专利名称：一种超宽带高精度幅度控制器的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及射频信号精确计量及控制领域，尤其涉及一种超宽带高精度幅度控制器。
背景技术：
幅度控制技术是电子设备常用的技术，其广泛应用于各类电子设备。如在信号源与负载之间调节信号的大小，防止负载电路过载就是应用幅度控制技术。幅度控制技术应用的频率范围也非常广，可从DC到太赫兹。现阶段，射频宽带技术应用越来越广泛，对宽带器件的要求也越来越高，在数控幅度控制器方面，以往难以在宽频带内实现高精度控制。一般高精度数控衰减器只能有I到2倍个频程的信号通带，控制精度有限，且在控制高位精度急剧变坏。
实用新型内容有鉴于此，本实用新型有必要提供一种超宽带高精度幅度控制器，利用及优化设计超宽带信号通带数控衰减器，采用超宽带逐点校正补偿方式，成功解决了宽带衰减器的精度控制问题，在军事方面和民用方面均具有很高的实用性。本实用新型是这样实现的，一种超宽带高精度幅度控制器，其包括系统控制电路以及幅度控制电路，所述系统控制电路包括数据读取电路、缓存电路以及至少一个驱动电路，所述数据读取电路的输出端连接于所述缓存电路的输入端，所述缓存电路的输出端连接于所述至少一个驱动电路的输入端，所述幅度控制电路包括至少一组Π型电路以及对所述至少一组Π型电路进行选通的至少一个继电开关，每组Π型电路包括第一电阻、第二电阻以及第三电阻，所述第一电阻的一端电性接地，所述第一电阻的另一端经由所述第二电阻连接至所述第三电阻的一端，所述第三电阻的另一端电性接地，所述至少一个驱动电路的输出端通过选通至少一个继电开关而与所述至少一组Π型电路电性连接。作为上述方案的进一步改进，其还包括收容所述系统控制电路与所述幅度控制电路的外壳以及设置在所述外壳上的第一插槽与两个第二插槽，所述第一插槽与所述数据读取电路的输入端连接，所述两个第二插槽分别连接于每个继电开关的两个拨动开关。本实用新型提供的超宽带高精度幅度控制器具有以下优点通过优化设计超宽带信号通带数控衰减器，采用超宽带逐点校正补偿方式，提高超宽带数控衰减器的带通性能和控制精度；采用本实用新型所述超宽带高精度控制器，与现有技术相比，宽带微波带通性能提高3至6倍，控制精度提高I倍以上。
图I为本实用新型较佳实施方式提供的超宽带高精度幅度控制器的组成示意图。图2为图I中超宽带高精度幅度控制器的电路原理图。图3为图I中超宽带高精度幅度控制器的外观立体效果图。[0010]图4为图I中超宽带高精度幅度控制器的另一视角的外观立体效果图。图5为图I中超宽带高精度幅度控制器的精度校正过程。图6为应用图I中超宽带高精度幅度控制器校正前后衰减器精度比较图。
具体实施方式
为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，
以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。请参阅一并图I及图2，其为本实用新型较佳实施方式提供的超宽带高精度幅度控制器的电路结构示意图。超宽带高精度幅度控制器包括系统控制电路I以及幅度控制电路2。系统控制电路I包括数据读取电路ICl、缓存电路IC2以及至少一个驱动电路(在本实施方式中以两个驱动电路IC3、IC4为例进行举例说明)。数据读取电路ICl的输出端Dl D7连接于缓存电路IC2的输入端Dl D7，数据读取电路ICl靠近其自身输出端Dl D7的接地端GND经由下拉电阻电性接地，数据读取电路ICl靠近其自身输入端Ql Q7的接地端GND直接电性接地。缓存电路IC2的两个输出端Pl连接于驱动电路IC3的输入端1、2，缓存电路IC2的两个输出端P2连接于驱动电路IC4的输入端1、2。缓存电路IC2靠近其自身输入端Dl D7的接地端GND经由另一下拉电阻以及一电容电性接地，缓存电路IC2靠近其自身输出端Ql Q7的接地端GND直接电性接地。驱动电路IC3的电源端接5V电源并还经由另一电容电性接地，驱动电路IC3的接地端电性接地。驱动电路IC4的连接方式与驱动电路IC3的连接方式相同。幅度控制电路2包括至少一组Π型电路以及对所述至少一组Π型电路进行选通的至少一个继电开关，在本实施方式中，以7组Π型电路以及7个微型继电开关为例进行举例说明。每组Π型电路包括第一电阻R1、第二电阻R2以及第三电阻R3，第一电阻Rl的一端电性接地，第一电阻Rl的另一端经由第二电阻R2连接至第三电阻R3的一端，第三电阻R3的另一端电性接地。驱动电路IC3的输出端5、6、7、8分别连接于其中四个继电开关的输入端，驱动电路IC4的输出端5、6、7分别连接于剩余三个继电开关的输入端，每个继电开关的波动开关对相应Π型电路的三个电阻Rl、R2、R3以及其组合状态进行选择。驱动电路IC3、IC4通过选通继电开关而与相应的Π型电路电性连接。请一并参阅图3及图4，系统控制电路I与幅度控制电路2收容在外壳30，外壳30上设置有第一插槽31与两个第二插槽33，第一插槽31与数据读取电路ICl的输入端Ql Q7连接，两个第二插槽33分别连接于每个继电开关的两个拨动开关。换句话说，本实用新型的组成包括两部分，分别为控制系统(即系统控制电路)1和幅度控制电路2。