CN105471520A - 一种应用于信号发生器的开环功率线性度自动调试方法 - Google Patents

Abstract

为了提高开环功率线性度指标的准确性以及提高调试的易操作性，满足仪器可生产性的需求，本发明提出了一种开环功率线性度的自动调试方法，可以使ALC开环功率在内部调试软件的控制下，通过读取内部测试电压以及相应的算法，即可实现自动的开环功率线性度调试，提高了开环功率线性度指标和调试效率，有效降低了生产的成本。

Description

一种应用于信号发生器的开环功率线性度自动调试方法

技术领域

本发明涉及测试技术领域，特别涉及一种开环功率线性度自动调试方法。

背景技术

随着信号发生技术的发展，输出功率控制经历了由开放式定标功率加衰减方式到闭环式自动电平环路控制方式，目前广泛应用的为可进行开环功率控制的前馈式ALC系统，其原理框图如图1所示。

随着仪器频率范围、功率动态范围的增大，微波部件级联放大器及多阶滤波器不断增多，导致开环条件下全频率范围内带内频响很差，其频响波段的极值经常会超出ALC闭环调节时的动态调理范围，已不能满足信号发生器在功率开环状态下进行窄脉冲调制、深度调幅及高质量矢量调制等测试的需求。

为解决这个问题，通常针对ALC系统的前馈通路，对调制驱动电路部分进行增益以及偏置的调节，上一代信号发生器中每个频率波段只需对两个具有稳定逻辑关联的电路参数进行调节。新一代信号发生器频率覆盖范围更宽，频率波段划分更细，每个波段的电路调节参数也相应增多，且各个参数间调试时既有关联关系又会相互影响，如果仍然采用人为调试开环功率线性度，调试效率很低，不适应当前仪器产业化大批量生产的现状。因此，必须研究ALC系统开环状态下功率线性度自动调试的技术。

传统的ALC开环功率线性度调试方法是调试人员寻找到每个波段的中间频率点，依次设置功率10dBm和-10dBm，调整环路增益和调制器偏置，从而达到当前频率点的功率线性调试目的。但由于功率的非线性特性，改变其中任何一个参数都会影响另一个，需要调试人员根据经验反复调试，才能满足开环功率线性度指标，且开环指标较差。

对于以上调试开环功率线性度的方法，主要缺点是：

(1)调试步骤复杂，由于信号发生器频率范围宽，波段众多，首先需在每个波段中需找中间功率点对应的频率，然后对每个参数进行反复调试，才能确定该组波段参数是否满足指标。

(2)原调试方法只能调试功率频响曲线的对称性及调试频率点的功率动态范围，但却无法保证频响曲线能够过零点，另外开环功率线性度的最佳调试点并非都能与每个波段的中间频率点对应，当前波段开环功率调试效果不一定最佳。

(3)由于电路的非线性特性，每一台信号发生器的电路参数都不相同，且没有固定规律可循，极大影响了仪器的调试效率。

(4)当调试环境发生变化时，调试人员需要重新寻找各种测试仪器进行调试，同样会影响信号发生器的可生产性。

发明内容

本发明提供了一种应用于信号发生器的ALC开环功率线性度自动调试方法，提高开环功率线性度指标以及将原本繁琐的人工调试转为仪器内部软件自动调试，从而有效地节省宝贵的人力、物力资源。

本发明的技术方案是这样实现的：

一种应用于信号发生器的开环功率线性度自动调试方法，包括以下步骤：

首先，根据波段划分，在每个波段内设定合适的频率步进，读取内部测试电压，记录下与当前功率有对应关系的测试电压，并记录下该测试电压对应的频率点，整个波段设置完毕后，根据每个频率对应的测试电压，寻找到最大电压和最小电压，并由此找到最接近于两个电压中间值对应的频率点，将当前频率设置为该点后，向功率参考DAC中送入一组初始值，再调整电路环路偏置参数值，随时监控内部测试电压，将中间点功率调至0dBm附近；

随后，再调整电路环路增益参数值，监控内部测试电压，将功率值调至+10dBm附近，再调整该参数，将功率值调至-10dBm附近，检查ALC动态范围，并分别记录功率在0dBm、10dBm以及-10dBm所对应的测试电压；

