[实用新型]一种定向电桥电路

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种电桥电路，具体是一种定向电桥电路。

背景技术

定向电桥是射频微波测量领域的关键电路，比如矢量网络分析仪就可能采用定向电桥电路，因此改善定向电桥的性能就成为提高矢量网络分析仪性能的关键技术之一。

现有电路1：图1是一般的定向电桥的原理示意图。R1，R2，R3，Rx，都是电桥臂电阻，其中Rx是待测件，Rs是信号源电阻，RL是输出的负载电阻。对于一般系统而言，R1=R2=R3=Rs=RL，例如50欧姆系统，通常R1=R2=R3=Rs=RL=50欧。

传统的的定向电桥（如图2），一般都是采用这样一种电路：单端的信号输入电桥，电桥输出一个差分信号，然后再采用一个巴伦（balun）将差分信号转换为单端信号。

缺点：1.由于巴伦通常采用磁芯，所以频率很低时，其性能急剧恶化，频率很高时也受巴伦的性能限制，巴伦本身的平衡度要求也比较高。所以目前改善电路性能的方法主要集中在改进巴伦的性能；2.巴伦的体积尺寸比较大。为了兼顾低频，巴伦的尺寸一般都比较大，为兼顾频率高端，制作要求也比很高；3.一般来说，射频信号需要通过混频器变换为中频信号进行处理，而一般性能较好的混频器均为差分输入的，因此需要用巴伦再次将单端信号变化为差分信号，电路的体积和复杂度很高。

现有电路2：由于射频信号一般需要采用混频器（乘法器）转换为中频信号进行处理，而混频器一般是差分输入的，因此有人将电桥的差分信号直接输入到射频输入阻抗较高的混频器的差分输入端口（如图3所示）。这样一来，大幅度的简化了电路结构，省去了巴伦，而且在频率很低时仍能够正常使用。这种电路有一个很关键的要求，就是混频器的输入阻抗必须比较高。

缺点：这种电路有一个问题：定向电桥的输出负载应该是一个理想的差分阻抗，负载两端对地阻抗应该是无限大（即负载应该是浮空的），但是混频器（乘法器）实际的输入端对地阻抗是有限的（如图4所示）。特别是随着频率的升高，其对地阻抗也随之明显下降。这样一来，电桥的下面两个臂的实际阻抗将会是桥臂本身的电阻并联上混频器的输入阻抗。以图4为例，桥臂R3的阻抗实际是R3//Rin2，桥臂Rx的阻抗实际是Rx//Rin1。这样一来，电桥的实际等效电路与理想电路就有明显的差异了，当混频器的输入阻抗降低到一定程度时，就会严重影响测量精度。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种定向电桥电路，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：

一种定向电桥电路，包括信号源模块、电阻R1、电阻R2、电阻R3、被测件Rx，巴伦或共模电感和混频器，信号源模块包括单端信号源VS和内阻Rs，所述电阻Rs一端连接单端信号源VS，电阻Rs另一端分别连接电阻R1和电阻R2，电阻R1另一端分别连接定向电桥的桥臂电阻R3和巴伦或共模电感T1引脚2，巴伦或共模电感T1引脚1分别连接电阻R2另一端和被测组件Rx，巴伦或共模电感T1引脚3分别连接负载RL和混频器的RFIN-脚，巴伦或共模电感T1引脚4分别连接负载RL另一端和混频器RFIN+脚。

作为本实用新型进一步的方案：所述巴伦或共模电感T1包括磁芯双线对称式巴伦和磁感应式巴伦共模电感。

作为本实用新型再进一步的方案：所述混频器包括模拟乘法器、解调器。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：本实用新型定向电桥电路对巴伦的要求大大的降低了，体积也减小了，频率范围低端可以降低到非常低的频率，而高端频率响应也大大的提高了，同时成本也降低了。

附图说明

图1是定向电桥的原理示意图；

图2是传统的的定向电桥电路图；

图3是现有的一种电桥电路图；

图4是现有的一种定向电桥的输入阻抗不理想性的示意图；

图5是本实用新型电路原理图；

图6是本实用新型的另一种实施例；

图7是本实用新型的另一种实施例。

具体实施方式

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、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅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做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。