一种用于钇铁石榴石YIG器件的校准组件的制作方法

本实用新型涉及电路校准技术领域，具体涉及一种用于钇铁石榴石YIG器件的校准组件。

背景技术：

钇铁石榴石YIG器件通常使用在锁相环路中，用于取代宽带压控振荡器(VC0)，这种器件的Q值非常高，相噪比宽带VCO要好很多。YIG器件的频率受主调谐电路和辅调谐电路的共同影响，主调谐电路实现粗调功能，辅调谐电路即锁相环的电荷泵电压，实现锁定功能。由于YIG器件的主调谐电路斜率非常大，达到了18MHz/mA，那么就意味着这个电路对于温度，精度要求就非常高。相同电路不同的板卡，以及同样板卡更换了芯片，都需要进行校准。

钇铁石榴石YIG器件的传统的校准方式如图1所示，为通过校准电路单独的校准开环的YIG器件，即校准YIG器件的K值，通过调整主调谐电阻得到YIG器件的最高频率与最低频率，然后默认整个频段是线性的，从而得到YIG器件的K值。将所有的误差包含电路误差全部归一到K值上。最后用修正后的K值来实现全频段频率计算。这种方法存在三大问题。

1、整个校准过程需要修改硬件，这不利于量产并且也带来了一些可靠性的隐患。

2、YIG器件在校准过程中，伴随着温度的变化，这种校准方式，无法将温度考虑进去，因此在高低温条件下，可能会出现问题。

3、从实测结果来看，全频段并不是线性的；因此默认线性的前提，会导致每个频点都会存在一定的误差。

技术实现要素：

针对现有技术中的缺陷，本实用新型提供一种用于钇铁石榴石YIG器件的校准组件，在无需改变原电路结构的基础上，准确且自动的完成对钇铁石榴石YIG器件的校准，且校准结果可靠且稳定。

为解决上述技术问题，本实用新型提供以下技术方案：

本实用新型提供了一种用于钇铁石榴石YIG器件的校准组件，所述校准组件与锁相环路中的钇铁石榴石YIG器件相连，且所述组件包括：

电压读取设备及频率测量仪；

所述电压读取设备与锁相环路中的钇铁石榴石YIG器件的输入侧连接；

所述频率测量仪与所述YIG器件的输出侧连接。

进一步的，所述组件还包括：

温度传感器，且该温度传感器设置在所述YIG器件上。

进一步的，所述电压读取设备、频率测量仪及温度传感器之间通信连接。

进一步的，所述电压读取设备、频率测量仪及温度传感器之间基于以太网技术等工业标准的、由中小型总线模块组成的新型仪器平台中通信连接。

进一步的，所述锁相环路中的YIG器件的输出侧依次连接有低通滤波器及鉴相器。

进一步的，所述电压读取设备为电压表或数字万用表。

进一步的，所述频率测量仪为实时频谱仪或扫频调谐式频谱仪。

进一步的，所述温度传感器为接触式温度传感器，且所述接触式温度传感器设置在所述YIG器件的外壁上。

由上述技术方案可知，本实用新型所述的一种用于钇铁石榴石YIG器件的校准组件，该校准组件与锁相环路中的钇铁石榴石YIG器件相连，且所述组件包括电压读取设备及频率测量仪；所述电压读取设备与锁相环路中的钇铁石榴石YIG器件的输入侧连接；所述频率测量仪与所述YIG器件的输出侧连接；在无需改变原电路结构的基础上，准确且自动的完成对钇铁石榴石YIG器件的校准，同时能有效得到高低温状态下的锁定效果，使得校准结果可靠且稳定。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型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，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施例，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是现有技术中的钇铁石榴石YIG器件的传统校准方式电路图；

图2是本实用新型实施例一的一种用于钇铁石榴石YIG器件的校准组件的一种具体实施方式的结构示意图；

图3是本实用新型实施例二的校准组件的另一种具体实施方式的结构示意图。

其中，1-电压读取设备；2-频率测量仪；3-处理器；4-温度传感器；LPF-通滤波器；PD-鉴相器；DUT-待测设备；LXI-扩展以太网的测试总线标准。

具体实施方式

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，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，都属于本实用新型保护的范围。

本实用新型实施例一提供了一种用于钇铁石榴石YIG器件的校准组件。参见图2，该校准组件具体包括如下内容：

电压读取设备1及频率测量仪2；

在该校准组件种，锁相环路中的YIG器件的输出侧依次连接有低通滤波器LPF及鉴相器PD，YIG器件、鉴相器及低通滤波器等组成锁相环路的各期间构成待测设备DUT。

电压读取设备1与锁相环路中的YIG器件的输入侧连接，且电压读取设备1可以为电压表或数字万用表。

频率测量仪2与YIG器件的输出侧连接，且频率测量仪2可以为实时频谱仪或扫频调谐式频谱仪。

该校准组件的校准原理可以为人为通过电压读取设备1读取YIG器件的辅调谐电压，通过频率测量仪2测量YIG器件的输出频率的测量结果对YIG器件进行校准；也可以为电脑程序通过电压读取设备1读取YIG器件的辅调谐电压，通过频率测量仪2测量YIG器件的输出频率的测量结果对YIG器件进行校准。

