CN110768639A - 一种宽温高精度幅度控制方法 - Google Patents

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沙文祥
张明珠
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    • H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03G—CONTROL OF AMPLIFICATION
    • H03G11/00—Limiting amplitude; Limiting rate of change of amplitude ; Clipping in general
    • H03G11/008—Limiting amplitude; Limiting rate of change of amplitude ; Clipping in general of digital or coded signals

Abstract

本发明公开了一种宽温高精度幅度控制方法，采用自动幅度控制和温度补偿相结合的方式，步骤包括：通过对耦合的输出信号进行检波，并与包含温度补偿参数的参考电压比较，经积分电路控制衰减，本发明实现宽温高精度的幅度控制，在更宽的温度范围内拥有更高的幅度测量精度。

Description

一种宽温高精度幅度控制方法
技术领域
本发明涉及信号幅度控制技术，特别是一种宽温高精度幅度控制方法。
背景技术
为了保证信号输出幅度的精度，一般采用自动电平控制(Auto Level Control，缩写为ALC)环路。信号通过自动电平控制ALC模块来控制输出幅度精度，自动电平控制ALC模块一般是通过可变衰减模块(或可变增益模块)实现幅度控制。而通常情况下，可变衰减模块(或可变增益模块)不同温度、不同频率下，其衰减量(或增益)控制不是完全线性的，这些都必然会带来信号的输出幅度随频率、温度的变化而变化。
但是，随着要求幅度控制性能的提升，对自动电平控制ALC模块的要求也越来越高，自动电平控制ALC模块不仅要满足最小分辨率要求，同时还要具备在宽温下保证输出高精度幅度指标，这就对自动电平的幅度控制提出了更高的要求。
发明内容
针对现有技术中存在的问题，本发明提供了一种适用于宽温条件下实现高精度幅度控制方法，在更宽的温度范围内拥有更高的幅度测量精度。
本发明的目的通过以下技术方案实现。
一种宽温高精度幅度控制方法，采用自动幅度控制和温度补偿相结合的方式，步骤包括：通过对耦合的输出信号进行检波，并与包含温度补偿参数的参考电压比较，经积分电路控制衰减，实现宽温高精度的幅度控制。
所述温度补偿采用修改自动幅度控制参考电压的方式，将温度造成的幅度误差补偿到反馈电路中。
所述步骤具体为：信号通过定向耦合器耦合部分能量送至检波器，所述检波器将射频幅度转换成直流信号，所述检波器输出电平代表了反馈的信号幅度，DAC输入的参考电压代表着需要设置的幅度，两者之间的差异通过积分电路后，将会产生与幅度误差相关的电压信号，所述电压信号作用于模拟衰减器，通过改变模拟衰减器的衰减值调节射频信号的幅度，直至检波器的输出电平与参考电平相等，此时自动幅度控制电路进入稳定状态，实现了稳幅的功能。
通过温控芯片测出当时电路所处的环境温度，再通过这个环境温度去查带有温度补偿的DA发码表，发送相应的DA值，通过改变模拟衰减器的衰减值调节射频信号的幅度，令温度系数为G，单位为dB/℃，当前温度为T，标准温度为T0，其中T0为校准时温控芯片测试温度，由于温度影响需要补偿的部分为G*(T-T0)，当T〉T0时幅度需要增加,反之则需要下降.温度系数G与频率有关,随着频率的变化波动。
相比于现有技术，本发明的优点在于：本发明在更宽的温度范围内拥有更高的幅度测量精度。
附图说明
图1为本发明的原理框图。
图2为本发明的流程图。
具体实施方式
下面结合说明书附图和具体的实施例，对本发明作详细描述。
宽温高精度幅度控制技术是采用ALC(自动幅度控制)和温度补偿相结合的方式，通过对耦合的输出信号进行检波，并与包含温度补偿参数的参考电压比较，经积分电路控制衰减，实现宽温高精度的幅度控制。
下面以一个实例进一步说明：
如图1所示，信号通过定向耦合器耦合部分能量送至检波器，检波器将射频幅度转换成直流信号。检波器输出电平代表了反馈的信号幅度，DAC输入的参考电压代表着需要设置的幅度，两者之间的差异通过积分电路后，将会产生与幅度误差相关的电压信号，该电压信号作用于模拟衰减器，通过改变模拟衰减器的衰减值调节射频信号的幅度，直至检波器的输出电平与参考电平相等，此时ALC电路进入稳定状态，实现了稳幅的功能。
DAC的位数是固定的，输出电压的最小步进也是固定的。ALC环路中的参考电压最小步进直接影响着信号模块的幅度分辨率。为了提高幅度分辨率，检波器输出接一个比例放大，同时DAC输出通过电阻分压器再接入运放积分器作为参考。这样可以提高幅度调节分辨率。
如图2所示，是通过温控芯片测出当时电路所处的环境温度，再通过这个环境温度去查带有温度补偿的DA发码表，发送相应的DA值，通过改变模拟衰减器的衰减值调节射频信号的幅度，实现了在不同温度下稳幅的功能。
令温度系数为G，单位为dB/℃，当前温度为T，标准温度为T0(其中T0为校准时读回的温控芯片的测试温度)。由于温度影响需要补偿的部分为G*(T-T0)，当T〉T0时幅度需要增加,反之则需要下降.温度系数G与频率有关,随着频率的变化波动。
校准后，可以得到多个频点关于DA与幅度的对应关系
Figure BDA0002264202770000021
Figure BDA0002264202770000031
通过上表，可以得出任意频点、任意正常功率随DA变化的斜率。如K11＝(P13-P12)/(0.7-0.6)，单位为dB/V。令P10位于[P12 P13]范围内，T＝35℃，P10对应的电压为V10，当T＝55℃，温度补偿的部分为P1t＝G*(T-T0)＝G*(55-35)＝20G，需要补偿的电压V1t＝P1t/K11，也就是说DA此时需要变为(V10+V1t)。T<35℃时,V1t为负,T>35℃时,V1t为正。
通过不同温度下进行幅度校准，我们可以得到不同温度下不同频点的DA的电压值，通过计算可以得到许多的斜率G值。可以根据不同客户的要求做斜率G值的归一化处理，如客户幅度精度要求不高，就可以统一用一个归一化的斜率G值，这样可以节省校准时间以及简化校准补偿算法，如果幅度精度要求很高，就需要增加校准频点，增加更多温度点的校准测试，采用多频点多温度范围不同斜率G值补偿，从而保证指标要求。

