[发明专利]一种PXI总线可编程放大/衰减器及其校准方法

说明书

本发明公开了一种PXI(PCI extensions for Instrumentation，面向仪器系统的PCI扩展)总线可编程放大/衰减器及其校准方法，属于微波信号调理领域，本发明采用单块3U单槽PXI模块同时实现宽频段的最大80dB的可编程放大和衰减功能，节约了硬件资源，通过不同信号调理通路的灵活搭配级联，增加了信号幅度的调节范围，并对通路在不同温度和频率下进行了功率校准，使得微波信号的测量更加灵活、准确。

技术领域

本发明属于微波信号调理领域，具体涉及一种PXI总线可编程放大/衰减器及其校准方法。

背景技术

微波信号放大器和衰减器应用在射频、微波信号的测量过程中，以提高微波测量仪器的动态范围。本发明的目的是采用单块3U单槽的PXI模块同时实现宽频段范围的可编程放大和衰减功能，占用较小的体积和较少的槽数，增加了微波测量仪器的动态范围，使得微波信号的测量更加灵活、准确。

目前微波信号的测量仪器设备得到广泛的应用，为了提高微波测量仪器的动态范围，微波信号放大器和衰减器也应用在射频、微波信号的测量过程中。比如其可与信号源结合提高其功率，与信号分析仪结合可实现测量较小的信号。PXI总线测试仪器因体积小、搭配灵活的特点得到广泛应用，与之搭配的PXI总线可编程放大、衰减器也发挥了重要的作用。

现有的PXI总线的放大、衰减调理模块的工作模式如图1所示。上位机根据应用的不同选择不同种类的可编程放大、衰减器模块或开关放大、衰减器网络。当应用场合变化时更换不同的放大、衰减模块，当一个模块不能满足要求时通过多个模块级联来满足信号调理要求。

现有技术存在以下缺点：

1、信号的放大、衰减调理不够方便灵活。

现有的信号调理系统中，根据具体的功能要求选择不同的PXI总线的放大、衰减调理模块。当功能变化时需要更换不同的放大或衰减模块，且当单个放大或衰减模块调节范围不够大时需要多个模块级联，在PXI机箱槽数一定的情况下增加了放大、衰减模块所占用的槽数，增加了硬件资源的同时增加了功耗和成本。

2、信号的功率控制不够准确。

在100KHz-8GHz宽频率范围内，信号通过调理通路的放大、衰减量会有较大误差。并且在不同温度范围内调理通路实际的放大、衰减量与用户的设定值也有较大差异。

3、信号的校准不够精确。

通用方法中可编程放大/衰减通路要么采用单个可编程放大器或衰减器进行幅度调整，要么两个可编程放大器或衰减器简单组合完成单个频点下幅度的校准，并未在宽频段内由两个放大器或衰减器通过较合理的分配完成幅度校准和平坦度补偿。

发明内容

针对现有技术中存在的上述技术问题，本发明提出了一种PXI总线可编程放大/衰减器及其校准方法，设计合理，克服了现有技术的不足，具有良好的效果。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种PXI总线可编程放大/衰减器，包括PXI接口控制单元、电源管理单元以及信号调理通路单元；PXI接口控制单元、电源管理单元以及信号调理通路单元通过线路互连；

PXI接口控制单元，包括PXI接口电路、FPGA控制电路以及存储器；PXI接口电路、FPGA控制电路以及存储器通过线路依次连接；

信号调理通路单元包括通道0和通道1两个输入/输出通道；

通道0包括第一继电器、第二继电器、可编程放大通路和固定衰减通路，可编程放大通路的一端和固定衰减通路的一端组成公共端连接至第一继电器，可编程放大通路的另一端和固定衰减通路的另一端组成公共端连接至第二继电器；