CN104967422A - 一种均衡电路及具有该电路的电子设备 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种均衡电路及具有该电路的电子设备，其中，所述均衡电路包括：衰减调节支路，幅度均衡调节支路，温度补偿调节支路；所述衰减调节支路与所述温度补偿调节支路并联连接于端口1与端口2之间；所述幅度均衡调节支路一端连接所述衰减调节支路，另一端接地。本发明通过幅度均衡调节支路实现工作频段内的幅度均衡；通过温度补偿调节支路使用，实现衰减电路的温度补偿，进一步调整工作频段内幅度均衡。
Description
技术领域
本发明涉及电力电子技术领域，特别涉及一种均衡电路及具有该电路的电子设备。
背景技术
在信号的宽频带传输过程中，经常发生信号幅度出现较大的波动，具体表现为：信号幅度随频率的升高而逐渐降低。这种波动主要来自于信号传输链路中各级元器件产生的微小波动的累加。信号幅度的不平坦性,将影响信号链路在高频端的工作灵敏度和稳定性。然而,随着环境温度的变化，信号幅度也会随温度变化而发生波动，通常表现为：信号在高温条件下幅度降低、低温条件下幅度升高。这种波动主要来自于信号传输链路中各级元器件随温度波动的累加。信号幅度的波动将影响信号参数提取的稳定性与准确性。
发明内容
鉴于上述问题，提出了本发明以便克服上述问题或者至少部分地解决上述问题，本发明的技术方案是这样实现的：
一方面，本发明提供了一种均衡电路，包括：衰减调节支路，幅度均衡调节支路，温度补偿调节支路；
所述衰减调节支路与所述温度补偿调节支路并联连接于端口1与端口2之间；
所述幅度均衡调节支路一端连接所述衰减调节支路，另一端接地。
优选地，所述衰减调节支路包括：第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R3；
所述第一电阻R1一端分别接所述端口1，所述第三电阻R3和所述温度补偿调节支路一端；所述第一电阻R1另一端接所述幅度均衡调节支路；
所述第三电阻R3另一端分别接所述端口2，所述第二电阻R2一端和所述温度补偿调节支路另一端；
所述第二电阻R2另一端所述幅度均衡调节支路。
优选地，所述衰减调节支路的第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R3为表贴电阻，所述表贴电阻的表贴封装形式包括：0402表贴电阻、或0603表贴电阻、或0805表贴电阻。
优选地，所述幅度均衡调节支路包括：第一电感L1、第二电感L2；
所述第一电感L1一端接所述第一电阻R1一端，另一端接地；
所述第二电感L2一端接所述第二电阻R2一端，另一端接地。
优选地，所述幅度均衡调节支路的第一电感L1、第二电感L2为表贴电感，所述表贴电感的表贴封装形式包括：1005表贴电感，或1608表贴电感，或2012表贴电感。
优选地，所述温度补偿调节支路包括：第四电阻R4；
所述第四电阻R4一端接所述第三电阻与所述端口1的连接端，另一端接所述第三电阻另一端与所述端口2连接端。
优选地，所述温度补偿调节支路的第四电阻R4为NTC热敏电阻、表贴封装；
所述热敏电阻表贴封装形式包括：0402表贴电阻，或0603表贴电阻，或0805表贴电阻。
优选地，所述第一电阻R1、所述第二电阻R2、所述第三电阻R3、所述第四电阻R4，所述第一电感L1、所述第二电感L2，所述端口1和所述端口2之间连接采用微带线或导线。
优选地，所述微带线阻抗为50欧姆，所述微带线材质包括铜或铝；所述导线为带有绝缘外壳的导线，其金属导体材质为铜、或铝，或银。
本发明提供了一种电子设备，包括：如上任一一项所述均衡电路。