Claims (4)

1.一种宽温高精度幅度控制方法，其特征在于采用自动幅度控制和温度补偿相结合的方式，步骤包括：通过对耦合的输出信号进行检波，并与包含温度补偿参数的参考电压比较，经积分电路控制衰减，实现宽温高精度的幅度控制。
2.根据权利要求1所述的一种宽温高精度幅度控制方法，其特征在于所述温度补偿采用修改自动幅度控制参考电压的方式，将温度造成的幅度误差补偿到反馈电路中。
3.根据权利要求1或2所述的一种宽温高精度幅度控制方法，其特征在于所述步骤具体为：信号通过定向耦合器耦合部分能量送至检波器，所述检波器将射频幅度转换成直流信号，所述检波器输出电平代表了反馈的信号幅度，DAC输入的参考电压代表着需要设置的幅度，两者之间的差异通过积分电路后，将会产生与幅度误差相关的电压信号，所述电压信号作用于模拟衰减器，通过改变模拟衰减器的衰减值调节射频信号的幅度，直至检波器的输出电平与参考电平相等，此时自动幅度控制电路进入稳定状态，实现了稳幅的功能。
4.根据权利要求3所述的一种宽温高精度幅度控制方法，其特征在于通过温控芯片测出当时电路所处的环境温度，再通过这个环境温度去查带有温度补偿的DA发码表，发送相应的DA值，通过改变模拟衰减器的衰减值调节射频信号的幅度，令温度系数为G，单位为dB/℃，当前温度为T，标准温度为T0，其中T0为校准时温控芯片测试温度，由于温度影响需要补偿的部分为G*(T-T0)，当T〉T0时幅度需要增加,反之则需要下降.温度系数G与频率有关,随着频率的变化波动。
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