CN213990611U - 一种频率分配放大器 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种频率分配放大器，包括：第一处理模块、第二处理模块、运算模块，第一处理模块与第二处理模块均设有多个功分器，第一处理模块、第二处理模块分别与运算模块连接，通过对系统增加功分器进行分路，使用两级分频与逻辑控制开关通断来提高隔离度指标，其稳定度、本低相噪、谐波杂散、相位稳定性及时延变化量等指标不会出现恶化现象。

Description

一种频率分配放大器

技术领域

本实用新型涉及时频技术领域，尤其涉及一种频率分配放大器，用于改善现有频率分配放大器隔离度不够，输出噪声大的问题。

背景技术

当今5G移动通信已成为一股不可阻挡的潮流，5G网络的关键能力指标是用户体验速率100Mbps到1Gbps、峰值速率将达到10-20Gbps、时延为1毫秒级、接入能力为1e66/km2、终端移动速度为500km/h等。在这种高速网络环境下eMBB(移动宽带互联网)、mMTC万物互联网以及车联网等的实现将使人类的方方面面更加依赖信息网络，生活节奏会变得更快、工作效率会更高。

目前5G网络要还有许多技术难题需要解决，其中关键技术之一是时频技术，5G网络必须有更准确和更稳定的时频基准源，因此对于时钟信号的频率同步性和精度要求更高，而频率分配放大器作为常用的分配设备在时频领域使用广泛，市用的频率分配放大器由于受装置尺寸和内部芯片连接关系的影响，通常在抗干扰性和隔离度上做不到非常精确，且可测量信号的数量不能随意设定，要受到输出频率与输出路数限定，使用中非常不便，目前存在一些改进方案，如公开号为CN206363189U所公开的一种一种具有低相位噪声、高隔离度的频率分配放大装置，包括输入信号放大模块，用于对输入信号进行接收和放大；分路模块，用于对所述输入信号放大模块输出的信号进行分路；放大输出模块，用于对每路信号的放大和输出；电源管理模块，对所述输入信号放大模块、所述放大输出模块进行供电，此实用新型通过设置输入信号放大模块、分路模块和放大输出模块，从而提供了一路基准信号输入、十六路基准信号输出，具备低相位噪声指标和高隔离度指标，上述申请虽然在隔离度和精度上有所改善，但仍存在被测信号数量受限、隔离度不够高的问题。

实用新型内容

本实用新型的目的在于解决现有方案中被测信号数量受限，被测信号间隔离度不高的问题。

实现本实用新型目的的技术方案如下：

一种频率分配放大器，包括：第一处理模块、第二处理模块、运算模块；

上述第一处理模块包括第一分频模块、第一级放大器、第一级滤波器，所述第一分频模块包括多个一分二功分器、多个单刀双掷开关；

其中运算模块包括控制芯片、逻辑运算单元；

一分二功分器输入端接收信号，一分二功分器输出端与单刀双掷开关公共接线柱一端、控制芯片引脚分别连接，单刀双掷开关公共接线柱另一端与第一级放大器输入端连接，单刀双掷开关控制端接线柱与逻辑运算单元连接，逻辑控制单元另一端、第二处理模块输出端分别与控制芯片连接，第一级放大器输出端与第一级滤波器输入端连接，第一级滤波器输出端与第二处理模块输入端连接。

上述第二处理模块包括第二分频模块、第二放大模块、第二滤波模块，所述第二分频模块与第二放大模块、第二滤波模块依次串联。

其中第二分频模块包括多个一分三功分器，所述多个一分三功分器输入端分别与第一滤波模块输出端连接，一分三功分器输出端分别与第二放大模块连接。

上述第二放大模块包括多个运放，每个运放输入端分别与一分三功分器的一个输出引脚连接，运放输出端与第二滤波模块连接。

上述第二滤波模块是多通道滤波器，多通道滤波器输入端与第二放大模块中的运放输出端连接。

上述第一处理模块、第二处理模块分别安装在PCB板上，且PCB板上还装有电源模块、指示灯、屏蔽罩；

电源模块包括滤波器、D/A转换器，所述滤波器输入端与市电连接，滤波器输出端与D/A转换器输入端连接，D/A转换器输出电压给PCB板供电；

第二滤波模块输出端布局在PCB板一侧，且在第二滤波模块输出端外预留接口用于安装屏蔽罩。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：

