CN109474256A - 一种射频信号精密步进衰减方法及衰减电路 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种射频信号精密步进衰减方法及衰减电路，包括两级以上的衰减网络，相邻衰减网络之间采用选择开关连接，根据选择开关，选择相应的衰减网络串联接入信号衰减回路或不接入信号衰减回路，根据输入信号以及需要的衰减量，灵活调节衰减网络，使衰减网络组合调节后的衰减量满足需要的射频信号目标衰减量。与现有技术相比，本发明适用范围更广，射频信号衰减精度更高。
Description
技术领域
本发明涉及射频通信技术领域，特别涉及一种射频信号精密步进衰减方法及衰减电路。
背景技术
在射频通信与射频信号的测量中，往往需要将通信信号通过幅度调整与阻抗匹配后送入后级电路，实现信号的稳定传输。目前同轴固定式衰减器居多，在特定条件下使用，不能实现普遍要求；步进衰减器数量不多、步进大、精度差，价格昂贵，也很难满足广泛的需求。
发明内容
本发明提供了一种射频信号精密步进衰减方法及衰减电路，具有使用范围更广的特点。
根据本发明提供的一种射频信号精密步进衰减方法，根据需要的射频信号目标衰减量，调节包括的至少两级衰减网络，使得输入信号通过所述至少两级衰减网络中的任意组合后，得到需要的射频信号目标衰减量。
所述调节包括对至少两级衰减网络的衰减组合的调节。
所述调节包括对衰减量可调式衰减网络的衰减量调节。
所述调节为机械式调节，和/或控制器式指令控制调节。
所述任意组合，包括单个衰减网络，或两个以上衰减网络的串联组合；所述衰减网络包括衰减量可调式衰减网络，和/或固定衰减量的衰减网络。
根据本发明提供的一种射频信号精密步进衰减电路，包括两级以上的衰减网络，相邻衰减网络之间采用选择开关连接，根据选择开关，选择相应的衰减网络串联接入信号衰减回路或不接入信号衰减回路。
所述两级以上的衰减网络包括衰减量可调式衰减网络，和/或固定衰减量的衰减网络。
所述两级以上的衰减网络包括至少一级衰减量可调式衰减网络和至少一级固定衰减量的衰减网络。
所述至少一级固定衰减量的衰减网络为0.01dB-0.1dB的固定衰减量的衰减网络。
所述至少一级衰减量可调式衰减网络为第一级衰减网络。
所述可调式衰减网络采用PE43702衰减芯片；还包括与所述衰减芯片相连的开关控制网络；所述开关控制网络包括第一排阻R1、第二排阻R2、第三排阻R3、第五排阻R5和第一开关S1；其中，第一排阻R1和第二排阻R2均具有八个引脚，第一排阻R1以及第二排阻R2的第五、第六、第七和第八引脚均耦接于稳压电路直接输出的直流电源，第一、第二、第三和第四引脚一一对应耦接于第一开关S1的第九引脚至第十六引脚；第三排阻R3和第四排组R5均具有八个引脚，第三排阻R3以及第五排组R5的第一、第二、第三和第四引脚均耦接于电源参考地，第五、第六、第七和第八引脚一一对应耦接于第一开关S1的第一引脚至第八引脚；第一开关S1的第一引脚耦接于衰减芯片的第三引脚，第二引脚耦接于衰减芯片的第二引脚，第三引脚耦接于衰减芯片的第二十四引脚，第四引脚耦接于衰减芯片的第二十三引脚，第五引脚耦接于衰减芯片的第二十二引脚，第六引脚耦接于衰减芯片的第二十一引脚，第七引脚耦接于衰减芯片的第二十引脚，第八引脚耦接于衰减芯片的第十九引脚。
包括继电器控制电路，与衰减网络相连，控制衰减网络对信号衰减回路的接入。
还包括机械式开关控制网络，调节衰减量可调式衰减网络的衰减量。
所述衰减量可调式衰减网络包括衰减芯片。
还包括中央控制单元，与继电器控制电路和/或衰减量可调式衰减网络相连。
