RU1793499C

RU1793499C - Microwave diode attenuator controller

Info

Publication number: RU1793499C
Application number: SU904873136A
Authority: RU
Inventors: Григорий Бенционович Дзехцер; Симон Борисович Квартерников; Юрий Германович Белов
Original assignee: Нижегородский Научно-Исследовательский Приборостроительный Институт
Priority date: 1990-10-09
Filing date: 1990-10-09
Publication date: 1993-02-07

Abstract

Использование: в СВЧ радиотехнике при разработке pin-диодных аттенюаторов. Сущность изобретени : в устройство дл управлени СВЧ pin-дидными аттенюатором ввод тс две цепочки из последовательно соединенных формировател 5 или 6 сигналов , аналогового сумматора 7 или 8 и генератора 9 или 10 тока, выход которого вл етс одним из выходов устройства. Сигнальные формирователи 5 или 6 выполнены в виде одного ограничител или нескольких ограничителей, которые могут быть выполнены в виде операционных усилителей с дибдами в цепи отрицательной обратной св зи. Объединенные входы ограничителей в каждой цепочке подключены к выходу соответствующего операционного усилител 2 или 3. 1 з.п. ф-лы, 4 ил.Usage: in microwave radio engineering in the development of pin-diode attenuators. SUMMARY OF THE INVENTION: Two chains of 5-to-6 signal shaper, an analog adder 7 or 8 and a current generator 9 or 10, which output is one of the device outputs, are introduced into the device for controlling the microwave pin-dide attenuator. The signal shapers 5 or 6 are made in the form of one limiter or several limiters, which can be made in the form of operational amplifiers with dibds in the negative feedback circuit. The combined inputs of the limiters in each chain are connected to the output of the corresponding operational amplifier 2 or 3. 1 zp f-ly, 4 ill.

Description

Изобретение относитс к радиотехнике, измерительной технике, технике СВЧ и может быть использовано при построении электрически управл емых аттенюаторов.The invention relates to radio engineering, measurement technology, microwave technology and can be used in the construction of electrically controlled attenuators.

Цель изобретени - уменьшение погрешности управлени .The purpose of the invention is to reduce control error.

На фиг.1 представлена структурна электрическа схема устройства управлени с управл емым аттенюатором, где обозначены: 1 - вход управл ющего сигнала, 2,3 - первый и второй операционные усилители соответственно, 4 - источник опорных напр жений , 5,6 - первый и второй формирователи сигнала соответственно, 7,8 - первый и второй аналоговые сумматоры соответственно , 9,10 - первый и второй генераторы тока соответственно, 11 - высокочастотный pin-диодный аттенюатор, 12,13 - первый и второй вводы управлени высокочастотного аттенюатора соответственно , 14, 15 - сигнальные вход и выход высокочастотного аттенюатора соответственно .Figure 1 presents a structural electrical diagram of a control device with a controlled attenuator, where are indicated: 1 - input of the control signal, 2,3 - the first and second operational amplifiers, respectively, 4 - the source of the reference voltage, 5,6 - the first and second signal conditioners, respectively, 7.8 - first and second analog adders, respectively, 9.10 - first and second current generators, respectively, 11 - high-frequency pin-diode attenuator, 12.13 - first and second control inputs of the high-frequency attenuator, respectively, 14, 15 - ignalnye input and output high-frequency attenuator respectively.

На фиг.2 показаны зависимости сигналов , формируемых в различных участках схемы за вленного устройства отуправл ю- щего напр жени на входе 1 устройства; на фиг.З - результирующа зависимость ослаблени , вносимого высокочастотным аттенюатором 11, от управл ющего напр жени на входе 1; на фиг.4 - экспериментальна зависимость отклонени вносимого аттенюатора ослаблени от номинальной величины вносимого ослаблени , характеризующа достижимую в за вленном устройстве погрешность управлени .Figure 2 shows the dependences of the signals generated in various parts of the circuit of the claimed control voltage device at the input 1 of the device; Fig. 3 is the resulting dependence of the attenuation introduced by the high-frequency attenuator 11 on the control voltage at input 1; Fig. 4 shows the experimental dependence of the deviation of the introduced attenuation attenuator on the nominal value of the introduced attenuation, which characterizes the control error achievable in the claimed device.

