CN114510091A - 一种温度稳定控制装置及电子校准件 - Google Patents
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Abstract
本申请涉及一种温度稳定控制装置及电子校准件,其中的温度稳定控制装置包括温度检测电路、调理电路、驱动电路、发热电路和控制电路。由于控制电路可以设定目标温度并向调理电路提供对应的参考电压,则调理电路在对电压检测信号进行反比例转换、误差积分补偿和反相转换的过程中可动态调节电流调节信号的大小,如此线性改变驱动电路输向发热电路的电流驱动信号的大小,从而线性调节发热电路的发热量,最终让受检空间的实时温度稳定在目标温度点,实现温度的精准控制。那么,将温度稳定控制装置应用在电子校准件中时,通过精准控温可提高电子校准件对网络分析仪的校准性能。
Description
技术领域
本申请涉及信号处理的技术领域,具体涉及一种温度稳定控制装置及电子校准件。
背景技术
校准是网络分析仪使用前必不可少的一步,通过校准可以消除网络分析仪测量过程中的系统误差,继而提高网络分析仪的测试准确度。针对网络分析仪的校准件包括电子校准件,作为与网络分析仪配合使用的校准设备,电子校准件的性能稳定性会直接影响网络分析仪的测试精度。
电子校准件的测试频率很宽,其电路的参数状态容易受温度的影响,为了保持电子校准件内部温度的稳定,电子校准件通常含有一个温度稳定控制的电路模块。电子校准件在出厂时内部温度会被设置在一个特定的温度,然后对电子校准件的自身参数进行测试,最后将测试数据写入电子校准件自身的存储器中固化下来。当用电子校准件对网络分析仪进行校准之前,首先需要对电子校准件进行加热,当温度达到设定的温度时才可以进行校准操作。
在现有的技术方案中,是将电子校准件在每个温度点下的自身参数数据都测试一遍,然后把参数数据和对应的温度数据都存储到电子校准件的存储器中。在实际应用中,需要先检测电子校准件的温度,然后调取存储器中最接近的温度点的参数数据来进行校准补偿。对于这种方法,由于选取温度的离散性,不可能覆盖所有的温度点,这就导致校准的准确度下降。此外,由于电子校准件的存储器中存储了多组温度下的测试数据,不可避免的提高了对存储器的存储空间的要求。
发明内容
本申请主要解决的技术问题是:如何解决电子校准件中温度控制不精确的问题。为解决上述问题,本申请提供一种温度稳定控制装置及电子校准件。
根据第一方面,本申请提供了一种温度稳定控制装置,包括:温度检测电路,用于检测一受检空间内的实时温度,并产生电压检测信号;调理电路,用于对所述电压检测信号进行反比例转换、误差积分补偿和反相转换,得到电流调节信号;驱动电路,用于对所述电流调节信号进行放大,得到电流驱动信号;发热电路,用于在所述电流驱动信号的作用下发热,通过发热改变所述受检空间内的温度;控制电路,用于设定目标温度并向所述调理电路提供对应的参考电压;所述参考电压用于参与计算所述调理电路中电压的误差。
所述的温度稳定控制装置还包括电压源,所述电压源用于向所述温度检测电路提供工作电压,向所述调理电路提供多种电压等级的基准电压,以及向所述驱动电路提供偏置电压。
所述温度检测电路包括电压端VCC1、电阻R1、电阻R2、温度传感器RPT和信号端SIN1;电阻R1的一端与电压端VCC1连接,电阻R1的另一端与电阻R2的一端连接,电阻R2的另一端与温度传感器RPT的一端连接,温度传感器RPT的另一端接地;电阻R1与电阻R2的连接处接至信号端SIN1;所述温度检测电路通过电压端VCC1从所述电压源获取工作电压,以及通过信号端SIN1输出所述电压检测信号。
所述温度传感器PRT为正温度系数的热敏电阻。