本实用新型提供的一种频率分配放大器，通过对系统增加功分器进行分路，使用两级分频与逻辑控制开关通断来提高隔离度指标，其稳定度、本低相噪、谐波杂散、相位稳定性及时延变化量等指标不会出现恶化现象。

附图说明

图1为本实用新型模块连接关系示意图；

图2为本实用新型实施例的原理结构图；

图3为本实用新型实施例的硬件布局图；

具体实施方式

下面结合附图所示的各实施方式对本实用新型进行详细说明，但应当说明的是，这些实施方式并非对本实用新型的限制，本领域普通技术人员根据这些实施方式所作的功能、方法、或者结构上的等效变换或替代，均属于本实用新型的保护范围之内。

在本实施例的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明创造和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明创造的限制。

此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”等的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明创造的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以通过具体情况理解上述术语在本发明创造中的具体含义。

请参考图1所示，图1为本实用新型一种实施例。

在本实施方式中，一种频率分配放大器包括：第一处理模块、第二处理模块、运算模块第一处理模块包括第一分频模块、第一级放大器、第一级滤波器，第一分频模块包括多个一分二功分器、多个单刀双掷开关，运算模块包括控制芯片、逻辑运算单元；

其中第一处理模块包括第一分频模块、第一级放大器A1、第一级滤波器LB1，第一分频模块包括一分二功分器G1、一分二功分器G2，单刀双掷开关K1~K3，一分二功分器G1、G2输入端分别接收两路信号，一分二功分器G1输出端两路通道分别与单刀双掷开关K1公共接线柱一端、控制芯片输入端引脚连接，一分二功分器G2输出端两路通道分别与单刀双掷开关K2公共接线柱一端、控制芯片输入端引脚连接，单刀双掷开关K1、K2公共接线柱另一端分别与单刀双掷开关K3的同侧两个公共接线柱连接，单刀双掷开关K3的另一侧公共接线柱与第一级运放A1输入端连接，单刀双掷开关K1~K3控制端接线柱分别与逻辑运算单元连接，逻辑运算单元与控制芯片连接，控制芯片还接收第二处理模块最后输出的信号作为其控制信号，第一级运放A1输出端与第一级滤波器LB1输入端连接，第一级滤波器LB1输出端与第二处理模块连接。

控制芯片接收来自一分二功分器G1、G2与输出端的输出信号，向逻辑运算单元发送控制指令，逻辑运算单元通过控制开关K1~K3的通断决定哪路信号进入运放输入端，在结构上对信号之间进行了有效隔离，提高了输出信号的隔离度。

上述第一处理模块中信号经过一分二功分器衰减3dB，经过级联的单刀双掷开关后衰减2dB，因此在进入第一级运放A1前已经衰减5dB，第一级运放A1将信号放大5dB进行补偿，放大后经过第一级滤波器LB1进行滤波，保证第一级放大后二、三次谐波在-60dBc以下；两个单刀双掷开关K1、K2分别与一分二功分器G1、G2连接用于保证三个单刀双掷开关K1~K3一致性。

第二处理模块包括第二分频模块、第二放大模块、第二滤波模块，第二分频模块与第二放大模块、第二滤波模块依次串联。

其中第二分频模块包括四个一分三功分器G3~G6，由于每个一分三功分器将一路信号分为三路输出，因此共有十二路通道输出，即第二放大模块需要设置十二个运放分别与上述四个一分三功分器十二路通道连接，且四个一分三功分器G3~G6输入端均与第一级滤波器LB1输出端连接，第二滤波模块中的多通道滤波器输入端接收十二个运放输出接口输出的信号，进行滤波后输出十二路信号；

