CN110277993B - 一种增益校正控制装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种增益校正控制装置，其包括信号输入端、信号输出端、增益可调的高频信号处理电路、信号功率检测电路、误差放大器电路、校正信号锁存器电路、第一射频开关和第二射频开关。本发明对高频信号处理电路的增益校正更加准确。
Description
技术领域
本发明涉及电子电路领域，特别是指一种增益校正控制装置。
背景技术
如图1所示，由于高频信号处理电路在生产时，电路的寄生参数无法做到与仿真评估的一样，无法保证各生产批次的电路的增益保持一致，所以需要通过增益校正控制装置进行增益校正。现有的一种增益校正控制装置，应用于集成电路信号链中，其主要包括增益可调的高频信号处理电路1’、数模转化模块2’、Fuse模块3’（熔丝烧断模块）；其中该高频信号处理电路1’的输入端用于接入射频输入信号；高频信号处理电路1’的输出端用于输出射频输出信号，高频信号处理电路1’的增益控制端连接数模转换器2’的输出端，数模转换器2’的输入端连接Fuse模块3’。现有的这种增益校正控制装置的工作原理为：在高频信号处理电路1’的输入端输入一定功率的射频输入信号，通过外接的信号功率检测仪器（例如功率计）来检测高频信号处理电路1’输出端输出的射频输出信号的功率大小，然后根据射频输出信号功率和射频输入信号功率计算此时高频信号处理电路1’的增益，接着根据此时高频信号处理电路1’的增益来控制Fuse模块3’，Fuse模块3’开关组合不同的数字信号输出给数模转换器2’，数模转换器2’将数字信号转换为一模拟信号而输出到高频信号处理电路1’的增益控制端，以调节高频信号处理电路1’的增益而将高频信号处理电路1’的增益控制在规定范围内，从而实现增益校正。
但是现有的这种增益校正控制装置存在以下缺陷：
1、在高频信号处理电路1’输入端输入的射频输入信号不稳定时，此时高频信号处理电路1’输出端输出的信号的功率会实时变化，此时很难通过控制Fuse模块3’来将高频信号处理电路1’的增益调节到规定范围内；
2、考虑到高频信号处理电路1’输入端是外接一射频输入信号，而高频信号处理电路1’输入端是外接信号功率检测仪器，改变了高频信号处理电路1’的输入端和输出端在实际应用条件下的阻抗匹配，不能通过测量真实反应高频信号处理电路1’在实际应用条件下的增益，这样就很难将高频信号处理电路1’的增益校正作到一致性；
3、通过信号功率检测仪器检测射频输出信号的功率时会引入误差，容易造成信号发生阻塞，严重影响射频输入信号和射频输出信号的1dB压缩点、三阶交调点等参量性能；
4、需要对Fuse模块3’进行开断控制，成本较高。
发明内容
本发明的目的在于提供一种增益校正控制装置，其对高频信号处理电路的增益校正更加准确。
为了达成上述目的，本发明的解决方案是：
一种增益校正控制装置，其包括信号输入端、信号输出端、增益可调的高频信号处理电路、信号功率检测电路、误差放大器电路、校正信号锁存器电路、第一射频开关和第二射频开关；其中高频信号处理电路的输入端连接信号输入端，高频信号处理电路的输出端连接第一射频开关的输入端和信号输出端，第一射频开关的输出端连接信号功率检测电路的输入端，信号功率检测电路的输出端连接误差放大器电路的反相输入端，误差放大器电路的同相输入端连接一参考电压信号；误差放大器电路的输出端连接第二射频开关的第一输入端和校正信号锁存器电路的输入端，校正信号锁存器电路的输出端连接第二射频开关的第二输入端，第二射频开关的输出端连接高频信号处理电路的增益控制端。
所述的一种增益校正控制装置还包括第三射频开关和用于产生一测试信号的信号源；第三射频开关的输入端连接信号源的输出端，第三射频开关的输出端连接高频信号处理电路的输入端和信号输入端。
所述高频信号处理电路为可调增益放大器或者可调增益变频器。
所述信号功率检测电路为RMS信号功率检测电路。
所述校正信号锁存器电路包括模数转换器、数模转换器以及锁存器；锁存器的输入端和输出端分别连接模数转换器的输出端和数模转换器的输入端，模数转换器的输入端为校正信号锁存器电路的输入端，数模转换器的输出端为校正信号锁存器电路的输出端。