所述调理电路包括运算放大器U1、积分比较器U2、反相比例放大器U3、电压端VCC2、电压端VCC3、参考端VSET、信号端SIN2,以及电阻R3、R4、R5、R6和电容C1;运算放大器U1、积分比较器U2、反相比例放大器U3均包括反相输入端、同相输入端和输出端;运算放大器U1的反相输入端经过电阻R3与自身的输出端连接,运算放大器U1的同相输入端与电压端VCC2连接;运算放大器U1用于通过自身的反相输入端接收所述电压检测信号,对所述电压检测信号进行反比例转换后通过自身的输出端输出第一电压信号;积分比较器U2的反相输入端经过电阻R4与运算放大器U1的输出端连接,且反相输入端经过电阻R5、电容C1与自身的输出端连接,积分比较器U2的同相输入端与参考端VSET连接;参考端VSET与所述控制电路连接且接收所述参考电压;积分比较器U2用于检测所述第一电压信号和所述参考电压之间的误差并对误差进行积分补偿,并通过自身的输出端输出第二电压信号;反相比例放大器U3的反相输入端经过电阻R6与积分比较器U2的输出端连接,反相比例放大器U3的同相输入端与电压端VCC3连接;反相比例放大器U3用于通过自身的反相输入端接收所述第二电压信号,对所述第二电压信号进行反相转换后通过自身的输出端输出所述电流调节信号;所述调理电路通过电压端VCC2从所述电压源获取一个电压等级的基准电压,以及通过电压端VCC3从所述电压源获取另一个电压等级的基准电压。
所述驱动电路包括晶体管D1、电压端VCC4,以及电阻R7、R8、R9、R10、R11;晶体管D1包括控制端、输入端和输出端,晶体管D1的控制端经过电阻R8与反相比例放大器U3的输出端连接,且控制端经过电阻R9与电压端VCC4连接,还经过电阻R10接地,晶体管D1的输入端经过电阻R11与电压端VCC4连接,晶体管D1的输出端经过电阻R7与反相比例放大器U3的反相输入端连接;晶体管D1的输出端与所述发热电路连接且输出所述电流驱动信号;所述驱动电路通过电压端VCC4从所述电压源获取偏置电压。
所述发热电路包括发热电阻R0;发热电阻R0的一端连接至晶体管D1的输出端且接收所述电流驱动信号,发热电阻R0的另一端接地;发热电阻R0用于依据所述电流驱动信号的大小改变自身的发热量。
所述控制电路包括参数设置部件和参考电压产生部件;所述参数设置部件用于设置所述受检空间内的目标温度;所述参考电压产生部件用于依据所述目标温度产生对应的所述参考电压。
根据第二方面,一种实施例中提供一种电子校准件,包括:上述第一方面中所述的温度稳定控制装置;所述温度稳定控制装置用于将受检空间内的实时温度调节到目标温度,所述受检空间为所述电子校准件的内部空间;至少一个测试端口,所述测试端口用于接入网络分析仪;存储器,用于存储每个所述测试端口在所述目标温度时对应的基准参数数据。
所述的电子校准件还包括处理器;所述处理器用于在所述电子校准件对所述网络分析仪进行校准时启动所述温度稳定控制装置进入工作状态。
本申请的有益效果是:
上述实施例提供的一种温度稳定控制装置及电子校准件,其中的温度稳定控制装置包括温度检测电路、调理电路、驱动电路、发热电路和控制电路。由于控制电路可以设定目标温度并向调理电路提供对应的参考电压,则调理电路在对电压检测信号进行反比例转换、误差积分补偿和反相转换的过程中可动态调节电流调节信号的大小,如此线性改变驱动电路输向发热电路的电流驱动信号的大小,从而线性调节发热电路的发热量,最终让受检空间的实时温度稳定在目标温度点,实现温度的精准控制。那么,将温度稳定控制装置应用在电子校准件中时,通过精准控温可提高电子校准件对网络分析仪的校准性能。
附图说明
图1为本申请一种实施例中温度稳定控制装置的结构图;
图2为本申请一种实施例中温度检测电路、调理电路、驱动电路和发热电路的电路图;
图3为本申请一种实施例中电子校准件的结构图。