所述两级以上的衰减网络包括三级衰减网络，包括一级衰减量可调式衰减网络和两级固定衰减量的衰减网络。
所述两级固定衰减量的衰减网络包括一级0.1dB衰减网络和一级0.05dB的衰减网络。
其中，
0.1dB的固定衰减网络包括阻值为50欧姆的第七电阻R7、阻值为50欧姆的第八电阻R8、阻值为0.6欧姆的第九电阻R9、阻值为4318欧姆的第十一电阻R11和第十八电容C18；其中，第九电阻R9与串联的第七电阻R7和第八电阻R8并联；第十一电阻R11一端连接于第七电阻R7和第八电阻R8之间，另一端接地；第十八电容C18一端连接于第九电阻R9和第七电阻R7之间，另一端接0.05dB衰减网络所对应的继电器K2的信号公共端RF_OUT1，为0.05dB衰减网络选择控制端；衰减信号输入端IN_0.1dB连接于第九电阻R9和第七电阻R7之间；衰减信号输出端OUT_0.1dB连接于第九电阻R9和第八电阻R8之间；
0.05dB的固定衰减网络包括阻值为50欧姆第十三电阻R13、阻值为50欧姆第十四电阻R14、阻值为0.3欧姆第十五电阻R15、阻值为8660.9欧姆第十七电阻R17和第十电容C10；其中，第十五电阻R15与串联的第十三电阻R13和第十四电阻R14并联；第十七电阻R17一端连接于第十三电阻R13和第十四电阻R14之间，另一端接地；第十电容C10一端连接于第十五电阻R15和第十三电阻R13之间，另一端通过第二高频头SMA2接地；衰减信号输入端IN_0.05dB连接于第十五电阻R15和第十三电阻R13之间；衰减信号输出端OUT_0.05dB连接于第十五电阻R15和第十三电阻R13之间。
与现有技术相比，本发明适用范围更广，射频信号衰减精度更高。
附图说明
图1为本发明其中一实施例的示意图。
图2为本发明其中一实施例的衰减量可调式衰减网络衰减芯片PE43702的管脚和连接结构图。
图3为本发明其中一实施例的用于控制衰减芯片PE43702衰减量的开关控制网络连接结构图。
图4为本发明其中一实施例0.1dB固定衰减量衰减网络对应的继电器K1控制电路结构图。
图5为本发明其中一实施例0.05dB固定衰减量衰减网络对应的继电器K2控制电路结构图。
图6为本发明其中一实施例的0.1dB固定衰减量衰减网络电路结构图。
图7为本发明其中一实施例的0.05dB固定衰减量衰减网络电路结构图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
本说明书(包括摘要和附图)中公开的任一特征，除非特别叙述，均可被其他等效或者具有类似目的的替代特征加以替换。即，除非特别叙述，每个特征只是一系列等效或类似特征中的一个例子而已。
根据本发明提供的一种射频信号精密步进衰减方法，根据需要的射频信号目标衰减量，调节包括的至少两级衰减网络，使得输入信号通过所述至少两级衰减网络中的任意组合后，得到需要的射频信号目标衰减量。
如图1所示，根据输入信号以及需要的衰减量，灵活调节衰减网络，使衰减网络组合调节后的衰减量满足需要的射频信号目标衰减量。相对于现有技术，能够在不增加或减少硬件的基础上，实现对衰减量的灵活调节，适用范围更大。
作为本发明的一种实施方式，如图1所示，所述调节包括对至少两级衰减网络的衰减组合的调节。根据衰减量计算需要串联接入的衰减网络的组合，对多级衰减网络的接入和不接入衰减信号回路的调节组合，使得满足目标衰减量。
作为本发明的一种实施方式，如图1所示，所述调节包括对衰减量可调式衰减网络的衰减量调节。如PE43702衰减芯片，通过其的衰减量(步进)可调节为0.25dB，也可以调节为0.5dB、1dB、2dB、4dB、8dB或16dB。
