[发明专利]一种预选器快速跟踪补偿电路及方法

说明书

技术领域

本发明涉及测试技术领域，特别涉及一种预选器快速跟踪补偿电路，还涉及一种预选器快速跟踪补偿方法。

背景技术

现代频谱仪对于扫描速度的要求越来越高，目前国产宽带频谱分析仪设计方案都选用超外差设计技术，高于3GHz以上频段选用预选器(YTF)技术，而由于预选器本身为磁性器件，其调谐速度受限于自身的激磁线圈电感特性，使线性输入的驱动电流在流过YTF线圈时，受到激磁电感的影响而产生滞后和延迟，这样YTF的输出频率就会低于理想状态下YTF的输出频率，造成信号测量的误差(主要是幅度准确度)，而扫描速度越快(即YTF输入驱动电流变化的越快)，这种延迟失真就越严重，严重降低了YTF调谐速度，影响频谱仪整机的扫描速度。

由于这种原因，目前国产频谱分析仪最快扫描速度只有50MHz/ms，远远不能满足使用的需求。为了能使YTF能够更好的跟踪驱动电流的变化，提高YTF的调谐速度，就需要对YTF的调谐延迟进行补偿修正。

YTF是利用YIG小球的自谐频率与其所在空间的磁场强度具有单调映射关系来实现调谐滤波的，其原理框图如图1所示，由于构造磁场的线圈中的磁场强度与流过线圈的电流成正比，这样YTF的调谐原理可以用线性方程来表示：

f＝k_i×i_S

式中，f：调谐频率，即YTF中心频率；

i_s：调谐线圈中的电流；

ki：YTF电流调谐灵敏度。

但是由于YTF自身的结构特点，其自感系数很大，而大电感是调谐滞后效应的重要因素之一。另外由于在扫描过程中，YTF的调谐电流是快速线性变化的，在流过线圈时会产生感应电流，根据焦耳-愣次定律，感生电流产生的磁通与调谐电流产生的磁通变化相反，即涡流效应。涡流的产生会削弱YTF内部的磁场强度，进而造成其中心频率发生偏移。

由于上述因素导致实际调谐驱动电流在经过YTF后产生严重的偏移，其效果如图2所示，频率越高，调谐电流越大，产生的电流偏移越严重，YTF的实际输出频率失真越大。

从图2中可以看出，由于激磁电感的影响，流过YTF的电流不能很好的跟踪输入驱动电路变化，会产生严重的延迟失真。因此为了提高YTF的调谐速率，就需要对这种延迟失真进行补偿。

YTF调谐驱动等效原理图如图3所示，根据图3可以推导出以下关系等式：

i_in＝i₁+i₂+i_YTF(4)

i_in＝kt(5)

根据等式(1)(2)(3)(4)(5)可以换算出流经YTF的电流与驱动输入电流随时间变化的等式，利用这个等式补偿YTF调谐频率点对应的调谐电压，就可以实现YTF在扫描过程中的实时跟踪补偿，提高快扫时YTF的调谐跟踪速度。

已有的YTF调谐补偿技术有点补偿和扫补偿等方法：

点补偿是每一种速度对应一个补偿数据，该数据补偿到原驱动调谐数据中，对原驱动调谐数据进行修正，该方法缺点是调谐速度提升有限，同时随着调谐速度的提升，起始和终止频段较难同时兼顾。

扫补偿是根据原驱动调谐电路另外增加补偿修正电路，该电路输出电压与原调谐电压求和，得到新的调谐电压，对YTF进行驱动。该方法缺点是需要额外增加补偿电路，且需要通过实验拟合出不同扫速下YTF调谐状态，以确定补偿电路的电压输出特性，过程繁琐，且受外界环境等因素影响，实际的YTF调谐特性也会有所变化，补偿效果有限，YTF最高调谐速度能到200MHz/ms。

发明内容

为解决上述已有的YTF调谐补偿技术的缺点，本发明提出了一种预选器快速跟踪补偿电路及方法，通过分析推导出预选器YTF调谐过程中的阶跃响应函数，并根据函数对预选器快速调谐过程中的失真进行补偿修正，从而提高预选器的无失真调谐速度。

本发明的技术方案是这样实现的：

一种预选器快速跟踪补偿电路，包括：

YTF调谐斜率补偿电路和YTF调谐偏移补偿电路，YTF调谐斜率补偿电路输出的斜率补偿电压耦接到调谐DAC器件的参考电压端，YTF调谐偏移补偿电路输出的偏移补偿电压耦接到调谐DAC器件的偏移设置端；

调谐DAC器件接收预存的用于YTF调谐的DAC数据，并根据参考电压端和偏移设置端的电压对所述调谐DAC数据进行补偿，输出实际需要的调谐驱动电压。