具体实施方式
下面通过具体实施方式结合附图对本申请作进一步详细说明。其中不同实施方式中类似元件采用了相关联的类似的元件标号。在以下的实施方式中,很多细节描述是为了使得本申请能被更好的理解。然而,本领域技术人员可以毫不费力的认识到,其中部分特征在不同情况下是可以省略的,或者可以由其他元件、材料、方法所替代。在某些情况下,本申请相关的一些操作并没有在说明书中显示或者描述,这是为了避免本申请的核心部分被过多的描述所淹没,而对于本领域技术人员而言,详细描述这些相关操作并不是必要的,他们根据说明书中的描述以及本领域的一般技术知识即可完整了解相关操作。
另外,说明书中所描述的特点、操作或者特征可以以任意适当的方式结合形成各种实施方式。同时,方法描述中的各步骤或者动作也可以按照本领域技术人员所能显而易见的方式进行顺序调换或调整。因此,说明书和附图中的各种顺序只是为了清楚描述某一个实施例,并不意味着是必须的顺序,除非另有说明其中某个顺序是必须遵循的。
本文中为部件所编序号本身,例如“第一”、“第二”等,仅用于区分所描述的对象,不具有任何顺序或技术含义。而本申请所说“连接”、“联接”,如无特别说明,均包括直接和间接连接(联接)。
实施例一、
请参考图1,本实施例中公开一种温度稳定控制装置,该温度稳定控制装置1主要包括温度检测电路11、调理电路12、驱动电路13、发热电路14和控制电路15,下面分别说明。
温度检测电路11的作用是检测一受检空间内的实时温度,并产生电压检测信号。这里的受检空间可以是某个设备的内部空间,比如电子校准件的内部空间。可以理解,电压检测信号是表征实时温度的物理量,可以在电路中对该电压检测信号进行进一步地处理。
调理电路12与温度检测电路11连接,调理电路12的作用是对电压检测信号进行反比例转换、误差积分补偿和反相转换,之后得到电流调节信号。其中,反比例转换是将电压检测信号转换为反比例关系的电压信号以便参与电压比较;误差积分补偿是将反比例转换后的电压信号与一个参考电压进行比较,得到电压之间的误差并进行积分补偿,可使得误差的线性度更好;反相转换是将误差积分补偿后的电压转换为反相的电流以便于后续的驱动控制。
驱动电路13与调理电路12连接,驱动电路13的作用是对电流调节信号进行放大,得到电流驱动信号。由于调理电路12产生的电流调节信号比较弱,不足以驱动发热电路14工作,所以需要驱动电路对电流调节信号进行放大,那么得到的电路驱动信号具有更强的功率,足以驱动发热电路14工作。
发热电路14与驱动电路13连接,发热电路14的作用是在电流驱动信号的作用下发热,通过发热可以改变受检空间内的温度。可以理解,温度检测电路11和发热电路14处于同一个受检空间中,一个检测受检空间内的实时温度,一个通过发热提高受检空间内的温度,两个相互配合起到温度反馈的作用,便于对发热电路14的发热量进行调节。
控制电路15与调理电路12连接,控制电路15的作用是设定目标温度并向调理电路12提供对应的参考电压。这里的目标温度可以是用户的设定量,也可以是装置的默认量;这里的参考电压是表征目标温度的物理量,而且,参考电压用于参与计算调理电路12中电压的误差。
进一步地,参见图1,温度稳定控制装置1还包括电压源16,该电压源16用于向温度检测电路11提供工作电压,向调理电路12提供多种电压等级的基准电压,以及向驱动电路13提供偏置电压。可以理解,由于温度检测电路11、调理电路12、驱动电路13处理的是直流电压信号或直流电流信号,所以电压源16应当是直流电压源,且具有多种直流电压的输出能力,能够满足温度检测电路11、调理电路12、驱动电路13的直流用电需要。
下面将结合具体的电路结构对温度稳定控制装置中的各个电路进行介绍。
