征将部分通过下面的说明体现，部分还将通过对本实用新型的研究和实践而为本领域的技术人员所理解。

附图说明

图1为本实用新型的一个实施例中调理板的电路结构框图；

图2为本实用新型的另一个实施例中信号源晶振的原理图；

图3为本实用新型的另一个实施例中10mhz参考信号开关原理图；

图4为本实用新型的另一个实施例中滤波放大隔离电路原理图；

图5为本实用新型的另一个实施例中电源开关原理图；

图6为本实用新型的一个实施例中多路参考信号及馈电装置的应用框图；

图7为本实用新型的另一个实施例中多路参考信号及馈电装置的应用框图。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型做进一步的详细说明，以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施。

应当理解，本文所使用的诸如“具有”、“包含”以及“包括”术语并不配出一个或多个其它元件或其组合的存在或添加。

需要说明的是，在本实用新型的描述中，术语指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，并不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“设置有”、“套设/接”、“连接”等，应做广义理解，例如“连接”，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接，可以是机械连接，也可以是电连接，可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通，对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

图1示出了根据本实用新型的一种能扩展多路10mhz参考信号及馈电的装置的实现形式，上/下变频器8在天线馈源波导口与频谱仪之间实现连接，而该装置在天线馈源波导口与多个上/下变频器之间实现连接；

其中，所述装置包括至少一块能扩展多路10mhz参考信号及馈电的调理板1，在这种结构中，通过单块调理板的作用，使其输出信号能扩展输出多路如4-8路调理信号，且通过串接多块调理板可实现32路的调理信号输出，以适应不同检测场合的使用需要，该装置生产成本较低，操作简单便捷，可作为低成本实验工具使用，即在实际使用中，可以根据实际需要扩展至最大32路同时输出，可塑性强，且板卡式的结构方便安装升级。

如图1，在另一种实例中，所述调理板被配置为包括：

产生10mhz参考信号的信号源晶振2；

用于向信号源晶振提供工作电压的dc/dc单元3；

与dc/dc单元连接，以向对应的上/下变频器提供相应馈电的ac/dc电源模块4；

多路与信号源晶振电路连接，以将接收到的参考信号进行调理输出的放大、滤波电路5、6，在这种连接方式下，可保证每块调理板上的每路参考信号均来自同一信号源，保证每路信号输出参数一致性，在工作过程中，晶振上电后输出的信号源作为参考信号，经放大电路对信号进行放大后，再经过滤波电路滤波对输出参考信号进行净化，保证输出参考信号干净后输出到sma连接器的接口2上，实现参考信号的输出；

多路与ac/dc电源模块的输出端连接的隔离电路7，采用隔离电路可以有效避免电源对参考信号干扰，保证后期合并输出后的信号稳定，各路隔离电路输出的馈电与各路放大、滤波电路输出的参考信号进行合并后，通过对应的sma连接器22输出至对应的上/下变频器中，信号输出可根据实际需要扩展sma连接器射频接口，最多可扩展至32路，通过本装置的调理板可以实现参考信号(馈钟)、馈电同时输出，同时保证每路参考信号均来自同一信号源，作为测试设备时能够保证测试结果的准确和严谨，在实际工作中，参考信号经晶振信号源产生，经晶振4口输出后，输入至放大芯片opa690id接口2，经芯片放大后输出至滤波电路滤波，+18vdc电源经隔离电路和参考信号合路至sma接口2脚输出。

如图2-3，在另一种实例中，所述信号源晶振被配置为采用正弦波晶振，可采用jtm5189-c型正弦波晶振输出正弦波10mhz参考信号其电源电压配置为采用开关电压调节器9提供+5vdc固定电压输出，开关电压调节器采用lm2596s-5，该器件可输出3a的驱动电流，同时具有很好的线性和固定输出+5v电压特性，x310作为+5v电压开关；

其中，所述开关电压调节器上还设置有+5vr的电压开关，在这种方案中馈钟输出通过按钮开关手动控制，操作方便简单，成本低廉适合批量生产，而其采用的10mhz晶振为温补压控晶振，输出为正弦波。其中c2、c3和c68起到稳压和滤波的作用，可以抑制电源上的杂散，使输出的10mhz信号具有较高的纯度，且其输出与放大、滤波电路中的10m_in端连接。

如图4，在另一种实例中，各所述放大、滤波电路被配置为包括：

对信号源晶振输出的10mhz参考信号进行增益的opa690id放大芯片11，其in-引脚与信号源晶振输出端连接，放大电路中采用opa690id放大芯片对参考信号进行放大，采用相配合的lm2596s-5芯片实现对放大芯片供电；

与opa690id放大芯片的out引脚连接，以对参考信号中的谐波和杂散进行抑制的5阶窄带宽低通滤波器12，如图4电感l4、l5、l6、l7与电容c14、c15、c16、c17和c18配合组成5阶窄带低通滤波器，用于对谐波和杂散进行抑制，而c11为滤波后的隔直电容；