从上述描述可知，本实用新型的实施例在无需改变原电路结构的基础上，准确且自动的完成对钇铁石榴石YIG器件的校准，且有效减小了校准误差，使得校准结果可靠且稳定。

本实用新型实施例二提供了上述校准组件的第二种具体实施方式。参见图3，该校准组件中还包括具体包括如下内容：

温度传感器4，且该温度传感器4设置在YIG器件上，用于检测YIG器件的温度，温度传感器4为接触式温度传感器，且所述接触式温度传感器设置在所述YIG器件的外壁上。

其中，以电脑程序根据检测结果为例：电压读取设备1及频率测量仪2分别与处理器3基于以太网技术等工业标准LXI的、由中小型总线模块组成的新型仪器平台中通信连接；温度传感器4也可以与处理器3通信连接，处理器3同样能够与待测设备DUT直接通信连接。

处理器3分别连接电压读取设备1及频率测量仪2，处理器3为手机终端或PC终端，且处理器3用于根据电压读取设备1及频率测量仪2的测量结果对YIG器件进行校准；电压读取设备1及频率测量仪2分别与处理器3通信连接；以及机终端或PC终端用于根据电压读取设备1、频率测量仪2及温度传感器的测量结果对YIG器件进行校准，并显示校准过程及结果。

从上述描述可知，本实用新型的实施例能够有效得到高低温状态下的锁定效果，有效减小了校准误差，使得校准结果可靠且稳定。

为更进一步的说明本实用新型，本实用新型提供一种用于钇铁石榴石YIG器件的校准组件的具体应用例。如下：

整个校准过程需要两台外置仪表及PC机。

一台可编程的数字万用表，支持远程控制与读取YIG的辅调节的电压值。

一台频谱仪，支持远程控制YIG器件输出频率。将辅调谐电压接到数字万用表上用于观测，将锁相环路PLL的最终输出接到频谱仪上用于记录。

PC机远程控制数字万用表，频谱仪，与待测设备PUT中的YIG器件。

且应用本实用新型的一种用于钇铁石榴石YIG器件的校准组件的进行校准的具体过程如下：

(1)首先按照理论值计算出YIG从最低频率F0到最高频率Fn的控制字，每隔100M一个步进，其中，控制字的发出方为数字模拟转换DAC，且DAC将数字量转电压器，此时控制的对象为主调谐电路。

(2)配置YIG对应的控制字，读取频谱仪的频点，此时必然会发现计算与实测结果不吻合。

以小步进调整主调谐电路的控制字值，直到频率达到预期频率的±5M以内。记录下该值，其中，单位小步进通常设为1M。

(3)通过步骤(2)的测试，完成F0到Fn全频段每隔100M的控制字测试，记录下来。

(4)将所有控制字统一减小30M，然后配置F0的控制字，读取数字万用表的电压值，当读取值为5V±1V之内，则认为通过，记录当前频点的控制字值与当前待测设备温度。如果读取电压值在这个范围之外，则按照预设的规律调整控制字，直到数字万用表的电压读取值在该范围内为止。

(5)完成第(4)步操作，记录下每个间隔100M频点的频率控制字，校准当前的温度，以及校准当前的辅调谐电压值。

通过以上5步，完成了YIG在闭环条件下的校准，这样的校准方式，得到的控制字与温度配合，结合温度补偿策略，就能在不同的环境温度下，均保证稳定的锁定。

同时，记录下的辅调谐电压值可用于在高低温试验中确认不同温度下，是否电路均处于最稳定的锁定状态。

从上述描述可知，YIG一般在锁相环中使用，我们校准YIG，主要目的还是为了使得锁相环达到一个最佳的锁定状态。则在闭环条件下校准YIG更有利于得到一个稳定的环路。并且在闭环条件下，更能有效得到高低温状态下的锁定效果。整个校准通过自动化测试程序完成，无需人员参与，也无需对硬件做任何修改。提高了校准的稳定性。并且通过将温度因素考虑进来。进一步提高不同温度条件下的稳定度。

应用该校准组件对YIG器件的进行校准的校准结果与应用传统校准电路的校准结果的对比如下：

如表一所示，传统开环方式校准后，闭环锁定后得到的效果，在0℃到50℃的环境温度条件下，锁定电压值由0.3V变化到了接近8V，尤其在低温条件下，锁定电压已经十分接近0V的极限，这个对于锁相环路是十分不理想的，极易导致失锁的现象。

在整个50度的温度范围内，锁定电压值变化非常大，易引起相噪，杂散等指标的相应变化。

表一

而应用了本实用新型的校准组件结合温度补偿策略，在同样的温度范围内，如上表二所示的测试结果。其中，由于不是同一时期测试的数据，因此在频点上并不相同，但这并不影响测试结论。

表二

从表一及表二可以得知，应用本实用新型的一种用于钇铁石榴石YIG器件的校准组件的校准方式，在高低温条件下的锁定状态就要稳定许多，且电压变化非常小。

从上述描述可知，应用本实用新型的校准时间主要就是软件运行时间，一般能在5min以内完成整个频段的校准。而传统方式需要几个小时；由于校准过程中实时记录了温度，因此结合温度实时补偿的机制能达到更稳定的应用；校准过程可靠，易实现量产化。

以上实施例仅用于说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的精神和范围。