在一个具体实施例中,参见图1和图2,温度检测电路11包括电压端VCC1、电阻R1、电阻R2、温度传感器RPT和信号端SIN1。其中,电阻R1的一端与电压端VCC1连接,电阻R1的另一端与电阻R2的一端连接,电阻R2的另一端与温度传感器RPT的一端连接,温度传感器RPT的另一端接地;而且,电阻R1与电阻R2的连接处接至信号端SIN1。需要说明的是,温度检测电路11是通过电压端VCC1从电压源16获取工作电压,以及通过信号端SIN1输出电压检测信号,该电压检测信号可用V0表示。可以理解,电阻R1、R2构成分压网络,电阻R2上的分压大小就是电压检测信号V0的大小。
在一个具体实施例中,参见图2,温度传感器PRT可以采用正温度系数的热敏电阻。也就是说,热敏电阻的阻值和环境温度之间成正比关系,可用T1表示实时温度。
在一个具体实施例中,参见图1和图2,调理电路12包括运算放大器U1、积分比较器U2、反相比例放大器U3、电压端VCC2、电压端VCC3、参考端VSET、信号端SIN2,以及电阻R3、R4、R5、R6和电容C1。其中,运算放大器U1、积分比较器U2、反相比例放大器U3均包括反相输入端、同相输入端和输出端,同相输入端即为器件标记“+”的一端,反相输入端即为器件标记“-”的一端,输出端即为器件标记“*”的一端。
其中,运算放大器U1的反相输入端经过电阻R3与自身的输出端连接,运算放大器U1的同相输入端与电压端VCC2连接。在这里,运算放大器U1用于通过自身的反相输入端接收来自信号端SIN1的电压检测信号,对该电压检测信号进行反比例转换后通过自身的输出端输出第一电压信号,该第一电压信号可以用V1表示。可以理解,由于反比例转换是将电压检测信号转换为反比例关系的电压信号以便参与电压比较,所以电压检测信号V0与第一电压信号V1之间存在反比例关系,也就是说,电压检测信号V0的电压越大而第一电压信号V1的电压越小。
其中,积分比较器U2的反相输入端经过电阻R4与运算放大器U1的输出端连接,且反相输入端经过电阻R5、电容C1与自身的输出端连接,积分比较器U2的同相输入端与参考端VSET连接。在这里,参考端VSET是与控制电路15连接且接收来自控制电路15的参考电压。在这里,积分比较器U2用于检测第一电压信号V1和参考电压(可用V3表示)之间的误差并对误差进行积分补偿,并通过自身的输出端输出第二电压信号,该第二电压信号可用V2表示。可以理解,误差积分补偿是将反比例转换后的电压信号与一个参考电压进行比较,得到电压之间的误差并进行积分补偿,可使得误差的线性度更好,所以第二电压信号V2是第一电压信号V1与参考电压V3之间的电压差值。
其中,反相比例放大器U3的反相输入端经过电阻R6与积分比较器U2的输出端连接,反相比例放大器U3的同相输入端与电压端VCC3连接。在这里,反相比例放大器U3用于通过自身的反相输入端接收第二电压信号V2,对第二电压信号V2进行反相转换后通过自身的输出端输出电流调节信号,该电流调节信号可用I0表示。可以理解,反相转换是将误差积分补偿后的电压转换为反相的电流以便于后续的驱动控制,所以电流调节信号I0和第二电压信号V2之间存在反相关系。
需要说明的是,电阻R3、R4可分别视为运算放大器U1的反馈电阻和输出电阻。电阻R5和电容C1是积分比较器U2的反馈网络上的电阻和电容,改变电阻R5和电容C1的值可以改变积分比较器U2的稳定时间。
需要说明的是,调理电路12是通过电压端VCC2从电压源16获取一个电压等级的基准电压,以及通过电压端VCC3从电压源16获取另一个电压等级的基准电压。