所述调节为机械式调节，和/或控制器式指令控制调节。作为本发明的一种实施方式，如图1所示，包括机械式调节和控制器式指令控制调节。一方面可以计算好后进行手动调节，另一方面，可以直接输入要满足的衰减量，中央控制单元计算模块计算后，得出调节方案，进行自动调节。
所述任意组合，包括单个衰减网络，或两个以上衰减网络的串联组合；所述衰减网络包括衰减量可调式衰减网络，和/或固定衰减量的衰减网络。调节的任意组合，如果单个衰减网络就能满足目标衰减量，则只要满足目标衰减量的单个衰减网络接入射频信号衰减回路即可。可以只包括衰减量可调式衰减网络，也可以只包括固定衰减量的衰减网络，也可以既包括衰减量可调式衰减网络又包括固定衰减量的衰减网络。
根据本发明提供的一种射频信号精密步进衰减电路，如图1所示，包括两级以上的衰减网络，相邻衰减网络之间采用选择开关连接，根据选择开关，选择相应的衰减网络串联接入信号衰减回路或不接入信号衰减回路，从而便于根据输入信号以及需要的衰减量，灵活调节衰减网络，使衰减网络组合调节后的衰减量满足需要的射频信号目标衰减量。相对于现有技术，能够便于在增加或减少硬件的基础上，实现对衰减量的灵活调节，适用范围更大。
作为本发明的一种实施方式，如图1所示，所述两级以上的衰减网络包括衰减量可调式衰减网络，和/或固定衰减量的衰减网络。
作为本发明的一种实施方式，如图1所示，所述两级以上的衰减网络包括至少一级衰减量可调式衰减网络和至少一级固定衰减量的衰减网络，进一步提高了调节的灵活性。
作为本发明的一种实施方式，如图1所示，所述至少一级固定衰减量的衰减网络为0.01dB-0.1dB的固定衰减量的衰减网络。采用0.01dB-0.1dB的小步进固定衰减量的衰减网络，进一步提高了射频信号衰减量调节的精确性。
作为本发明的一种实施方式，如图1所示，所述至少一级衰减量可调式衰减网络为第一级衰减网络，更好地确保衰减精度。在图1所示的实施例中，射频信号输入In必须经过第一级衰减量可调式衰减网络，但仅仅是本发明的一种实施方式，也可以设置射频信号In不经过第一级衰减量可调式衰减网络，对于本领域技术人员来讲，是很容易实现的，本发明不再阐述详细的实现方案。
作为本发明的一种实施方式，如图1所示，包括继电器控制电路，与衰减网络相连，控制衰减网络对信号衰减回路的接入。
作为本发明的一种实施方式，如图1所示，还包括机械式开关控制网络，调节衰减量可调式衰减网络的衰减量。在图1所示的实施例中，与芯片PE43702(衰减量可调式衰减网络)相连的开关控制网络为机械式开关控制网络，能够通过机械式开关控制调节通过芯片PE43702的衰减量。
作为本发明的一种实施方式，如图1所示，所述衰减量可调式衰减网络包括衰减芯片，如图1和图2所示的芯片PE43702。
如图2和图3所示，还包括与所述衰减芯片相连的开关控制网络，为机械式开关控制网络，通过控制芯片引脚的高、低电平控制芯片输出的衰减总分倍数；所述开关控制网络包括第一排阻R1、第二排阻R2、第三排阻R3、第五排阻R5和第一开关S1；其中，第一排阻R1和第二排阻R2均具有八个引脚，第一排阻R1以及第二排阻R2的第五、第六、第七和第八引脚均耦接于稳压电路直接输出的直流电源，第一、第二、第三和第四引脚一一对应耦接于第一开关S1的第九引脚至第十六引脚；第三排阻R3和第四排组R5均具有八个引脚，第三排阻R3以及第五排组R5的第一、第二、第三和第四引脚均耦接于电源参考地，第五、第六、第七和第八引脚一一对应耦接于第一开关S1的第一引脚至第八引脚；第一开关S1的第一引脚耦接于衰减芯片的第三引脚，第二引脚耦接于衰减芯片的第二引脚，第三