最后，调整调制器偏置参数，改变功率曲线关于零点的对称性，使最大功率和最小功率关于零点对称。

可选地，通过校准过程显示窗口即时显示用户开始调试后的信息，包括显示当前调试的进度、当前处于哪个波段，以及当前的频率点及每次的电路参数值和测试电压，若用户在调试过程中需要退出，则显示是否要退出，以及是否保存已调试数据等信息。

可选地，首先在每个波段中按照一定的频率步进值，设置功率并读取对应的测试电压，记录每一个测试电压，并找到其中的最值，根据最值找到其中间电压值相对应的频率点，并在此频率点上开始调试；

其次，先按照顺序依次调试0dBm、+10dBm、-10dBm，并记录其对应的测试电压，然后再调整全动态范围内功率频响曲线相对于零点的对称性，最后由于参数间的相互影响关系，需要寻找到一个使功率零点和功率对称性均处于相对最佳的一组电路参数值，结束整个调试过程。

可选地，使功率零点和功率对称性均处于相对最佳的一组电路参数值为0±0.5dBm、+10±1dBm、-10±1dBm。

本发明的有益效果是：

(1)可有效提高开环功率线性度的指标，可以为仪器在窄脉冲调制、深度调幅及高质量矢量调制等情况下的使用提供一个更好的测试基础。

(2)由于ALC开环功率不能自动地调整功率幅度，因此当环境发生变化时，可以方便地通过重新调试，使开环功率线性度得到有效保证。

(3)不依赖于任何外界测试设备和校准件，因此可通过本发明的自动调试算法，实现每个波段的自动调试。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为现有技术中的前馈式ALC系统原理示意图；

图2为本发明自动调试过程显示窗口示意图；

图3为本发明的开环功率线性度自动调试流程图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明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发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

现代信号发生器通常采用的自动电平环路控制(AutomaticLevelControl，以下简称ALC)系统为前馈式控制方式，而采用此方法的前提是ALC系统的开环功率必须准确且可控可调，由于现阶段产品化的信号发生器其组成单元及模块覆盖频率宽、功率动态范围大，整个调理通道由多级放大器和多级滤波器组成，导致开环条件下全频段内功率起伏很大，需要根据频段划分设置多组校准参数来调节，而目前ALC系统开环状态不能自动调整信号功率，因此，必须研究ALC开环状态下功率调整技术。

为了提高开环功率线性度指标的准确性以及提高调试的易操作性，满足仪器可生产性的需求，本发明提出了一种基于提高开环功率线性度指标及效率的自动调试方法，可以使ALC开环功率在内部调试软件的控制下，通过读取内部测试电压以及相应的算法，即可实现自动的开环功率线性度调试，提高了开环功率线性度指标和调试效率，有效降低了生产的成本。

本发明提出了一种应用于信号发生器的开环功率线性度自动校准新方法，其基本原理是依据一组初始的校准数据，在信号发生调理的每个划分波段中寻找一个开环功率的中间值，然后在此功率中间值对应的频率点采用合适的方法进行调试，使得每个调试频率点的开环功率准确度接近最佳，同时保证每个信号调理波段内的开环功率频响曲线落在ALC闭环工作的最优动态范围内，以满足信号发生器ALC系统在开环及闭环状态下的各项指标要求。

下面结合附图对本发明的调试方法进行详细说明。

本发明提供了一种应用于信号发生器的开环功率线性度自动调试方法，如图2所示，通过校准过程显示窗口显示用户需要看到的信息，即每个波段正在调试的频率点，当前的功率值以及正在调试的电路参数数值，如果用户在调试过程中终止调试，则显示是否终止调试以及是否存储已调试好的参数值等提示框。

本发明的开环功率线性度自动调试方法，如图3所示，包括以下步骤：

首先，根据波段划分，在每个波段内设定合适的频率步进，读取内部测试电压，记录下与当前功率有对应关系的测试电压，并记录下该测试电压对应的频率点，整个波段设置完毕后，根据每个频率对应的测试电压，寻找到最大电压和最小电压，并由此找到最接近于两个电压中间值对应的频率点，将当前频率设置为该点后，向功率参考DAC中送入一组初始值，再调整电路环路偏置参数值，随时监控内部测试电压，将中间点功率调至0dBm附近。

随后，再调整电路环路增益参数值，监控内部测试电压，将功率值调至+10dBm附近，再调整该参数，将功率值调至-10dBm附近，检查ALC动态范围，并分别记录功率在0dBm、10dBm以及-10dBm所对应的测试电压，由于电路非线性的影响，此时已经调准的0dBm发生偏离，可以根据原先记录的对应于0dBm的检波电压，将其调试准确。