在一个具体实施例中,参见图1和图2,驱动电路13包括晶体管D1、电压端VCC4,以及电阻R7、R8、R9、R10、R11。其中,晶体管D1包括控制端、输入端和输出端,晶体管D1的控制端经过电阻R8与反相比例放大器U3的输出端连接,且控制端经过电阻R9与电压端VCC4连接,还经过电阻R10接地;晶体管D1的输入端经过电阻R11与电压端VCC4连接,晶体管D1的输出端经过电阻R7与反相比例放大器U3的反相输入端连接;晶体管D1的输出端与发热电路14连接且输出电流驱动信号,该电流驱动信号可用I3表示。需要说明的是,驱动电路13是通过电压端VCC4从电压源16获取偏置电压。
需要说明的是,反相比例放大器U3的反相输入端的电流为I1,晶体管D1的输出端的电流为I2,且电流I2是由晶体管D1的放大倍数确定;电流驱动信号I3是由电流I1和电流I2组成的电流。
需要说明的是,电阻R6、R7、R8可分别视为反相比例放大器U3的输入电阻、反馈电阻、输出电阻。电阻R9、R10、R11共同为晶体管D1提供静态工作点所需的偏置电阻网络。
在一个具体实施例中,晶体管D1采用PNP型电流放大晶体管,则晶体管D1的控制端、输入端、输出端分别为基极、发射极、集电极。晶体管D1的目的是将运放输出的小电流进行放大并提供给发热电路14。
在一个具体实施例中,参见图1和图2,发热电路14包括发热电阻R0;发热电阻R0的一端连接至晶体管D1的输出端且接收来自晶体管D1的电流驱动信号I3,发热电阻R0的另一端接地。在这里,发热电阻R0用于依据电流驱动信号I3的大小改变自身的发热量。可以理解,可通过改变发热电阻R0上的经过电流的大小来调节发热电阻R0的发热量,从而调整受检空间中的实时温度。
在一个具体实施例中,参见图1,控制电路15包括参数设置部件和参考电压产生部件(图1中未示意)。其中,参数设置部件用于设置受检空间内的目标温度,比如使用按键、旋钮或界面功能菜单来设置目标温度,目标温度可以用T2表示。其中,参考电压产生部件用于依据目标温度产生对应的参考电压,比如使用分压电阻网络、脉冲发生器或PWM发生器产生目标温度对应的参考电压。
需要说明的是,在图2中是采用了3个放大器和1个晶体管来实现了基于负反馈模拟电路的温度控制回路,通过正热敏电阻来检测当前的温度,然后经过反比例转换后在积分比较器U2中同设定的参考电压V3进行比较,积分比较器U2的输出电压经过反相比例放大器U3后反相,并且通过晶体管D1提高了发热电阻R0上的驱动电流,最后通过改变发热电阻R0上的电流来改变受检空间内的温度,继而动态调整实时温度T1直到和设定的目标温度T2相等。
下面将对图2中的运算放大器U1、积分比较器U2、反相比例放大器U3、晶体管D1的功能分别进行详细说明。
比如,运算放大器U1输出的第一电压信号V1和温度传感器RPT(如正温度系数的热敏电阻)的阻值呈反比关系,具体表示为
其中,VCC1表示电压端VCC1的电压大小,VCC2表示电压端VCC2的电压大小;T1表示实时温度,RPT(T1)表示热敏电阻在温度T1时的阻值,当实时温度降低,则热敏电阻的阻值减小,可使得运算放大器U1输出的第一电压信号V1增大。可以理解,电阻R1、R2、R3,以及电压端VCC1、VCC2的值可依据所需的放大倍数而合理确定。
比如,积分比较器U2可以检测实时温度对应的第一电压信号V1和目标温度对应的参考电压V3之间的误差,并对误差进行积分补偿,积分比较器U2输出的第二电压信号V2和第一电压信号V1之间的关系可用公式表示为
其中,电阻R5、电容C1分别是积分比较器U2的反馈网络上的电阻和电容,改变其值可以改变积分比较器U2的稳定时间,jwC1表示为电容C1的电容模值。当V1和V3相等时,积分比较器U2达到稳定的状态,此时V2稳定不变;当V1增大时,则V2减小。
比如,反相比例放大器U3是将积分比较器U2输出的第二电压信号V2进一步放大处理,反相比例放大器U3的输出电压Vout和第二电压信号V2之间的关系用公式表示为
