[發明專利]一種預選器快速跟蹤補償電路及方法

有效

• 申請號: 201410563651.1
• 申請日: 2014-10-13
• 公開（公告）號: CN104502658B
• 公開（公告）日: 2018-02-06
• 發明（設計）人: 任水生;鄧旭亮;馬風軍;杜念文;毛黎明
• 申請（專利權）人: 中國電子科技集團公司第四十一研究所
• 主分類號: G01R15/00
• 分類號: G01R15/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及測試技術領域，特別涉及一種預選器快速跟蹤補償電路，還涉及一種預選器快速跟蹤補償方法。

背景技術

現代頻譜儀對于掃描速度的要求越來越高，目前國產寬帶頻譜分析儀設計方案都選用超外差設計技術，高于3GHz以上頻段選用預選器(YTF)技術，而由于預選器本身為磁性器件，其調諧速度受限于自身的激磁線圈電感特性，使線性輸入的驅動電流在流過YTF線圈時，受到激磁電感的影響而產生滯后和延遲，這樣YTF的輸出頻率就會低于理想狀態下YTF的輸出頻率，造成信號測量的誤差(主要是幅度準確度)，而掃描速度越快(即YTF輸入驅動電流變化的越快)，這種延遲失真就越嚴重，嚴重降低了YTF調諧速度，影響頻譜儀整機的掃描速度。

由于這種原因，目前國產頻譜分析儀最快掃描速度只有50MHz/ms，遠遠不能滿足使用的需求。為了能使YTF能夠更好的跟蹤驅動電流的變化，提高YTF的調諧速度，就需要對YTF的調諧延遲進行補償修正。

YTF是利用YIG小球的自諧頻率與其所在空間的磁場強度具有單調映射關系來實現調諧濾波的，其原理框圖如圖1所示，由于構造磁場的線圈中的磁場強度與流過線圈的電流成正比，這樣YTF的調諧原理可以用線性方程來表示：

f＝k_i×i_S

式中，f：調諧頻率，即YTF中心頻率；

i_s：調諧線圈中的電流；

ki：YTF電流調諧靈敏度。

但是由于YTF自身的結構特點，其自感系數很大，而大電感是調諧滯后效應的重要因素之一。另外由于在掃描過程中，YTF的調諧電流是快速線性變化的，在流過線圈時會產生感應電流，根據焦耳-愣次定律，感生電流產生的磁通與調諧電流產生的磁通變化相反，即渦流效應。渦流的產生會削弱YTF內部的磁場強度，進而造成其中心頻率發生偏移。

由于上述因素導致實際調諧驅動電流在經過YTF后產生嚴重的偏移，其效果如圖2所示，頻率越高，調諧電流越大，產生的電流偏移越嚴重，YTF的實際輸出頻率失真越大。

從圖2中可以看出，由于激磁電感的影響，流過YTF的電流不能很好的跟蹤輸入驅動電路變化，會產生嚴重的延遲失真。因此為了提高YTF的調諧速率，就需要對這種延遲失真進行補償。

YTF調諧驅動等效原理圖如圖3所示，根據圖3可以推導出以下關系等式：

i_in＝i₁+i₂+i_YTF(4)

i_in＝kt(5)

根據等式(1)(2)(3)(4)(5)可以換算出流經YTF的電流與驅動輸入電流隨時間變化的等式，利用這個等式補償YTF調諧頻率點對應的調諧電壓，就可以實現YTF在掃描過程中的實時跟蹤補償，提高快掃時YTF的調諧跟蹤速度。

已有的YTF調諧補償技術有點補償和掃補償等方法：

點補償是每一種速度對應一個補償數據，該數據補償到原驅動調諧數據中，對原驅動調諧數據進行修正，該方法缺點是調諧速度提升有限，同時隨著調諧速度的提升，起始和終止頻段較難同時兼顧。

掃補償是根據原驅動調諧電路另外增加補償修正電路，該電路輸出電壓與原調諧電壓求和，得到新的調諧電壓，對YTF進行驅動。該方法缺點是需要額外增加補償電路，且需要通過實驗擬合出不同掃速下YTF調諧狀態，以確定補償電路的電壓輸出特性，過程繁瑣，且受外界環境等因素影響，實際的YTF調諧特性也會有所變化，補償效果有限，YTF最高調諧速度能到200MHz/ms。

發明內容

為解決上述已有的YTF調諧補償技術的缺點，本發明提出了一種預選器快速跟蹤補償電路及方法，通過分析推導出預選器YTF調諧過程中的階躍響應函數，并根據函數對預選器快速調諧過程中的失真進行補償修正，從而提高預選器的無失真調諧速度。

本發明的技術方案是這樣實現的：

一種預選器快速跟蹤補償電路，包括：

YTF調諧斜率補償電路和YTF調諧偏移補償電路，YTF調諧斜率補償電路輸出的斜率補償電壓耦接到調諧DAC器件的參考電壓端，YTF調諧偏移補償電路輸出的偏移補償電壓耦接到調諧DAC器件的偏移設置端；

調諧DAC器件接收預存的用于YTF調諧的DAC數據，并根據參考電壓端和偏移設置端的電壓對所述調諧DAC數據進行補償，輸出實際需要的調諧驅動電壓。