[發明專利]一種基于USB的噪聲源及其使用方法

在審

• 申請號: 201811607014.4
• 申請日: 2018-12-27
• 公開（公告）號: CN109709410A
• 公開（公告）日: 2019-05-03
• 發明（設計）人: 鄭利穎;李文軍;梁勝利;宋青娥;薛龍;魏連成;劉森
• 申請（專利權）人: 中電科儀器儀表有限公司
• 主分類號: G01R29/26
• 分類號: G01R29/26
• 代理公司: 青島智地領創專利代理有限公司 37252
• 代理人: 林琪超

本發明提供了一種基于USB的噪聲源及其使用方法，噪聲源包括外殼，外殼的一端設置有USB接口，在外殼內設置有電源管理單元、數字控制單元和噪聲發生微波組件，電源管理單元包括電源轉換器，電源轉換器電連接有電流調整器。數字控制單元包括USB控制器、IO控制處理核、數字溫度傳感器和EEPROM存儲器。USB接口的即插即用連接方式靈活、簡捷，使得不需要額外的專用接口即可實現噪聲源與儀器的連接，提高系統搭建速度，有效解決無專用接口支持的系統下噪聲源的驅動和使用，節省測量系統建立時間，拓展噪聲源的適用范圍。噪聲源內部校準數據自動校驗與上傳，減少人為誤差的機會；內部實時溫度監測和自動誤差修正，減小噪聲系數測量的不確定度，提高測量精度。

技術領域

本發明涉及噪聲源領域，具體涉及一種基于USB的噪聲源及其使用方法。

背景技術

噪聲系數是表征接收機及其組成部件在有熱噪聲存在的情況下處理微弱信號的能力的關鍵參數之一，表示信號通過一個器件或設備時信噪比的降低程度。隨著現代電子技術的快速發展，噪聲系數測量在雷達、通信、低噪聲接收系統、微波制造等領域應用更加廣泛和重要。噪聲系數的快速、準確測量不僅可以提高設計的性能指標，縮短新設計的驗證研制周期，也能夠大大提高產品的生產檢測與計量效率。

噪聲源是基于Y因子法噪聲系數測試系統中的一個重要的組成部分，它為被測件(DUT)提供準確、穩定的噪聲激勵信號。無論噪聲系數的校準還是測量過程，都需要連接一個已經校準過超噪比(ENR)的噪聲源，在某些測試情況下，甚至還需要多個噪聲源多次連接才可實現完整的噪聲系數測量。噪聲源的正確、快速、穩定連接與測試，直接關系著最終噪聲測試的速度與測量準確度。

現有的噪聲源根據接口形式可分為普通噪聲源和智能噪聲源兩種類型。普通噪聲源需外部提供一個28V的驅動電壓，使用BNC電纜連接噪聲源和測試儀器，控制噪聲源的開和關。智能噪聲源除了需要外部提供驅動電壓外，還有一個專用的復合I2C總線接口形式，進行噪聲系數測試時也必須使用一根專用多芯驅動電纜與儀器連接使用，通過I2C總線實現智能噪聲源開/關的控制。而無論使用哪種噪聲源，同時連接的測量儀器都必須具有這兩種專用接口支持。這些條件很大程度地制約了噪聲源的使用。在沒有專用儀器搭建的系統中，為了實現噪聲系數測試則需要額外的電源與接口的軟/硬件支持，不僅增大了用戶的測試成本，還增加了用戶測試系統建立周期和系統復雜度。

此外，若測量儀器上的I2C總線設備不止一個，當兩個或多個I2C總線設備都具有高頻次實時監測和信息交換時，容易引起總線設備控制沖突，造成錯誤測量，從而降低噪聲系數測量的穩定性。

發明內容

針對現有技術中存在的缺點，本發明的第一目的是提供了一種基于USB的噪聲源，擴展了測試中噪聲源連接接口的通用性和可連接儀器的多樣性，提高測試速度、測量精度和測量穩定度。

本發明采用以下的技術方案：

一種基于USB的噪聲源，包括外殼，外殼的一端設置有USB接口，在外殼內設置有電源管理單元、數字控制單元和噪聲發生微波組件，電源管理單元包括電源轉換器，電源轉換器電連接有電流調整器；

所述數字控制單元包括USB控制器、IO控制處理核、數字溫度傳感器和EEPROM存儲器，USB控制器與IO控制處理核電連接，IO控制處理核通過內部數據總線分別與數字溫度控制器和EEPROM存儲器電連接；

所述IO控制處理核通過數模轉換器與電流調整器電連接，電流調整器與噪聲發生微波組件相連；

所述電源轉換器和USB控制器均與USB接口相連。

優選地，所述噪聲發生微波組件包括噪聲管，噪聲管連接有隔直模塊，隔直模塊連接有衰減器。

優選地，所述IO控制處理核是基于復雜可編程邏輯器件設計的，IO控制處理核包括噪聲源校準超噪比信息校驗、內部溫度監測與采集和溫度變化同步觸發功能。