其中,Vout是发热电阻R0上的电压,VCC3表示电压端VCC3的电压大小。电阻R6、R7,以及电压端VCC3的值可以依据所需的放大倍数确定。
比如,由于反相比例放大器U3的输入端电流I1较小,且输出的电流调节信号I0也较小,所以需要晶体管D1来对电流进行放大,晶体管D1的输出电流I2由晶体管D1的放大倍数确定,最终提供给发热电阻R0上的电流为I3。那么,依据焦耳定律可以计算出发热电阻R0散发的热量,如此便可改变受检空间内的实时温度。其中,电阻R9、R10、R11,以及VCC4的值可以依据晶体管T1提供静态工作点所需的偏置网络而确定。
下面将结合图1和图2对温度稳定控制装置1的工作原理进行说明。
情况一,假设初始状态下受检空间内的温度稳定,即实时温度T1等于设定的目标温度T2,由于T1=T2,则满足V1=V3;此时,积分比较器U2工作在稳定的状态,受检空间达到了热平衡,内部温度保持不变。
情况二,当实时温度T1下降,会出现T1<T2,则热敏电阻的阻值RPT(T1)将减小,V1将增大,则会使V1>V3;此时,积分比较器U2输出的电压V2下降,导致反相比例放大器U3输出的电压Vout升高,则发热电阻R0上的电流I3也会增大;由于发热电阻R0上的发热量增加,会导致实时温度T1升高,由于阻值RPT(T1)随之增大,会使得V1减小,最终重新满足V1=V3;如此,积分比较器U2重新达到稳定的状态,实时温度T1也重新回到了目标温度T2的温度点。
情况三,当实时温度T1升高,会出现T1>T2,则热敏电阻的阻值RPT(T1)将增大,V1将减小,则会使V1<V3;此时,积分比较器U2输出的电压V2增大,导致反相比例放大器U3输出的电压Vout减小,则发热电阻R0上的电流I2也会减小;由于发热电阻R0上的发热量降低,会导致实时温度T1下降,由于RPT(T1)随之减小,会使得V1增大,最终重新满足V1=V3;如此,积分比较器U2重新达到稳定的状态,实时温度T1也重新回到了目标温度T2的温度点。
实施例二、
请参考图3,本实施例中公开一种电子校准件,该电子校准件2主要包括实施例一中的温度稳定控制装置1,以及至少一个测试端口21和存储器22。下面分别说明。
对于实施例一中公开的温度稳定控制装置1,该温度稳定控制装置1用于将受检空间内的实时温度调节到目标温度。可以理解,这里的受检空间是指电子校准件2的内部空间。比如,可将图1中的温度检测电路11、调理电路12、驱动电路13、发热电路14、控制电路15、电压源16都设置在电子校准件2的内部,那么温度检测电路11检测的实时温度即为电子校准件2的内部温度,发热电路14通过发热升高的温度也是电子校准件2的内部温度。
测试端口21用于接入网络分析仪3,以便电子校准件2对网络分析仪3进行校准。
存储器22用于事先存储每个测试端口21在目标温度时对应的基准参数数据,该基准参数数据用于网络分析仪3的校准。
比如,需要对网络分析仪3进行校准时,将网络分析仪3接入测试端口21,启动温度稳定控制装置1进行工作,以使得电子校准件2内部的实时温度等于设定的目标温度。然后,网络分析仪3从存储器22获取测试端口21在目标温度时对应的基准参数数据,网络分析仪3利用电子校准件的测试端口21测量S参数,并在得知基准参数数据和S参数的基础上实施校准。
在一个实施例中,参考图3,电子校准件2还包括处理器23,这里的处理器23用于在电子校准件2对网络分析仪3进行校准时,启动温度稳定控制装置1进入工作状态,从而先让电子校准件2内部的实时温度等于设定的目标温度,然后处理器23在让网络分析仪3获取存储器22中存储的基准参数数据。