第一级滤波器LB1输出端与四个一分三功分器之间布线采用等长及蛇形绕线设计，同时加入漏铜，预留200ps的延迟调测余量，用于调测信号在传输中因分流到四个一分三功分器中产生的相位差。

上述第一级运放A1、第二放大模块中的运放型号均是MAX4104EUK-T，第一级滤波器LB1是LC7阶滤波器，第二滤波模块中滤波器是LC3阶滤波器。

本实施例第一处理模块、第二处理模块所包括的芯片与装置分别安装在PCB板上，PCB板上还安装电源模块、指示灯、屏蔽罩；电源模块接收端口安设在PCB板上，且接收端口接收220V交流市电，接收到的市电直接进入滤波器进行滤波，过滤后的电流经过变压分别输出3.3V数字电压、±10V模拟电压，给整个PCB板上所有模块与芯片供电。

第二滤波模块输出端布局在PCB板一侧，布局在同一侧可以有效避免信号跨层而导致相位延迟；在第二滤波模块输出端外预留接口用于安装屏蔽罩，屏蔽罩主要用于隔离外部信号对本实施例中信号的干扰，控制芯片与指示灯连接，控制指示灯的明灭。

上文所列出的一系列的详细说明仅仅是针对本实用新型的可行性实施方式的具体说明，它们并非用以限制本实用新型的保护范围，凡未脱离本实用新型技艺精神所作的等效实施方式或变更均应包含在本实用新型的保护范围之内。

对于本领域技术人员而言，显然本实用新型不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本实用新型的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本实用新型。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本实用新型的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本实用新型内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

Claims (6)

1.一种频率分配放大器，其特征在于，包括：第一处理模块、第二处理模块、运算模块；

所述第一处理模块包括第一分频模块、第一级运放、第一级滤波器，所述第一分频模块包括多个一分二功分器、多个单刀双掷开关；

所述运算模块包括控制芯片、逻辑运算单元；

所述一分二功分器输入端接收信号，一分二功分器输出端与单刀双掷开关公共接线柱一端、控制芯片引脚分别连接，单刀双掷开关公共接线柱另一端与第一级运放输入端连接，单刀双掷开关控制端接线柱与逻辑运算单元连接，逻辑控制单元另一端、第二处理模块输出端分别与控制芯片连接，第一级运放输出端与第一级滤波器输入端连接，第一级滤波器输出端与第二处理模块输入端连接。

2.根据权利要求1所述的一种频率分配放大器，其特征在于：所述第二处理模块包括第二分频模块、第二放大模块、第二滤波模块，所述第二分频模块与第二放大模块、第二滤波模块依次串联。

3.根据权利要求2所述的一种频率分配放大器，其特征在于：所述第二分频模块包括多个一分三功分器，所述多个一分三功分器输入端分别与第一滤波模块输出端连接，一分三功分器输出端分别与第二放大模块连接。

4.根据权利要求3所述的一种频率分配放大器，其特征在于，所述第二放大模块包括多个运放，每个运放输入端分别与一分三功分器的一个输出引脚连接，运放输出端与第二滤波模块连接。

5.根据权利要求4所述的一种频率分配放大器，其特征在于：所述第二滤波模块是多通道滤波器，多通道滤波器输入端与第二放大模块中的运放输出端连接。

6.根据权利要求5所述的一种频率分配放大器，其特征在于：所述第一处理模块、第二处理模块分别安装在PCB板上，且PCB板上还装有电源模块、指示灯、屏蔽罩；

所述电源模块包括滤波器、D/A转换器，所述滤波器输入端与市电连接，滤波器输出端与D/A转换器输入端连接，D/A转换器输出电压给PCB板供电；

所述第二滤波模块输出端布局在PCB板一侧，且在第二滤波模块输出端外预留接口用于安装屏蔽罩。

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