最后，调整调制器偏置参数，改变功率曲线关于零点的对称性，使最大功率和最小功率尽可能关于零点对称，但由于以上三组电路参数之间的相互影响，在功率曲线对称性调整到位的情况下，还需反复地调整环路偏置和环路增益参数，使0dBm准确和开环动态范围的调整能得到最大限度的平衡。

优选地，上述校准过程显示窗口包括：即时显示用户开始调试后的所有信息，包括显示当前调试的进度、当前处于哪个波段，以及当前的频率点及每次的电路参数值和测试电压，若用户在调试过程中需要退出，则显示是否要退出，以及是否保存已调试数据等信息。

优选地，本发明的开环功率线性度自动调试方法中，首先在每个波段中按照一定的频率步进值，设置功率并读取对应的测试电压，记录每一个测试电压，并找到其中的最值，根据最值找到其中间电压值相对应的频率点，并在此频率点上开始调试；

其次，先按照顺序依次调试0dBm、+10dBm、-10dBm，并记录其对应的测试电压，然后再调整全动态范围内功率频响曲线相对于零点的对称性，最后由于参数间的相互影响关系，需要寻找到一个使功率零点和功率对称性均处于相对最佳的一组电路参数值(如0±0.5dBm、+10±1dBm、-10±1dBm)，结束整个调试过程。

本发明实现的应用于信号发生器的ALC开环功率线性度自动调试方法，可有效提高开环功率线性度的指标，可以为仪器在窄脉冲调制、深度调幅及高质量矢量调制等情况下的使用提供一个更好的测试基础。

其次，本发明实现的应用于信号发生器的ALC开环功率线性度自动调试方法，由于ALC开环功率不能自动地调整功率幅度，因此当环境发生变化时，可以方便地通过重新调试，使开环功率线性度得到有效保证。

最后，本发明实现的应用于信号发生器的ALC开环功率线性度自动调试方法，不依赖于任何外界测试设备和校准件，因此可通过本发明的自动调试算法，实现每个波段的自动调试。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，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，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (4)

1.一种应用于信号发生器的开环功率线性度自动调试方法，其特征在于，包括以下步骤：

首先，根据波段划分，在每个波段内设定合适的频率步进，读取内部测试电压，记录下与当前功率有对应关系的测试电压，并记录下该测试电压对应的频率点，整个波段设置完毕后，根据每个频率对应的测试电压，寻找到最大电压和最小电压，并由此找到最接近于两个电压中间值对应的频率点，将当前频率设置为该点后，向功率参考DAC中送入一组初始值，再调整电路环路偏置参数值，随时监控内部测试电压，将中间点功率调至0dBm附近；

随后，再调整电路环路增益参数值，监控内部测试电压，将功率值调至+10dBm附近，再调整该参数，将功率值调至-10dBm附近，检查ALC动态范围，并分别记录功率在0dBm、10dBm以及-10dBm所对应的测试电压；

最后，调整调制器偏置参数，改变功率曲线关于零点的对称性，使最大功率和最小功率关于零点对称。

2.如权利要求1所述的应用于信号发生器的开环功率线性度自动调试方法，其特征在于，通过校准过程显示窗口即时显示用户开始调试后的信息，包括显示当前调试的进度、当前处于哪个波段，以及当前的频率点及每次的电路参数值和测试电压，若用户在调试过程中需要退出，则显示是否要退出，以及是否保存已调试数据等信息。

3.如权利要求1所述的应用于信号发生器的开环功率线性度自动调试方法，其特征在于，首先在每个波段中按照一定的频率步进值，设置功率并读取对应的测试电压，记录每一个测试电压，并找到其中的最值，根据最值找到其中间电压值相对应的频率点，并在此频率点上开始调试；

其次，先按照顺序依次调试0dBm、+10dBm、-10dBm，并记录其对应的测试电压，然后再调整全动态范围内功率频响曲线相对于零点的对称性，最后由于参数间的相互影响关系，需要寻找到一个使功率零点和功率对称性均处于相对最佳的一组电路参数值，结束整个调试过程。

4.如权利要求3所述的应用于信号发生器的开环功率线性度自动调试方法，其特征在于，使功率零点和功率对称性均处于相对最佳的一组电路参数值为0±0.5dBm、+10±1dBm、-10±1dBm。