需要说明的是,网络分析仪3的校准原理可以描述如下:在使用网络分析仪3对待测器件进行测试前,需要对网络分析仪3进行校准,目的是排除掉网络分析仪3和测试线缆夹具引入的系统误差,这里的系统误差主要包含方向性误差、源匹配误差、负载匹配误差、反射跟踪误差、传输跟踪误差等。电子校准件2自身硬件电路中的每个测试端口21对应的S参数可以通过外部测试设备(如频谱分析仪)获取并存储到电子校准件2内置的存储器22中,被作为基准参数进行读取。当用电子校准件2对网络分析仪3进行校准时,启动温度稳定控制装置1进入工作状态,从而先让电子校准件2内部的实时温度等于设定的目标温度;网络分析仪3获得的数据既包含了电子校准件2自身的基准参数数据,也包括了网络分析仪3中多个射频通道对应的误差数据,网络分析仪3可以依据这些数据计算出各项系统误差的值并存储在网络分析仪3中,如此就完成了网络分析仪3的校准。
由于本实施例中利用电子校准件2对网络分析仪3进行校准的过程不是技术改进的重点,所以这里不再对校准过程进行详细说明。如要了解更多的校准实现技术,可以参考专利文献(CN201910532115.8-电子校准件以及校准系统、方法、装置和存储介质)中的技术内容,也可以参考专利文献(CN201310250462.4-一种电子校准件及其校准系统)中的技术内容。
需要说明的是,本实施例中提及的温度稳定控制装置1是基于负反馈模拟电路的控制原理,能够将受检空间内的实时温度精准地稳定任意所需的目标温度点上,由于温度稳定控制装置1应用于电子校准件2时,能够让电子校准件2的内部空间温度很好的保持在目标温度点,则只需要电子校准件2的存储器22保存一组基准参数(如测试端口在目标温度时对应的基准参数数据)即可执行网络分析仪3的校准任务。如此,电子校准件2的存储器被使用的存储空间得以减小,降低了电子校准件自身的硬件要求。
本领域技术人员可以理解,上述实施方式中各种方法的全部或部分功能可以通过硬件的方式实现,也可以通过计算机程序的方式实现。当上述实施方式中全部或部分功能通过计算机程序的方式实现时,该程序可以存储于一计算机可读存储介质中,存储介质可以包括:只读存储器、随机存储器、磁盘、光盘、硬盘等,通过计算机执行该程序以实现上述功能。例如,将程序存储在设备的存储器中,当通过处理器执行存储器中程序,即可实现上述全部或部分功能。另外,当上述实施方式中全部或部分功能通过计算机程序的方式实现时,该程序也可以存储在服务器、另一计算机、磁盘、光盘、闪存盘或移动硬盘等存储介质中,通过下载或复制保存到本地设备的存储器中,或对本地设备的系统进行版本更新,当通过处理器执行存储器中的程序时,即可实现上述实施方式中全部或部分功能。
以上应用了具体个例对本申请进行阐述,只是用于帮助理解本申请,并不用以限制本申请。对于本申请所属技术领域的技术人员,依据本申请的思想,还可以做出若干简单推演、变形或替换。
Claims (10)
1.一种温度稳定控制装置,其特征在于,包括:
温度检测电路,用于检测一受检空间内的实时温度,并产生电压检测信号;
调理电路,用于对所述电压检测信号进行反比例转换、误差积分补偿和反相转换,得到电流调节信号;
驱动电路,用于对所述电流调节信号进行放大,得到电流驱动信号;
发热电路,用于在所述电流驱动信号的作用下发热,通过发热改变所述受检空间内的温度;
控制电路,用于设定目标温度并向所述调理电路提供对应的参考电压;所述参考电压用于参与计算所述调理电路中电压的误差。
2.如权利要求1所述的温度稳定控制装置,其特征在于,还包括电压源,所述电压源用于向所述温度检测电路提供工作电压,向所述调理电路提供多种电压等级的基准电压,以及向所述驱动电路提供偏置电压。
3.如权利要求2所述的温度稳定控制装置,其特征在于,所述温度检测电路包括电压端VCC1、电阻R1、电阻R2、温度传感器RPT和信号端SIN1;