本发明的技术方案通过幅度均衡调节支路的电感选频特性，实现工作频段内的幅度均衡；通过温度补偿调节支路的热敏电阻，实现衰减电路的温度补偿。本发明可通过改变幅度均衡调节支路，温度补偿调节支路的电阻阻值、电感感值来调整电路在工作频段内的插入损耗以及幅度均衡量；还可通过改变热敏电阻的值来调整电路在工作频段内的插入损耗以及温度条件下的幅度补偿量，从而实现了电路网络衰减幅度可调、幅度均衡可调、温度补偿可调，保证了电路的适应性和实用性。
附图说明
图1为本发明实施例提供的一种均衡电路结构示意图；
图2为本发明实施例提供的一种均衡电路图；
图3为本发明实施例提供的在常温条件下负斜率幅度均衡仿真曲线图；
图4为本发明实施例提供的高温60℃条件下负斜率幅度均衡、温度补偿仿真曲线图；
图5为本发明实施例提供的低温-25℃条件下负斜率幅度均衡、温度补偿仿真曲线图；
图6为本发明实施例提供的一种电子设备结构示意图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明实施方式作进一步地详细描述。
如图1为所示为本发明实施例提供的一种均衡电路结构示意图；该均衡电路包括：衰减调节支路101，幅度均衡调节支路102，温度补偿调节支路103；
所述衰减调节支路101与所述温度补偿调节支路103并联连接于端口1与端口2之间；
所述幅度均衡调节支路102一端连接所述衰减调节支路，另一端接地。
需要说明的是，所述衰减调节支路包括：第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R3；
所述第一电阻R1一端分别接所述端口1，所述第三电阻R3和所述温度补偿调节支路一端；所述第一电阻R1另一端接所述幅度均衡调节支路；
所述第三电阻R3另一端分别接所述端口2，所述第二电阻R2一端和所述温度补偿调节支路另一端；
所述第二电阻R2另一端所述幅度均衡调节支路。
还需要说明的是，所述幅度均衡调节支路包括：第一电感L1、第二电感L2；
所述第一电感L1一端接所述第一电阻R1一端，另一端接地；
所述第二电感L2一端接所述第二电阻R2一端，另一端接地。
还需要说明的是，所述温度补偿调节支路包括：第四电阻R4；
所述第四电阻R4一端接所述第三电阻与所述端口1的连接端，另一端接所述第三电阻另一端与所述端口2连接端。
基于以上实施例，如图2所示，为本发明实施例提供的一种均衡电路图；
该电路包括：衰减调节支路101，幅度均衡调节支路102，温度补偿调节支路103；所述衰减调节支路包括：第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R3；所述幅度均衡调节支路包括：第一电感L1、第二电感L2；所述温度补偿调节支路包括：第四电阻R4；
所述第一电阻R1一端分别接所述端口1，所述第三电阻R3和所述第四电阻R4一端；所述第一电阻R1另一端接所述第一电感L1一端；
所述第三电阻R3另一端分别接所述端口2，所述第二电阻R2一端和所述第四电阻另一端；
所述第二电阻R2另一端所述第二电感L2一端；
所述第一电感L1另一端接地；
所述第二电感L2另一端接地。
需要说明的是，所述衰减调节支路的第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R3为表贴电阻，所述表贴电阻的表贴封装形式包括：0402表贴电阻、或0603表贴电阻、或0805表贴电阻。
还需要说明的是，所述幅度均衡调节支路的第一电感L1、第二电感L2为表贴电感，所述表贴电感的表贴封装形式包括：1005表贴电感，或1608表贴电感，或2012表贴电感。
还需要说明的是，所述温度补偿调节支路的第四电阻R4为NTC热敏电阻、表贴封装；所述热敏电阻表贴封装形式包括：0402表贴电阻，或0603表贴电阻，或0805表贴电阻。