其中控制系统I主要用于产生TTL形式的码值，而幅度控制电路2具体实施信号的衰减控制。控制系统为低频电路，幅度控制电路为射频电路。本实用新型实施例的控制电路I由数据读取电路ICl、缓存电路IC2和两个驱动器IC3组成，数据读取电路ICl用于识别输入的十进制幅度控制数值，并编译为二进制控制码值，然后读取精度校正表中的修正值，将修正值输入到缓存电路IC2中，缓存电路IC2得到码值后控制驱动器IC3对选定的微型继电开关选通，实现射频通路衰减。本实用新型实施例为7为衰减器，驱动电路IC3共控制7路继电开关。幅度控制电路2是由7组Π型电路组成，每一组Π型电路对应一个衰减值，Π型电路中的电阻为高精度贴片电阻，每组之间的衰减值差异为O. 5*2~n(n = O 6)dB，7组Π型电路形成7位衰减器共128态。Π型电路中电阻Rl，R2，R3的阻值可以由下述公式求出。Rt=+1^* Ri+1^* ^(I)
(A+R'y^+RO-R^R'R1 = R3(2)Rt = 50(3)
0R *R, +50* R +50*lt, λΛX = 20*lg I ^ 1-^(4)在Π型电路中R1 —般可取值等于R3，Rt为微带线的特性阻抗一般取为50Ω。S为每一态的衰减值。本实用新型实施例7位衰减器的R1和R2阻值见表I。表I贴片电阻阻值
衰减量(dB) Iri(Q)R2(Q) |R3(~
~~α 5~31231 3
~I~68306
~— 1242312
~Τ— 2422024
~— 5311653
~16— 15669156
~~3282148821本实用新型实施例达到的性能指标为工作频带1 12GHz ；，控制位数7位，控制步进O. 5dB。控制幅度大于60dB，响应时间< 100ns。请结合图5及图6，通常宽带衰减器的衰减精度在整个工作频带内很难实现高精度，针对这一问题，本实用新型提出了一种补偿技术。衰减器校正补偿的具体方法为首先通过仪表(如矢量网络分析仪)测试出衰减器I 12GHz各个频点及衰减态的衰减值，将测试值与理论值比较，如果测试值比理论值高O. 5个步进值，则该位控制码调整为原控制码-1，如果测试值比理论值高I个步进值，则该位控制码调整为原控制码_2。同理如果测试值比理论值低O. 5个步进值，则该位控制码调整为原控制码+1，如果测试值比理论值低I个步进值，则该位控制码调整为原控制码+2，以此类推可以得到全频带的所有校正控制码。当超宽带数控衰减器工作时，数控衰减器根据工作频率和需要衰减值，通过译码软件和译码电路，生成校正后的控制码，控制数控衰减器输出。校正后的衰减器将比原衰减器精度提高一倍。经测试验证，当I 12GHz超宽带数控衰减器未校正时，中间点频控制精度为O. 78dB，一般在频点O. 5 I. 5dB，最大2. 8dB，各频点控制精度差异很大，根本无法满足高精度幅度定量控制的需求；当I 12GHz超宽带数控衰减器校正后工作时，I 12GHz宽带内实际控制精度一般小于O. 18dB，精度和一致性比校正前大幅提高。[0037]以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本 实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
权利要求1.一种超宽带高精度幅度控制器，其特征在于，其包括系统控制电路以及幅度控制电路，所述系统控制电路包括数据读取电路、缓存电路以及至少一个驱动电路，所述数据读取电路的输出端连接于所述缓存电路的输入端，所述缓存电路的输出端连接于所述至少一个驱动电路的输入端，所述幅度控制电路包括至少一组n型电路以及对所述至少一组n型电路进行选通的至少一个继电开关，每组n型电路包括第一电阻、第二电阻以及第三电阻，所述第一电阻的一端电性接地，所述第一电阻的另一端经由所述第二电阻连接至所述第三电阻的一端，所述第三电阻的另一端电性接地，所述至少一个驱动电路的输出端通过选通至少一个继电开关而与所述至少一组n型电路电性连接。
2.如权利要求I所述的一种超宽带高精度幅度控制器，其特征在于，其还包括收容所述系统控制电路与所述幅度控制电路的外壳以及设置在所述外壳上的第一插槽与两个第二插槽，所述第一插槽与所述数据读取电路的输入端连接，所述两个第二插槽分别连接于每个继电开关的两个拨动开关。
专利摘要本实用新型公开了一种超宽带高精度幅度控制器，其包括系统控制电路以及幅度控制电路，所述系统控制电路包括数据读取电路、缓存电路以及至少一个驱动电路，所述数据读取电路的输出端连接于所述缓存电路的输入端，所述缓存电路的输出端连接于所述至少一个驱动电路的输入端，所述幅度控制电路包括至少一组∏型电路以及对所述至少一组∏型电路进行选通的至少一个继电开关，所述至少一个驱动电路的输出端通过选通至少一个继电开关而与所述至少一组∏型电路电性连接。本实用新型的优点在于通过补偿校正方式成功解决了1～12GHz宽带衰减器控制精度低的问题，对于在军事和民用高精度幅度控制方面均具有很高的实用性。
文档编号H03H11/36GK202475378SQ20122008976
公开日2012年10月3日 申请日期2012年3月9日 优先权日2012年3月9日
发明者江建民, 郭琳 申请人:中国电子科技集团公司第三十八研究所