一種具有恒溫檢波的數(shù)字自動電平控制電路及方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及通用射頻微波信號源領(lǐng)域，特別是涉及一種具有恒溫檢波的數(shù)字自動電平控制電路，還涉及一種具有恒溫檢波的數(shù)字自動電平控制方法。
【背景技術(shù)】
[0002]在通用射頻微波信號源領(lǐng)域，一般使用自動電平控制(Automatic LevelControl，以下簡稱ALC)系統(tǒng)對信號源輸出信號的功率進(jìn)行自動、精確控制。ALC系統(tǒng)的性能直接關(guān)系著信號源輸出信號功率平坦度、功率穩(wěn)定度、功率準(zhǔn)確度以及功率動態(tài)范圍等指標(biāo)。
[0003]目前，在信號源中廣泛應(yīng)用的自動電平控制系統(tǒng)是基于圖1的模擬前饋式ALC系統(tǒng)。由圖1可知，該系統(tǒng)包括耦合、檢波、功率參考、對數(shù)放大、檢波溫度補(bǔ)償、誤差積分、指數(shù)放大、可控衰減等環(huán)節(jié)；其工作原理為:功率參考信號首先加到衰減器上，同時(shí)，延遲電路使參考電平信號和信號源輸出耦合信號的檢波信號同步到達(dá)比較器求和，其微小差值再進(jìn)一步修正信號源輸出信號的功率。
[0004]該ALC系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)是可調(diào)節(jié)的功率動態(tài)范圍大、調(diào)節(jié)精度高、功率穩(wěn)定。但是該系統(tǒng)由于使用了大量的運(yùn)算放大器、模擬開關(guān)、三極管以及阻容元件以保證系統(tǒng)的功能，這導(dǎo)致功率參考信號以及檢波輸出信號容易收到環(huán)境溫度變化的影響，最終導(dǎo)致信號源輸出功率受到溫度變化的影響而偏離準(zhǔn)確值。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]為解決現(xiàn)有技術(shù)存在的上述缺點(diǎn)，本發(fā)明提供一種具有恒溫檢波的數(shù)字自動電平控制電路及方法。
[0006]本發(fā)明的技術(shù)方案是這樣實(shí)現(xiàn)的:
[0007]從主路信號按比例耦合出一路耦合信號，耦合信號經(jīng)恒溫檢波、取樣量化后送入運(yùn)算處理單元；運(yùn)算處理單元中的功率參考模塊產(chǎn)生一個(gè)不受溫度影響的恒定參考值，同時(shí)對數(shù)變換模塊將取樣量化的數(shù)據(jù)進(jìn)行對數(shù)轉(zhuǎn)換。上述兩個(gè)模塊的輸出的送入誤差比較模塊進(jìn)行誤差比較，比較結(jié)果進(jìn)入數(shù)字積分模塊，積分的結(jié)果再送入運(yùn)算處理單元中的指數(shù)變換模塊，變換結(jié)果最終經(jīng)過PIN驅(qū)動單元進(jìn)行由數(shù)字量到電流值的變換，PIN驅(qū)動單元的輸出電流驅(qū)動主路的PIN衰減單元從而使主路信號的功率穩(wěn)定在設(shè)定值。
[0008]本發(fā)明的有益效果是:
[0009](1)結(jié)構(gòu)簡單、集成度高、易于調(diào)試的特點(diǎn)。
[0010](2)由于采用了數(shù)字化ALC設(shè)計(jì)，并且使用恒溫檢波方法，消除了環(huán)境溫度變化對檢波靈敏度的影響，從而大大改善了信號源輸出功率的穩(wěn)定度。
【附圖說明】
[0011]為了更清楚地說明本發(fā)明實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實(shí)施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動性的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。
[0012]圖1為現(xiàn)有通用射頻微波信號源ALC電路結(jié)構(gòu)示意圖；
[0013]圖2為本發(fā)明涉及的一種ALC電路結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0014]下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例。基于本發(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有作出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。
[0015]圖2為本發(fā)明涉及的一種數(shù)字自動電平控制電路，包含耦合單元、恒溫檢波單元、取樣量化單元、運(yùn)算處理單元、PIN驅(qū)動單元和PIN衰減單元。其中，運(yùn)算處理單元又包含對數(shù)變換模塊、功率參考模塊、誤差比較模塊、數(shù)字積分模塊和指數(shù)變換模塊。
[0016]耦合單元從主路信號按比例耦合出一路耦合信號，耦合信號輸入到恒溫檢波單元中，恒溫檢波單元輸出與耦合信號功率相關(guān)的檢波電壓信號。
[0017]取樣量化單元對檢波電壓信號進(jìn)行取樣量化，量化的數(shù)據(jù)送入運(yùn)算處理單元。
[0018]在運(yùn)算處理單元中，對數(shù)變換模塊將輸入的量化數(shù)據(jù)進(jìn)行對數(shù)變換，使其輸出與以dB為單位的信號功率成線性關(guān)系；功率參考模塊根據(jù)總線輸入產(chǎn)生一個(gè)不受溫度影響的恒定功率參考值；誤差比較模塊將輸入的線性化數(shù)據(jù)與設(shè)置的功率參考數(shù)據(jù)進(jìn)行比較并求出其兩者之間的差值；數(shù)字積分模塊將輸入的差值在一定時(shí)間內(nèi)進(jìn)行積分，使差值放大；指數(shù)變換模塊將積分結(jié)果進(jìn)行指數(shù)變換，以使積分結(jié)果與信號源最終輸出功率成線性關(guān)系Ο
[0019]PIN驅(qū)動單元將運(yùn)算處理單元的輸出進(jìn)行由數(shù)字量到電流值的轉(zhuǎn)換，以電流的方式驅(qū)動PIN衰減單元。
[0020]PIN衰減單元根據(jù)PIN驅(qū)動單元的輸出電流大小使主路信號以dB為單位線性衰減。
[0021]本發(fā)明還涉及一種數(shù)字自動電平控制方法，包含耦合單元、恒溫檢波單元、取樣量化單元、運(yùn)算處理單元、PIN驅(qū)動單元和PIN衰減單元。其中，運(yùn)算處理單元又包含對數(shù)變換模塊、功率參考模塊、誤差比較模塊、數(shù)字積分模塊和指數(shù)變換模塊，具體的工作步驟如下:
[0022]步驟一，從主路信號按比例耦合出一路耦合信號，耦合信號輸入到恒溫檢波單元中，恒溫檢波單元輸出與耦合信號功率相關(guān)的檢波電壓信號。
[0023]步驟二，取樣量化單元對步驟一中的電壓信號進(jìn)行取樣量化，量化的數(shù)據(jù)送入運(yùn)算處理單元。
[0024]步驟三，在運(yùn)算處理單元中，對數(shù)變換模塊將輸入的量化數(shù)據(jù)進(jìn)行對數(shù)變換，使其輸出與以dB為單位的信號功率成線性關(guān)系。
[0025]步驟四，在運(yùn)算處理單元中，功率參考模塊根據(jù)總線輸入產(chǎn)生一個(gè)不受溫度影響的恒定功率參考值。
[0026]步驟五，在運(yùn)算處理單元中，誤差比較模