其中，在out引脚与5阶窄带宽低通滤波器之间，5阶窄带宽低通滤波器与sma连接器之间还分别设置有用于隔直的电容c2113、c1114；

在信号源晶振输出端与in-引脚之间，in-引脚与out引脚之间还分别设置有对opa690id放大芯片进行增益调节的电阻r415、r516；

in-引脚与out引脚之间还设置有与电阻r4并联以进行极点补偿的电容c1917；

所述opa690id放大芯片的同相端in+引脚与电源之间，通过设置的电阻r718、r819在单电源工作时进行偏置电压的设置，在这种方案中，馈电馈钟电路的作用是将时钟信号与直流信号通过二合一通路馈入射频前端的上下变频模块。电路的主要作用是一方面满足参考信号输出和直流供电输出，另一方面二者之间不能相互影响。为了提高时钟电路的驱动能力，加入了运算放大器。运算放大器在晶振和时钟输出电路间起到了缓冲隔离的左右。避免晶振工作过载和时钟信号反射。运算放大器采用opa690，opa690具有禁用功能的宽带电压反馈运算放大器，具有高压摆率、单位增益稳定的特性。单位增益带宽可到500mhz，具有较低的输入电压噪声和电流噪声。设置合理的增益，可以满足10mhz信号的使用。可以单电源5v供电，可提供190ma驱动电流，可以驱动50欧姆负载，输出功率可达17dbm，满足射频前端的输入功率要求，运放电路采用反相放大，根据输入10mhz信号的功率，合理设计运放增益值。通过调整r4和r5值来调节增益，选择c19的值进行极点补偿，避免运放自激。同相输入端的r7和r8用于单电源工作时，设置偏置电压，输出端c21用于隔直输出。

如图4-5，在另一种实例中，所述隔离电路被配置为包括：

防止参考信号串扰电源的扼流电感组l220、l321，其串联在sma连接器22接口2与电源开关的输出端，l2和l3为扼流电感，防止10mhz信号窜扰电源；

用于对参考信号进行滤除的电容c923、c1224，c9和c12通用对10mhz信号进行滤除，防止电源被污染，影响系统的其它部分工作，其一方面分别与扼流电感组呈并联状与sma连接器连接，另一方面接地，在这种结构中的隔离电路，通过电感、电容的设置，用于在参考信号与电源之间做隔离处理，使用电感、保险、电容等元器件组成隔离电路，对参考信号和直流电源进行隔离；

其中，所述电源开关25被配置为采用x2作为+18v的电压开关，且其输出端上设置有可复位保险丝rex02026，ex020作为一种可复位保险丝，在电路中具有过载保护，同时在电路恢复正常后能够自行复位，保证电路正常工作，在这种结构中，馈钟输出通过按钮开关手动控制，操作方便简单，成本低廉适合批量生产，即在若使用时需用功分器接入外部电源与本方案的装置进行合路输出至测试设备时，能对装置中的馈电进行切断，但装置内隔离电容能够保证输出参考信号不受外部电源干扰，保证输出信号稳定和准确，在本方案中，参考信号与电源之间做隔离处理，使用电感、保险、电容等元器件组成隔离电路，对参考信号和直流电源进行隔离。

一种应用能扩展多路10mhz参考信号及馈电装置的方法，通过在波导口与上/下变频器之间通过设置调理板，以输出同时包括馈电和参考信号的多路调理信号；

各路调理信号分别与对应的上/下变频器连接，实现多路信号输出的扩展，本方案通过放大、滤波电路与隔直电路的配合，实现了供电和时钟电路的共存，经工程研制馈电馈钟功能可以实现，性能优异。

在另一种实例中，调理板中的10mhz参考信号采用同一信号源晶振产生，并分别连接至对应的各路放大、滤波电路，在这种方案中，通过这种方式的应用，保证每路信号均来自同一信号源，作为测试设备时能够保证测试结果的准确和严谨。

在另一种实例中，通过调理板上相配合的电压开关、电源开关，选择性的使各路调理信号输出能具有馈电和/或参考信号，而在具体的调理板中，调理板上4路与下4路sma输出接口可通过两组开关单独控制输出电源、输出参考信号，或者同时输出，图6-7为本实用新型中具体应用时的使用框图，图6可实现最多32路(目前8路)电源、参考信号同时输出或单独输出；图7可实现参考信号与外接电源经功分器合路后仍能保证上下变频器正常工作，在工作过程中，晶振上电后输出参考信号经放大电路放大后再经过滤波电路滤波输出到sma接口上，电源及参考信号采用内置电阻自复位按钮开关控制输出，即馈电馈钟输出通过按钮开关手动控制，操作方便简单，成本低廉适合批量生产。

在另一种实例中，调理板上的输出馈电通过相配合的隔离电路对参考信号和直流电源进行隔离，若使用时需用功分器接入外部电源合路输出至测试设备时，装置内隔离电路能够保证输出参考信号不受外部电源干扰，保证输出信号稳定和准确。

以上方案只是一种较佳实例的说明，但并不局限于此。在实施本实用新型时，可以根据使用者需求进行适当的替换和/或修改。

这里说明的设备数量和处理规模是用来简化本实用新型的说明的。对本实用新型的应用、修改和变化对本领域的技术人员来说是显而易见的。

尽管本实用新型的实施方案已公开如上，但其并不仅仅限于说明书和实施方式中所列运用。它完全可以被适用于各种适合本实用新型的领域。对于熟悉本领域的人员而言，可容易地实现另外的修改。因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下，本实用新型并不限于特定的细节和这里示出与描述的图例。