采用上述方案后，本发明在进行增益校正时，可先将高频信号处理电路的输入端噪声或者信号源产生的测试信号作为高频信号处理电路的输入信号，并通过信号功率检测电路和误差放大器获取对高频信号处理电路的增益进行校准所需的校正信号，并通过校正信号锁存器电路将该校正信号进行存储；接着，断开信号功率检测电路、误差放大器与高频信号处理电路的连接，其中若是采用信号源产生的测试信号作为高频信号处理电路的输入信号，还需断开信号源与高频信号处理电路的连接；最后校正信号锁存器电路将存储的校正信号输出到高频信号处理电路中以对高频信号处理电路的增益进行校正。
本发明具有以下优点：
1、本发明的信号功率检测电路、误差放大器和信号源是分别通过第一射频开关、第二射频开关和第三射频开关与高频信号处理电路相连，通过第一射频开关、第二射频开关和第三射频开关，能使得高频信号处理电路的输入阻抗和输出阻抗在增益校正过程中和增益校正后保持一致，避免由于高频信号处理电路的输入阻抗和输出阻抗在增益校正过程中和增益校正后存在阻抗变化而引起高频信号处理电路的输出功率出现测量偏差，从而保证增益校正的准确性；
2、本发明的信号功率检测电路为RMS信号功率检测电路，RMS信号功率检测电路会选取一段时间间隔内的高频信号处理电路的输出信号进行采样，以得到高频信号处理电路的输出信号在这一段时间间隔内的均方根功率，最后输出正比与该均方根功率的模拟信号给误差放大器，通过RMS信号功率检测电路能对于高频信号处理电路的输出信号的功率测量更加准确，从而保证增益校正的准确性。
附图说明
图1为传统的一种增益校正控制电路的结构示意图；
图2为本发明实施例一的电路结构示意图；
图3为本发明实施例二的电路结构示意图。
实施方式
为了进一步解释本发明的技术方案，下面通过具体实施例来对本发明进行详细阐述。
实施例
如图2所示，在本发明的实施例一中，一种增益校正控制装置，包括信号输入端IN、信号输出端OUT、增益可调的高频信号处理电路1、信号功率检测电路2、误差放大器电路3、校正信号锁存器电路4、第一射频开关5和第二射频开关6；其中高频信号处理电路1的输入端连接信号输入端IN，高频信号处理电路1的输出端连接第一射频开关5的输入端和信号输出端OUT，第一射频开关5的输出端连接信号功率检测电路2的输入端，信号功率检测电路2的输出端连接误差放大器电路3的反相输入端，误差放大器电路3的同相输入端连接一参考电压信号Vref；误差放大器电路3的输出端连接第二射频开关6的第一输入端和校正信号锁存器电路4的输入端，校正信号锁存器电路4的输出端连接第二射频开关6的第二输入端，第二射频开关6的输出端连接高频信号处理电路1的增益控制端。
本实施例的一种增益校正控制装置进行增益校正的方式为：
第一步，第一射频开关5的输入端和输出端导通，第二射频开关6的第一输入端和输出端导通，此时高频信号处理电路1输入端的噪声信号通过高频信号处理电路1进行放大而形成噪声放大信号输出到信号功率检测电路2，该噪声放大信号即为此时高频信号处理电路1的输出信号；信号强度检测电路2检测噪声放大信号的功率值并输出一反应该功率值大小的模拟信号，该模拟信号输入到误差放大器3的反相输入端，误差放大器3将该模拟信号与参考电压信号Vref进行比较而产生校正信号，校正信号分成两路，一路校正信号输入到高频信号处理电路1的增益控制端而调节高频信号处理电路1的增益，以使得高频信号处理电路1的增益临时调节至预设增益值，同时另一路输入到校正信号锁存器电路4中进行存储；其中由于高频信号处理电路1输入端噪声信号实际为外界环境噪声，可通过外部功率计测量外界环境噪声的功率大小而得到高频信号处理电路1输入端的噪声信号功率大小，进而可根据高频信号处理电路1输入端的噪声信号功率大小来设定参考电压信号Vref，以设定预设增益值；
第二步，第一射频开关5的输入端和输出端断开，第二射频开关6的第二输入端和输出端导通，此时校正信号锁存器4将存储的校正信号输入到高频信号处理电路1的增益控制端而调节高频信号处理电路1的增益，以使得高频信号处理电路1的增益稳定调节至预设增益值，从而实现增益校正。