引脚耦接于衰减芯片的第二十四引脚，第四引脚耦接于衰减芯片的第二十三引脚，第五引脚耦接于衰减芯片的第二十二引脚，第六引脚耦接于衰减芯片的第二十一引脚，第七引脚耦接于衰减芯片的第二十引脚，第八引脚耦接于衰减芯片的第十九引脚；当开关处于断开状态时，衰减芯片各引脚经由第三排阻R3，第五排阻R5耦接导地，此时芯片引脚处于逻辑低电平无效状态；当开关处于导通状态时，第一排阻R1与第五排阻R5分压并且第二排阻R2与第四排阻R3分压，由于排阻阻值的取值第一排阻R1、第二排阻R2为1K，第三排阻R3、第五排阻R5为10K，此时开关导通所连接的芯片的引脚被置于逻辑高电平有效状态，控制衰减芯片的衰减量。
作为本发明的一种实施方式，如图1所示，还包括中央控制单元(在本具体实施例中为STM32控制器)，与继电器控制电路和/或衰减量可调式衰减网络相连。在图1所示的实施例中，STM32控制器，与继电器控制电路和芯片PE43702相连。输入需要的衰减量，STM32控制器计算模块计算后，得出调节方案，进行自动调节，最终实现衰减输出Out的射频信号为目标信号。
作为本发明的一种实施方式，如图1所示，所述两级以上的衰减网络包括三级衰减网络，包括一级衰减量可调式衰减网络和两级固定衰减量的衰减网络。
作为本发明的一种实施方式，如图1所示，所述两级固定衰减量的衰减网络包括一级0.1dB衰减网络和一级0.05dB的衰减网络。
作为本发明的一种实施方式，如图4到图7所示，其中，
0.1dB的固定衰减网络包括阻值为50欧姆的第七电阻R7、阻值为50欧姆的第八电阻R8、阻值为0.6欧姆的第九电阻R9、阻值为4318欧姆的第十一电阻R11和第十八电容C18；其中，第九电阻R9与串联的第七电阻R7和第八电阻R8并联；第十一电阻R11一端连接于第七电阻R7和第八电阻R8之间，另一端接地；第十八电容C18一端连接于第九电阻R9和第七电阻R7之间，另一端接0.05dB衰减网络所对应的继电器K2的信号公共端RF_OUT1，为0.05dB衰减网络选择控制端；衰减信号输入端IN_0.1dB连接于第九电阻R9和第七电阻R7之间；衰减信号输出端OUT_0.1dB连接于第九电阻R9和第八电阻R8之间；
0.05dB的固定衰减网络包括阻值为50欧姆第十三电阻R13、阻值为50欧姆第十四电阻R14、阻值为0.3欧姆第十五电阻R15、阻值为8660.9欧姆第十七电阻R17和第十电容C10；其中，第十五电阻R15与串联的第十三电阻R13和第十四电阻R14并联；第十七电阻R17一端连接于第十三电阻R13和第十四电阻R14之间，另一端接地；第十电容C10一端连接于第十五电阻R15和第十三电阻R13之间，另一端通过第二高频头SMA2接地；衰减信号输入端IN_0.05dB连接于第十五电阻R15和第十三电阻R13之间；衰减信号输出端OUT_0.05dB连接于第十五电阻R15和第十三电阻R13之间。
Claims (10)
1.一种射频信号精密步进衰减方法，根据需要的射频信号目标衰减量，调节包括的至少两级衰减网络，使得输入信号通过所述至少两级衰减网络中的任意组合后，得到需要的射频信号目标衰减量。
2.根据权利要求1所述的射频信号精密步进衰减方法，所述调节包括对至少两级衰减网络的衰减组合的调节。
3.根据权利要求1所述的射频信号精密步进衰减方法，所述调节包括对衰减量可调式衰减网络的衰减量调节。
4.根据权利要求1所述的射频信号精密步进衰减方法，所述调节为机械式调节，和/或控制器式指令控制调节。
5.根据权利要求1所述的射频信号精密步进衰减方法，所述任意组合，包括单个衰减网络，或两个以上衰减网络的串联组合；所述衰减网络包括衰减量可调式衰减网络，和/或固定衰减量的衰减网络。