电阻R1的一端与电压端VCC1连接,电阻R1的另一端与电阻R2的一端连接,电阻R2的另一端与温度传感器RPT的一端连接,温度传感器RPT的另一端接地;电阻R1与电阻R2的连接处接至信号端SIN1;
所述温度检测电路通过电压端VCC1从所述电压源获取工作电压,以及通过信号端SIN1输出所述电压检测信号。
4.如权利要求3所述的温度稳定控制装置,其特征在于,所述温度传感器PRT为正温度系数的热敏电阻。
5.如权利要求2所述的温度稳定控制装置,其特征在于,所述调理电路包括运算放大器U1、积分比较器U2、反相比例放大器U3、电压端VCC2、电压端VCC3、参考端VSET、信号端SIN2,以及电阻R3、R4、R5、R6和电容C1;
运算放大器U1、积分比较器U2、反相比例放大器U3均包括反相输入端、同相输入端和输出端;
运算放大器U1的反相输入端经过电阻R3与自身的输出端连接,运算放大器U1的同相输入端与电压端VCC2连接;运算放大器U1用于通过自身的反相输入端接收所述电压检测信号,对所述电压检测信号进行反比例转换后通过自身的输出端输出第一电压信号;
积分比较器U2的反相输入端经过电阻R4与运算放大器U1的输出端连接,且反相输入端经过电阻R5、电容C1与自身的输出端连接,积分比较器U2的同相输入端与参考端VSET连接;参考端VSET与所述控制电路连接且接收所述参考电压;积分比较器U2用于检测所述第一电压信号和所述参考电压之间的误差并对误差进行积分补偿,并通过自身的输出端输出第二电压信号;
反相比例放大器U3的反相输入端经过电阻R6与积分比较器U2的输出端连接,反相比例放大器U3的同相输入端与电压端VCC3连接;反相比例放大器U3用于通过自身的反相输入端接收所述第二电压信号,对所述第二电压信号进行反相转换后通过自身的输出端输出所述电流调节信号;
所述调理电路通过电压端VCC2从所述电压源获取一个电压等级的基准电压,以及通过电压端VCC3从所述电压源获取另一个电压等级的基准电压。
6.如权利要求5所述的温度稳定控制装置,其特征在于,所述驱动电路包括晶体管D1、电压端VCC4,以及电阻R7、R8、R9、R10、R11;
晶体管D1包括控制端、输入端和输出端,晶体管D1的控制端经过电阻R8与反相比例放大器U3的输出端连接,且控制端经过电阻R9与电压端VCC4连接,还经过电阻R10接地,晶体管D1的输入端经过电阻R11与电压端VCC4连接,晶体管D1的输出端经过电阻R7与反相比例放大器U3的反相输入端连接;晶体管D1的输出端与所述发热电路连接且输出所述电流驱动信号;
所述驱动电路通过电压端VCC4从所述电压源获取偏置电压。
7.如权利要求6所述的温度稳定控制装置,其特征在于,所述发热电路包括发热电阻R0;发热电阻R0的一端连接至晶体管D1的输出端且接收所述电流驱动信号,发热电阻R0的另一端接地;发热电阻R0用于依据所述电流驱动信号的大小改变自身的发热量。
8.如权利要求1所述的温度稳定控制装置,其特征在于,所述控制电路包括参数设置部件和参考电压产生部件;
所述参数设置部件用于设置所述受检空间内的目标温度;
所述参考电压产生部件用于依据所述目标温度产生对应的所述参考电压。
9.一种电子校准件,其特征在于,包括:
如权利要求1-8中任一项所述的温度稳定控制装置;所述温度稳定控制装置用于将受检空间内的实时温度调节到目标温度,所述受检空间为所述电子校准件的内部空间;
至少一个测试端口,所述测试端口用于接入网络分析仪;
存储器,用于存储每个所述测试端口在所述目标温度时对应的基准参数数据。
10.如权利要求9所述的电子校准件,其特征在于,还包括处理器;所述处理器用于在所述电子校准件对所述网络分析仪进行校准时启动所述温度稳定控制装置进入工作状态。
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