还需要说明的是，所述第一电阻R1、所述第二电阻R2、所述第三电阻R3、所述第四电阻R4，所述第一电感L1、所述第二电感L2，所述端口1和所述端口2之间连接采用微带线或导线。所述微带线阻抗为50欧姆，所述微带线材质包括铜或铝；所述导线为带有绝缘外壳的导线，其金属导体材质为铜、或铝，或银。所述微带线优选为敷铜线，其阻抗优选为50欧姆，厚度可从1微米到5毫米不等；
还需要说明的是，所述基板材料通常可以选择FR-4epoxy板材、罗杰斯RO4003板材；所述温度补偿调节支路通常但不局限于在印刷电路板上制作完成。
基于以上电路，对本发明工作原理进行详细说明；
本发明电路原理图如图2所示，信号经过端口1输入，信号经过电阻R1、R2、R3、R4、L1、L2构成的П型电路后通过端口2输出。由于电感L1、L2具有选频特性，电阻R1、R2与电感L1、L2的串联可以优先通过某些频段的信号，从而引起不同频率信号幅度的改变，进而实现幅度均衡。电阻R3与NTC热敏电阻R4的并联使用，主要是对热敏电阻阻值随温度呈指数变化带来的温度过补情况进行平衡。
所述热敏电阻R4阻值随温度呈指数变化，与第三电阻R3并联后其等效电阻与温度变化近似线性关系，具体计算结果如下表。当设R3＝75Ω、R4＝50Ω(即R25值)、B值为3200。
| 温度(℃) | EXP[B(1/T-1/TN) | RN(Ω) | RN//R3(Ω) |
| 60 | 0.3248 | 16.2 | 13.3 |
| 55 | 0.3749 | 18.7 | 15.0 |
| 45 | 0.5093 | 25.5 | 19.0 |
| 35 | 0.7059 | 35.3 | 24.0 |
| 25 | 1.0 | 50.0 | 30.0 |
| 15 | 1.4513 | 72.6 | 36.9 |
| 5 | 2.1061 | 105.3 | 43.8 |
| -5 | 3.3223 | 166.1 | 51.7 |
| -15 | 5.2742 | 263.7 | 58.4 |
| -25 | 8.6918 | 434.6 | 63.4 |
如图3是本发明实施例提供的负斜率线性均衡电路仿真结果曲线图，设各电阻值为：R1＝120Ω、R2＝120Ω、R3＝75Ω、R4＝50Ω(即R25值)；电感值为：L1＝3.6nH、L2＝3.6nH。本实施例幅度均衡量为2.2dB，通带内插入损耗为3.5dB。
如图4是本发明实施例在高温60℃条件下提供的负斜率线性均衡电路仿真结果曲线图，设各电阻值为：R1＝120Ω、R2＝120Ω、R3＝75Ω、R4＝16.2Ω(即60℃条件下，热敏电阻阻值)；电感值为：L1＝3.6nH、L2＝3.6nH。本实施例高温60℃条件下幅度均衡量为2.0dB，通带内插入损耗为2.2dB，与常温仿真曲线相比：整体插入损耗减小1.5dB左右。
图5是本发明实施例在低温-25℃条件下提供的负斜率线性均衡电路仿真结果曲线图，设电阻值为：R1＝120Ω、R2＝120Ω、R3＝75Ω、R4＝434.6Ω(即-25℃条件下，热敏电阻阻值)；电感值为：L1＝3.6nH、L2＝3.6nH。本实施例低温-25℃条件下幅度均衡量为2.5dB，通带内插入损耗为5.8dB，与常温仿真曲线相比：整体插入损耗增大2.2dB左右。
需要说明的是，负斜率幅度均衡：是指随着频率的增加，衰减电路的衰减量逐渐减小；分贝(dB)：是一种度量信号输出幅度与输入幅度比值的方法，如果输出与输入量均为电压量，且分别表示为uo与ui，则分贝可以表示为dB＝20lg(uo/ui)，其中lg是以10为底数的对数函数符号；freq，GHz：是指频率，单位为吉赫兹，即109赫兹；
dB(S(2,1))：是指输出(端口2)幅度与输入(端口1)幅度的比值，并用分贝(dB)表示；所述插入损耗：是指与没有均衡网络相比，增加均衡网络后通带内信号幅度损耗的最小值，并用分贝(dB)表示；
所述NTC热敏电阻为负温度系数热敏电阻，阻值随着温度升高而降低；
所述热敏电阻常数B值为NTC热敏电阻特定的材料常数(Beta),NTC热敏电阻温度特性可近似表示：
