[发明专利]一种具有国家标准的可变功率参考源电路及设计方法

说明书

技术领域

本发明属于可变功率的参考源的设计技术领域，尤其涉及的是一种具有国家标准的可变功率参考源电路及设计方法。

背景技术

在微波信号绝对功率测量中，由于功率检波器在不同环境下存在着一定的漂移，会影响到功率测量的准确度。因此在一般的微波功率计中，都带有一个参考源，通过校准，将功率检波器溯源到参考源，从而保证功率测量相对于参考源的准确度。

目前的参考源，有两种设计方式：

1、固定频率、固定功率的功率参考源，如50MHz、0dBm的参考源或者1GHz、0dBm的参考源；

2、固定频率、可变功率的参考源，如1.024GHz、-50dBm～+20dBm参考源。

目前存在的两种参考源，存在的缺点是：

1、固定频率、固定功率的功率参考源：其只能为一个功率点提供功率校准，而功率检波器的线性和温度响应，则需要功率探头自身来保证，这就对功率探头的设计和加工工艺提出了很高的要求。

2、固定频率、可变功率的参考源：其端口驻波比指标为<1.20:1，如果功率探头驻波比不好，则会影响到功率标准传递的一致性。

因此，现有技术存在缺陷，需要改进。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是针对现有技术的不足，提供一种具有国家标准的可变功率参考源电路及设计方法。

本发明的技术方案如下：

采用上述方案，端口驻波比指标高，功率标准传递一致性高；参考源输出功率准确度和长期稳定度指标高。

附图说明

图1为本发明可变功率参考源电路图。

图2为图1中程控步进衰减器与端口匹配电路结构示意图。

具体实施方式

以下结合附图和具体实施例，对本发明进行详细说明。

实施例1

如图1-2所示，本发明的电路如图1所示：压控振荡器N1产生频率为1GHz的连续波信号，经过放大器N2进行一级放大，放大后的信号经N3实现幅度的闭环调制，调制电压由调制驱动器N12实现，经稳幅调制器N3,此时N3稳幅后的信号由放大器N4放大至+20dBm以上，经过中心频率为1GHz的带通滤波器N13，滤除信号的谐波分量，定向耦合器N5的直通端输出后送至程控步进衰减器N14，经端口匹配电路N15后输出，定向耦合器N5的耦合端输出信号经N6检波器检波后，与16位DAC N9输出的精确电压值求和后，经过积分器N11，控制幅度调制器N12，经N3完成对信号的稳幅控制。检波器N6的检波电压受温度影响比较大，N7为精密温度传感器，将N7与检波器N6置于密闭空间，精密温度传感器N7输出电压准确反映检波器N6的温度变化，精密温度传感器N7输出电压由16位A/D转换器N8转化为温度ADC数据，温度ADC数据将作为参考源温度补偿依据。

16位DAC的参考由+5V精密N10提供。

本发明中动态参考源首先由16位DAC——N9控制幅度调制器产生+15dBm～+20dBm的信号，然后由步进为5dB的程控步进衰减器N141产生-40dBm～+15dBm的信号，从而产生-40dBm～+20dBm标准参考源。

为了实现参考源的高准确度和长期稳定度，选用稳定度指标为0.2%的+5V参考电平N10为16位DAC——N9提供参考电压；

将检波器N6与温度传感器N7放置于独立封闭空间101，由N7准确反映温度变化对N6的影响；检波器N6的检波电压受温度影响比较大，N7为精密温度传感器，N7与N6置于密闭空间，N7输出电压准确反映N6的温度变化，N7输出电压由16位A/D转换器N8转化为温度ADC数据，温度ADC数据将作为参考源温度补偿的依据。

经过温度补偿后，在0℃～50℃范围内，通过线性插值，构建一个温度ADC与+15dBm～+20dBm的参考源功率设定DAC值、各级衰减器补偿DAC值之间的表格。在正常工作时，该参考源所在的仪器按照固定时间间隔读取温度ADC值，并根据温度ADC值，在表格中查找该温度ADC对应的+15dBm～+20dBm的参考源功率设定DAC值和各级衰减器补偿DAC值。准确设定该温度下的参考源功率。

可以将参考源作为独立的功能模块，放置于通风性能良好的位置。