6.一种射频信号精密步进衰减电路，其特征在于，包括两级以上的衰减网络，相邻衰减网络之间采用选择开关连接，根据选择开关，选择相应的衰减网络串联接入信号衰减回路或不接入信号衰减回路。
7.根据权利要求1所述的射频信号精密步进衰减电路，其特征在于，所述两级以上的衰减网络包括衰减量可调式衰减网络，和/或固定衰减量的衰减网络。
8.根据权利要求1所述的射频信号精密步进衰减电路，其特征在于，所述两级以上的衰减网络包括至少一级衰减量可调式衰减网络和至少一级固定衰减量的衰减网络。
9.根据权利要求8所述的射频信号精密步进衰减电路，其特征在于，所述至少一级固定衰减量的衰减网络为0.01dB-0.1dB的固定衰减量的衰减网络；包括一级0.05dB的固定衰减量的衰减网络和一级0.1dB的固定衰减量的衰减网络；其中，
0.1dB的固定衰减网络包括阻值为50欧姆的第七电阻R7、阻值为50欧姆的第八电阻R8、阻值为0.6欧姆的第九电阻R9、阻值为4318欧姆的第十一电阻R11和第十八电容C18；其中，第九电阻R9与串联的第七电阻R7和第八电阻R8并联；第十一电阻R11一端连接于第七电阻R7和第八电阻R8之间，另一端接地；第十八电容C18一端连接于第九电阻R9和第七电阻R7之间，另一端接0.05dB衰减网络所对应的继电器K2的信号公共端RF_OUT1，为0.05dB衰减网络选择控制端；衰减信号输入端IN_0.1dB连接于第九电阻R9和第七电阻R7之间；衰减信号输出端OUT_0.1dB连接于第九电阻R9和第八电阻R8之间；
0.05dB的固定衰减网络包括阻值为50欧姆第十三电阻R13、阻值为50欧姆第十四电阻R14、阻值为0.3欧姆第十五电阻R15、阻值为8660.9欧姆第十七电阻R17和第十电容C10；其中，第十五电阻R15与串联的第十三电阻R13和第十四电阻R14并联；第十七电阻R17一端连接于第十三电阻R13和第十四电阻R14之间，另一端接地；第十电容C10一端连接于第十五电阻R15和第十三电阻R13之间，另一端通过第二高频头SMA2接地；衰减信号输入端IN_0.05dB连接于第十五电阻R15和第十三电阻R13之间；衰减信号输出端OUT_0.05dB连接于第十五电阻R15和第十三电阻R13之间。
10.根据权利要求8所述的射频信号精密步进衰减电路，其特征在于，所述至少一级衰减量可调式衰减网络为第一级衰减网络，采用PE43702衰减芯片；还包括与所述衰减芯片相连的开关控制网络；所述开关控制网络包括第一排阻R1、第二排阻R2、第三排阻R3、第五排阻R5和第一开关S1；其中，第一排阻R1和第二排阻R2均具有八个引脚，第一排阻R1以及第二排阻R2的第五、第六、第七和第八引脚均耦接于稳压电路直接输出的直流电源，第一、第二、第三和第四引脚一一对应耦接于第一开关S1的第九引脚至第十六引脚；第三排阻R3和第四排组R5均具有八个引脚，第三排阻R3以及第五排组R5的第一、第二、第三和第四引脚均耦接于电源参考地，第五、第六、第七和第八引脚一一对应耦接于第一开关S1的第一引脚至第八引脚；第一开关S1的第一引脚耦接于衰减芯片的第三引脚，第二引脚耦接于衰减芯片的第二引脚，第三引脚耦接于衰减芯片的第二十四引脚，第四引脚耦接于衰减芯片的第二十三引脚，第五引脚耦接于衰减芯片的第二十二引脚，第六引脚耦接于衰减芯片的第二十一引脚，第七引脚耦接于衰减芯片的第二十引脚，第八引脚耦接于衰减芯片的第十九引脚。
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