在本实施例中，所述高频信号处理电路为可调增益放大器或者可调增益变频器。所述信号功率检测电路2为RMS功率检测电路，RMS信号功率检测电路会选取一段时间间隔内的高频信号处理电路1的输出信号进行采样，通过积分电路而得到高频信号处理电路1的输出信号在这一段时间间隔内的均方根功率，最后输出正比与该均方根功率的模拟信号给误差放大器3，这样通过RMS信号功率检测电路能对于高频信号处理电路1的输出信号的功率测量更加准确，从而保证增益校正的准确性。所述第一射频开关5和第二射频开关6可通过外部控制单元进行控制；所述第一射频开关5和第二射频开关6均内置有阻抗匹配网络，以使得高频信号处理电路1的输入阻抗和输出阻抗在增益校正过程中和增益校正后保持一致，避免由于高频信号处理电路1的输入阻抗和输出阻抗在增益校正过程中和增益校正后存在阻抗变化而引起高频信号处理电路1的输出功率测量出现偏差，从而保证增益校正的准确性。所述校正信号锁存器电路4可包括模数转换器41、数模转换器42以及锁存器43；锁存器43的输入端和输出端分别连接模数转换器41的输出端和数模转换器42的输入端，模数转换器41的输入端为校正信号锁存器电路4的输入端，数模转换器42的输出端为校正信号锁存器电路4的输出端，通过模数转换器41将为模拟量的校正信号转换为数字信号存储到锁存器43中，通过数模转换器42可将锁存器43存储的数字信号转换为为模拟量的校正信号进行输出；所述校正信号锁存器电路4也可以采用电容器实现。
实施例
如图3所示，在本发明的实施例二中，一种增益校正控制装置，包括信号输入端IN、信号输出端OUT、增益可调的高频信号处理电路1、信号功率检测电路2、误差放大器电路3、校正信号锁存器电路4、第一射频开关5、第二射频开关6、第三射频开关7和用于输出一测试信号的信号源8；其中高频信号处理电路1的输入端连接信号输入端和第三射频开关7的输出端，第三射频开关7的输入端连接信号源8的输出端，高频信号处理电路1的输出端连接第一射频开关5的输入端，第一射频开关5的输出端连接信号功率检测电路2的输入端，信号功率检测电路2的输出端连接误差放大器电路3的反相输入端，误差放大器电路3的同相输入端连接一参考电压信号Vref；误差放大器电路3的输出端连接第二射频开关6的第一输入端和校正信号锁存器电路4的输入端，校正信号锁存器电路4的输出端连接第二射频开关6的第二输入端，第二射频开关6的输出端连接高频信号处理电路1的增益控制端。
本实施例的一种增益校正控制装置进行增益校正共有两种方式。
本实施例的第一种增益校正方式为：
第一步，第一射频开关5的输入端和输出端导通，第二射频开关6的第一输入端和输出端导通，第三射频开关7的输入端和输出端断开，此时高频信号处理电路1输入端的噪声信号通过高频信号处理电路1进行放大而形成噪声放大信号输出到信号功率检测电路2，该噪声放大信号即为此时高频信号处理电路1的输出信号；信号强度检测电路2检测噪声放大信号的功率值并输出一反应该功率值大小的模拟信号，模拟信号输入到误差放大器3的反相输入端，误差放大器3将模拟信号与参考电压信号Vref进行比较而产生校正信号，校正信号分成两路，一路校正信号输入到高频信号处理电路1的增益控制端而调节高频信号处理电路1的增益，以使得高频信号处理电路1的增益临时调节至预设增益值，同时另一路校正信号输入到校正信号锁存器电路4中进行存储；
第二步，第一射频开关5的输入端和输出端断开，第二射频开关6的第二输入端和输出端导通，第三射频开关7的输入端和输出端断开，此时校正信号锁存器电路4将存储的校正信号输入到高频信号处理电路1的增益控制端而调节高频信号处理电路1的增益，以使得高频信号处理电路1的增益稳定调节至预设增益值，从而实现增益校正。
本实施例的第二种增益校正方式为：
第一步，第一射频开关5的输入端和输出端导通，第二射频开关6的第一输入端和输出端导通，第三射频开关7的输入端和输出端导通，此时信号源8输出的测试信号通过高频信号处理电路1进行放大形成测试放大信号输出到信号功率检测电路2，该测试放大信号即为此时高频信号处理电路1的输出信号；信号强度检测电路2检测测试放大信号的功率值并输出一反应该功率值大小的模拟信号，模拟信号输入到误差放大器3的反相输入端，误差放大器3将模拟信号与参考电压信号Vref进行比较而产生校正信号，校正信号分成两路，一路校正信号输入到高频信号处理电路1的增益控制端而调节高频信号处理电路1的增益，以使得高频信号处理电路1的增益临时调节至预设增益值，同时另一路校正信号输入到校正信号锁存器电路4中进行存储；
