[发明专利]一种具有双环ALC电路的测量装置

说明书

本发明提供一种具有双环ALC电路的测量装置，包括：第二可调射频衰减器的输入端为双环ALC电路的输入端，输出端与第一可调射频衰减器的输入端连接；第一可调射频衰减器的输出端与功率分配器的输入端连接；功率分配器的两个输出端分别与双环ALC电路的输出端和检波器的输入端连接；检波器的输出端与ADC模块的输入端连接；模数转换模块的输出端与数字芯片的输入端连接；数字芯片的两个输出端分别与第一DAC模块和第二DAC模块的输入端连接；第一DAC模块的输出端与第一可调射频衰减器的调节端连接；第二DAC模块的输出端与第二可调射频衰减器的调节端连接。采用本发明可以满足信号源ALC大可调范围、高分辨率及低抖动的需求。

技术领域

本发明涉及信号测试、测量技术领域，特别涉及一种具有双环ALC电路的测量装置。

背景技术

射频信号源是测量、测试领域中一种常见的设备。射频信号源主要作用是产生一定频率范围和幅度范围的射频信号，作为待测器件的激励或参考。也能输出各种调制信号，如FM(Frequency Modulation，调频)、AM(Aplitude Modulation，调幅)、PM(PhaseModulation，调相)、IQ、Pulse(脉冲)等，为通讯设备的调试提供基础。射频信号源输出信号的幅度精确度、锁定时间和稳定度是射频信号源的重要指标之一，而这些指标一般是由ALC电路(Automatic Level Control，自动电平控制电路)来实现。此外，输出信号相位噪声和杂散也是射频信号源的重要指标，ALC环路中的噪声(或抖动)也可能会影响到此性能。设备输出信号幅度也需要能够适当调节，信号源内部信号幅度也会在一定范围内变化。ALC能够锁定的范围及最小分辨率也是ALC性能的重要组成部分。

大多数ALC由一个完整的环路组成，主要有“检测”、“比较”和“调节”3个模块。正常工作时(ALC on)，其实时检测输出信号幅度，将检测到的结果与设定的幅度值进行比较，根据比较结果动态调节环路的衰减量(或增益)，直至输出信号幅度与设定值相等。ALC环路中的噪声(或抖动)会使“调节”模块输出衰减量在一定范围内抖动，此抖动会以噪声或杂散的形式叠加到输入信号上，使最终输出信号的相位噪声或杂散发生一定变化。

ALC环路有模拟和数字两种实现方式，模拟ALC环路速度快、噪声低但控制不够智能；数字ALC环路可操作性和功能扩展能力较强，但其噪声较高其运行速度偏低(锁定时间偏长)。

专利CN201020696938.9介绍了一种模拟和数字相结合的双环ALC系统，在模拟ALC环“检波”和“比较”模块之间增加了数字调节电路，以期望同时利用模拟ALC环和数字ALC环的优点。其主要设计为在模拟ALC环正常工作的同时，将“检波”模块(电平检测电路)输出转变为数字量，并根据此参数调节“比较”模块的参考电压。此方案以模拟ALC为主体，增加了根据检波电压调节参考电压的能力。

对大多数模拟ALC环而言，可以选用噪声足够低的模拟器件，使ALC引入的近旁噪声或杂散足够小，基本不影响输出信号性能。对数字ALC而言，受数模转换DAC分辨率的限制，“调节”模块的抖动会比较大，此抖动频率与ALC环路的带宽相关，且难以使用滤波器的方式消除，解决此问题最直接的方法是提高DAC分辨率，将抖动的幅度降低到可接受的范围内。对大多数ALC而言，环路的锁定时间是另一个重要的指标，ADC和DAC的更新速度会直接影响到环路的锁定时间。较短的锁定时间需要较快的更新速度，但更新速度快和分辨率高的DAC成本较高，且能够满足信号源ALC可调范围和精度需求的高速DAC难以寻找；使用多个高速DAC级联的方式可以增加分辨率，但是会增加额外成本，且可能存在控制信号不同步引起的切换点抖动问题。

发明内容

本发明实施例提供了一种具有双环ALC电路的测量装置，可以满足信号源ALC大可调范围、高分辨率及低抖动的需求。