Устройство дл управлени СВЧ pin-диодным аттенюатором (фиг.1) содержит операционные усилители 2, 3, одни входы которых объединены и образуют вход сигнала управлени 1, а два других соединены с выходами источника опорных напр жений 4 соответственно, с другими выходами которого соединены вход смещени каждого ограничител сигнала, вход щего в состав первого 5 и второго 6 формирователей сигzfA device for controlling a microwave pin-diode attenuator (Fig. 1) contains operational amplifiers 2, 3, one of the inputs of which are combined to form the input of the control signal 1, and the other two are connected to the outputs of the reference voltage source 4, respectively, with the other outputs of which the input is connected the displacement of each signal limiter, which is part of the first 5 and second 6 sigzf formers

ЁYo

VIVI

О CJ 4 Ю ЮAbout CJ 4 Yu Yu

нала, каждый из которых выполнен в виде одного или нескольких ограничителей сигнала , при этом сигнальные входы первого Формировател сигнала подключены к выходу первого операционного усилител 2, сигнальные входы второго формировател сигнала подключены к выходу второго операционного усилител 3, выходы первого формировател сигнала 5 и выход операционного усилител 2 подключены к соответ- ствующим входам первого аналогового сумматора 7, а выходы второго формировател сигнала 6 и выход операционного усилител 3 подключены к соответствующим входам второго аналогового сумматора 8, выходы первого 7 и второго 8 аналоговых сумматоров подключены входам соответственно первого 9 и второго 10 генераторов тока, выходы которого вл ютс выходами устройства и подключены, например, соот- ветственно к первому 12 и второму 13 вводам управлени высокочастотного pin-диодного аттенюатора 11, на сигнальный вход 14 которого поступает исходный сигнал СВЧ, з с его сигнального выхода 15 снимаетс калибро- ванный высокочастотный сигнал.Nal, each of which is made in the form of one or more signal limiters, while the signal inputs of the first signal driver are connected to the output of the first operational amplifier 2, the signal inputs of the second signal driver are connected to the output of the second operational amplifier 3, the outputs of the first signal driver 5 and the operating the amplifier 2 is connected to the corresponding inputs of the first analog adder 7, and the outputs of the second signal conditioner 6 and the output of the operational amplifier 3 are connected to the corresponding the inputs of the second analog adder 8, the outputs of the first 7 and second 8 analog adders are connected to the inputs of the first 9 and second 10 current generators respectively, the outputs of which are device outputs and are connected, for example, to the first 12 and second 13 high-frequency pin control inputs -diode attenuator 11, to the signal input 14 of which the original microwave signal is supplied, a calibrated high-frequency signal is taken from its signal output 15.

Устройство работает следующим образом . -,. ., - ..The device operates as follows. - ,. ., - ..

Входной управл ющий сигнал поступает через вход управлени 1 на один из вхо- дов операционных усилителей 2, 3. на другие входы которых подаютс необходимые напр жени смещени от источника опорных напр жений 4. Опорные напр жени на операционные усилители подбира- ютс таким образом, чтобы обеспечить соответствующие начальные уровни сигналов на входах ограничителей, вход щих в состав формирователей сигнала 5, 6 (фиг,2а,е). Характер выходных сигналов пер- вого, второго, последнего ограничител сигнала , вход щего в формирователь сигнала 5, показан на фиг.2 (б,в,г) и соответственно -на фиг,2 (ж.з.и) дл ограничителей, вход щих в формирователь сигнала 6. Сигналы с выходов каждого формировател сигнала поступают на соответствующие входы аналоговых сумматоров 7, 8. На каждый аналоговый сумматор 7, 8 подаетс также выходной сигнал соответствующего опера- ционного усилител 2, 3 (а в р де случаев и опорное напр жение от источника опорных напр жений 4).The input control signal is supplied through the control input 1 to one of the inputs of the operational amplifiers 2, 3. The other inputs of which are supplied with the necessary bias voltages from the reference voltage source 4. The reference voltages to the operational amplifiers are selected so that provide appropriate initial signal levels at the inputs of the limiters that are part of the signal conditioners 5, 6 (Figs. 2a, e). The nature of the output signals of the first, second, last signal limiter included in the signal conditioner 5 is shown in Fig. 2 (b, c, d) and, accordingly, in Fig. 2 (z.zi) for limiters, the input to the signal shaper 6. The signals from the outputs of each signal shaper are fed to the corresponding inputs of the analog adders 7, 8. The output signal of the corresponding operational amplifier 2, 3 (and, in some cases, the reference voltage, is also supplied to each analog adder 7, 8 voltage from the source of reference voltages 4).