第二步，第一射频开关5的输入端和输出端断开，第二射频开关6的第二输入端和输出端导通，第三射频开关7的输入端和输出端断开，此时校正信号锁存器电路4将存储的校正信号输入到高频信号处理电路1的增益控制端而调节高频信号处理电路1的增益，以使得高频信号处理电路1的增益稳定调节至预设增益值，从而实现增益校正。
在本实施例的第二种增益校正方式中，由于测试信号是由信号源8产生，测试信号会比较高频信号处理电路1输入端的噪声更加稳定，因此在本实施例的第二种增益校正方式会比第一种增益校正方式，增益校正更加准确稳定。
在本实施例中，所述高频信号处理电路为可调增益放大器或者可调增益变频器。所述信号功率检测电路2为RMS功率检测电路，RMS信号功率检测电路会选取一段时间间隔内的高频信号处理电路1的输出信号进行采样，通过积分电路而得到高频信号处理电路1的输出信号在这一段时间间隔内的均方根功率，最后输出正比与该均方根功率的模拟信号给误差放大器3，这样通过RMS信号功率检测电路能对于高频信号处理电路1的输出信号的功率测量更加准确，从而保证增益校正的准确性。所述第一射频开关5、第二射频开关6和第二三射频开关7可通过外部控制单元进行控制；所述第一射频开关5、第二射频开关6和第三射频开关7均内置有阻抗匹配网络，以使得高频信号处理电路1的输入阻抗和输出阻抗在增益校正过程中和增益校正后保持一致，避免由于高频信号处理电路1的输入阻抗和输出阻抗在增益校正过程中和增益校正后存在阻抗变化而引起高频信号处理电路1的输出功率测量出现偏差，从而保证增益校正的准确性。所述校正信号锁存器电路4可包括模数转换器41、数模转换器42以及锁存器43；锁存器43的输入端和输出端分别连接模数转换器41的输出端和数模转换器42的输入端，模数转换器41的输入端为校正信号锁存器电路4的输入端，数模转换器42的输出端为校正信号锁存器电路4的输出端，通过模数转换器41将为模拟量的校正信号转换为数字信号存储到锁存器43中，通过数模转换器42可将锁存器43存储的数字信号转换为为模拟量的校正信号进行输出；所述校正信号锁存器电路4也可以采用电容器实现。
上述实施例和图式并非限定本发明的产品形态和式样，任何所属技术领域的普通技术人员对其所做的适当变化或修饰，皆应视为不脱离本发明的专利范畴。
Claims (5)
1.一种增益校正控制装置，其特征在于：包括信号输入端、信号输出端、增益可调的高频信号处理电路、信号功率检测电路、误差放大器电路、校正信号锁存器电路、第一射频开关和第二射频开关；其中高频信号处理电路的输入端连接信号输入端，高频信号处理电路的输出端连接第一射频开关的输入端和信号输出端，第一射频开关的输出端连接信号功率检测电路的输入端，信号功率检测电路的输出端连接误差放大器电路的反相输入端，误差放大器电路的同相输入端连接一参考电压信号；误差放大器电路的输出端连接第二射频开关的第一输入端和校正信号锁存器电路的输入端，校正信号锁存器电路的输出端连接第二射频开关的第二输入端，第二射频开关的输出端连接高频信号处理电路的增益控制端；
所述的一种增益校正控制装置进行增益校正的方式为：
第一步，第一射频开关的输入端和输出端导通，第二射频开关的第一输入端和输出端导通；
第二步，第一射频开关的输入端和输出端断开，第二射频开关的第二输入端和输出端导通。
2.如权利要求1所述的一种增益校正控制装置，其特征在于：还包括第三射频开关和用于产生一测试信号的信号源；第三射频开关的输入端连接信号源的输出端，第三射频开关的输出端连接高频信号处理电路的输入端和信号输入端。
3.如权利要求1或2所述的一种增益校正控制装置，其特征在于：所述高频信号处理电路为可调增益放大器或者可调增益变频器。
4.如权利要求1或2所述的一种增益校正控制装置，其特征在于：所述信号功率检测电路为RMS信号功率检测电路。
5.如权利要求1或2所述的一种增益校正控制装置，其特征在于：所述校正信号锁存器电路包括模数转换器、数模转换器以及锁存器；锁存器的输入端和输出端分别连接模数转换器的输出端和数模转换器的输入端，模数转换器的输入端为校正信号锁存器电路的输入端，数模转换器的输出端为校正信号锁存器电路的输出端。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| GR01 | Patent grant | ||
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