RT＝RN·EXP[B(1/T-1/TN)]
式中：RT、RN分别表示NTC热敏电阻在温度T(K)和额定温度TN(K)下的电阻值，单位为欧姆Ω。T、TN为温度，单位K(TN(K)＝273.15+TN(℃))；B，称作B值，NTC热敏电阻特定的材料常数。
如图3所示，为本发明实施例提供的一种电子设备结构示意图；该电子设备包括：如上任一所述均衡电路。
本发明的技术方案通过幅度均衡调节支路的电感选频特性，实现工作频段内的幅度均衡；通过温度补偿调节支路的热敏电阻，实现衰减电路的温度补偿。本发明可通过改变幅度均衡调节支路，温度补偿调节支路的电阻阻值、电感感值来调整电路在工作频段内的插入损耗以及幅度均衡量；还可通过改变热敏电阻的值来调整电路在工作频段内的插入损耗以及温度条件下的幅度补偿量，从而实现了电路网络衰减幅度可调、幅度均衡可调、温度补偿可调，保证了电路的适应性和实用性。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均包含在本发明的保护范围内。
Claims (10)
1.一种均衡电路，其特征在于，包括：衰减调节支路，幅度均衡调节支路，温度补偿调节支路；
所述衰减调节支路与所述温度补偿调节支路并联连接于端口1与端口2之间；
所述幅度均衡调节支路一端连接所述衰减调节支路，另一端接地。
2.根据权利要求1所述的均衡电路，其特征在于，所述衰减调节支路包括：第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R3；
所述第一电阻R1一端分别接所述端口1，所述第三电阻R3和所述温度补偿调节支路一端；所述第一电阻R1另一端接所述幅度均衡调节支路；
所述第三电阻R3另一端分别接所述端口2，所述第二电阻R2一端和所述温度补偿调节支路另一端；
所述第二电阻R2另一端所述幅度均衡调节支路。
3.根据权利要求2所述的均衡电路，其特征在于，所述衰减调节支路的第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R3为表贴电阻，所述表贴电阻的表贴封装形式包括：0402表贴电阻、或0603表贴电阻、或0805表贴电阻。
4.根据权利要求2或3所述的均衡电路，其特征在于，所述幅度均衡调节支路包括：第一电感L1、第二电感L2；
所述第一电感L1一端接所述第一电阻R1一端，另一端接地；
所述第二电感L2一端接所述第二电阻R2一端，另一端接地。
5.根据权利要求4所述的均衡电路，其特征在于，所述幅度均衡调节支路的第一电感L1、第二电感L2为表贴电感，所述表贴电感的表贴封装形式包括：1005表贴电感，或1608表贴电感，或2012表贴电感。
6.根据权利要求5所述的均衡电路，其特征在于，所述温度补偿调节支路包括：第四电阻R4；
所述第四电阻R4一端接所述第三电阻与所述端口1的连接端，另一端接所述第三电阻另一端与所述端口2连接端。
7.根据权利要求6所述的均衡电路，其特征在于，所述温度补偿调节支路的第四电阻R4为NTC热敏电阻、表贴封装；所述热敏电阻表贴封装形式包括：0402表贴电阻，或0603表贴电阻，或0805表贴电阻。
8.根据权利要求7所述的均衡电路，其特征在于，所述第一电阻R1、所述第二电阻R2、所述第三电阻R3、所述第四电阻R4，所述第一电感L1、所述第二电感L2，所述端口1和所述端口2之间连接采用微带线或导线。
9.根据权利要求8所述的均衡电路，其特征在于，所述微带线阻抗为50欧姆，所述微带线材质包括铜或铝；所述导线为带有绝缘外壳的导线，其金属导体材质为铜、或铝，或银。
10.一种电子设备，其特征在于，包括：如所述权利要求1至9中任意一项所述均衡电路。
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