數控衰減器AT-280特性參數及應用
摘要:數控衰減器作為一種新型的衰減器在電子領域有著廣泛的應用,文章介紹了數控衰減器AT-280的結構、特性參數以及控制使用方法,同時重點介紹了AT-280在雷達接收機雜訊係數測試和靈敏度測試中的應用。
關鍵詞:數控衰減器;接收機;雜訊係數測試;靈敏度測試
1 引言
很多電子設備(如雷達、通訊、無線電區域網、GPS等)都需要對高頻、中頻信號進行定量衰減,這種衰減實質上是對高、中頻信號進行精確量化的過程,其精度的高低將直接影響到這些設備性能指標或其性能指標的測試,進而影響到它們的使用性能。因此,尋求一種體積小、精度高、頻帶寬、開關速度快、使用方便的衰減器十分必要。新型數控衰減器AT-280正好能滿足以上要求,並在很多領域具有廣泛的應用前景,本文重點介紹了AT-280在雷達接收機雜訊係數T 靈敏度測試中的應用方法。
2 數控衰減器AT-280
2.1 AT-280簡介
AT-280是一種採用SOIC-16腳表面安裝塑封型5位、0.5dB步距的砷化鎵MMIC數字衰減器,非常適用於高精度衰減、快速開關、極低功耗和低互調要求的場合。由於採用了成熟的1μm工藝和單片砷化鎵MMIC技術,因而其具有全面鈍化和可靠性高等優點。AT-280的典型電氣參數如表1所列。
表1 AT-280的電氣參數℃
參 數 | 測試條件 | 單 位 | min | Typ | max |
參考插損 | DC-0.1GHZ | dB | 1.1 | 1.3 | |
DC-0.5GHZ | dB | 1.3 | 1.5 | ||
DC-1.0GHZ | dB | 1.5 | 1.8 | ||
DC-2.0GHZ | dB | 1.8 | 2.0 | ||
衰減精度 | DC-1.0GHZ | 0.20dB±3% | |||
DC-2.0GHZ | 0.30dB±3% | ||||
駐波比 | 任何狀態 | 1.5:1 | 1.8:1 | ||
Trise | RF10%-90% | ns | 12 | ||
控制50%到RF90% | 18 |
測試條件:TA=+25
2.2 功能圖與真值表
圖1是AT-280採用SOIC 16腳塑封表貼封裝形式的引腳排列。
其中:
VC1,VC10,VC2,VC20,VC3,VC30,VC40,VC50分別為數據控制端?
RF1和RF2分別為信號輸入輸出端。表2所列是AT-280的真值表。
表2 AT-280真值表
控 制 輸 入 | ||||||||
VC5 0 | VC4 0 | VC3 0 | VC3 | VC2 0 | VC2 0 | VC1 0 | VC 1 | 衰減(dB) |
1 | 1 | 1 | 0 | 1 | 0 | 1 | 0 | 參考 |
0 | 1 | 1 | 0 | 1 | 0 | 1 | 0 | 0.5dB |
1 | 0 | 1 | 0 | 1 | 0 | 1 | 0 | 1.0dB |
1 | 1 | 0 | 1 | 1 | 0 | 1 | 0 | 2.0dB |
1 | 1 | 1 | 0 | 1 | 1 | 1 | 0 | 4.0dB |
1 | 1 | 1 | 0 | 0 | 0 | 0 | 1 | 8.0dB |
0 | 0 | 0 | 1 | 1 | 1 | 0 | 1 | 15.5dB |
3 在雷達雜訊係數測試中的應用
3.1 雜訊係數測試基本原理
雜訊係數定義為:當規定輸入端處於T0=290K?標準雜訊溫度?時,網路輸入端額定信號雜訊功率比(Si/Ni)與輸出端額定信號雜訊功率比(Sout/Nout)的比值表達式為:
F=(Si / Ni)/(Sout/Nout)
圖2為雜訊係數測量原理圖。設雜訊源在熱態(T2)和冷態(T1)下測出的功率指示值Nout2和Nout1之比為Y,則經過計算得出的待測網路雜訊係數為:
F(dB)=ENR(dB)-10lg(Y-1)
式中,ENR為雜訊源輸出雜訊的超噪比。
3.2 雜訊係數測量方法
根據Y值求出待測網路的雜訊係數的方法,稱為Y係數法。雜訊係數測量的基本方法是Y係數法。但在具體測試中,也常用3dB法(Y=2,或稱功率倍增法)。其測量電路如圖3所示。該方法在冷態T1時不接入3dB衰減器,這樣可使指示器有一合適的指示值Nout,然後記下數控衰減器的衰減A1,而在熱態T2時,接入3dB衰減器並調節數控衰減器,以使其恢復原指示值,則有Y=2,同時記下數控衰減器衰減值A2,則待測網路雜訊係數F為:
F=ENR-(A2-A1)
上式中,各參數的單位均為dB。
4 在雷達接收機靈敏度測試中的應用
4.1 接收機靈敏度測試原理
靈敏度指的是接收機接收微弱信號的能力。接收機靈敏度通常以接收最小可分辨輸入信號功率Pmin來表示。為了使用方便,還可以用最小可接收信號功率相對於某一定標功率電平P0之比的分貝數A來表示,即:
A=10lg(Pmin/P0)
雷達接收機輸入端的最小可分辨功率通常是很小的,一般在pW的數量級,這樣微弱的微波信號,用功率計測量是十分困難的。因此,在工程上,接收機靈敏度的測量不是直接測量接收機輸入端的最小可分辨功率,而是將一已知的標準功率源經過數控衰減器加到接收機輸入端,然後在保證輸出端信噪比為某定值(如1:1)的情況下,將此標準功率(如1mW)被衰減的分貝數A作為此接收機的靈敏度(dB/mW)值。
4.2 接收機靈敏度測試方法
接收機靈敏度測試方框圖如圖4所示。微波信號源輸出經數控衰減器、同軸測試電纜接到接收機輸入端,然後將接收機檢波電流輸出接到μA表的輸入端。測試步驟如下:
(1)設定起始雜訊電流,此時微波信號源不輸出,接收機接電,增益置於某規定值,μA表測出起始雜訊電流IN0。
(2)設定微波信號源頻率、功率:調整信號源頻率,使之與接收機調諧頻率一致,μA表指示最大,並設定信號源輸出功率為1mW。
(3)確定輸出端信噪比:用數控衰減器對微波信號源的輸出功率進行衰減,使μA表指示為2IN0,即信噪比為1:1,並記下數控衰減器的衰減值dA。
(4)用下式求和計算出靈敏度:
A=dA+dI+dT
式中,dA為數控衰減器衰減值,dI為測試電纜衰減值,dT饋線損耗。
5 結束語
本文介紹了筆者在自己工作中應用AT-280的部分情況。實踐證明,將AT-280應用在雜訊係數和靈敏度測試中具有操作簡單,測試精度高等優點。
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