Каждый из входов аналоговых сумматоров 7, 8 имеет определенный коэффициент, с учетом которого формируетс выходной сигнал аналогового сумматора 7, 8. Выходные сигналы аналоговых сумматоров 7, 8 представлены на фиг.2 (д,к). Их функциональные законы определ ютс требуемыми Each of the inputs of the analog adders 7, 8 has a certain coefficient, taking into account which the output signal of the analog adder 7, 8 is generated. The output signals of the analog adders 7, 8 are shown in Fig. 2 (d, k). Their functional laws are determined by the required

зависимост ми изменени управл ющих токов pin-диодов дл обеспечени линейной зависимости ослаблени аттенюатора от управл ющего напр жени . Результирующа зависимость изменени ослаблени аттенюатора от входного управл ющего напр жени приведена на фиг.З. Генераторы тока 9, 10 обеспечивают точное соответствие своих выходных токов (управл ющих токов высокочастотного аттенюатора 11) сигналу на входе 1. Они формируют соответственно токи питани на первом 12 и втором 13 вводах управлени аттенюатора 11 в зависимости от входного управл ющего напр жени ,the dependences of the change in the control currents of the pin diodes to provide a linear dependence of the attenuator attenuation on the control voltage. The resulting dependence of the attenuator attenuation attenuation on the input control voltage is shown in FIG. The current generators 9, 10 ensure that their output currents (control currents of the high-frequency attenuator 11) exactly match the signal at input 1. They generate supply currents respectively at the first 12 and second 13 control inputs of the attenuator 11 depending on the input control voltage.

Дл обеспечени высокой степени линейности и стабильности управлени огра- йичители сигнала, вход щие в состав формирователей сигнала 5,6, выполнены на операционных усилител х с нелинейным элементом (диодом) в цепи обратной св зи.To ensure a high degree of linearity and stability of control, the signal limiters included in the signal conditioners 5.6 are made on operational amplifiers with a nonlinear element (diode) in the feedback circuit.

Таким образом, благодар дополнительному введению в устройство двух формирователей сигнала, двух аналоговых сумматоров и двух генераторов тока достигнуто значительное увеличение точности управлени ослаблением управл емого аттенюатора.Thus, thanks to the additional introduction of two signal conditioners, two analog adders and two current generators into the device, a significant increase in the accuracy of controlling the attenuation of the controlled attenuator has been achieved.

Экспериментальна крива зависимости погрешности ослаблени аттенюатора по авт.св. 1497662 в диапазоне ослаблени от О до 110 дБ и диапазоне частот 2-8 ГГц управл емого описанным устройством дл управлени СВЧ pin-диодным аттенюатором, приведена нафиг.4. Погрешность управлени аттенюатором не превышает ±0,5 дБ.Experimental curve of the attenuator attenuation attenuation error according to Autost. 1497662 in the attenuation range from O to 110 dB and the frequency range of 2-8 GHz controlled by the described device for controlling the microwave pin-diode attenuator, shown in figure 4. The attenuator control error does not exceed ± 0.5 dB.

Claims

1. A device for controlling a microwave pin-diode attenuator, comprising first and second operational amplifiers, one input of which is connected to a reference voltage source, and the other inputs are combined and are an input of the device, characterized in that, in order to reduce the error of control, are introduced two chains, each of which consists of a series-connected signal former, an analog adder and a current generator, the output of which is one of the inputs of the device, with each signal former being ene in the form of one or more limiter limiters connected in parallel, the combined inputs of which are connected to the output of the respective operational amplifier.

2. Device pop. 1, characterized in that the limiters are made on operational amplifiers with diodes in the negative feedback circuit.

Fig.Z

AA, d6