[發明專利]一種數控衰減電路及其調節方法

在審

• 申請號: 201910387366.1
• 申請日: 2019-05-10
• 公開（公告）號: CN109995344A
• 公開（公告）日: 2019-07-09
• 發明（設計）人: 柯有強;陶慶肖;王紹雷;程鯤;聶楊;宋文生;馬祖其;黃敏
• 申請（專利權）人: 中國電子科技集團公司第三十四研究所
• 主分類號: H03H11/24
• 分類號: H03H11/24
• 代理公司: 桂林市持衡專利商標事務所有限公司 45107
• 代理人: 歐陽波

本發明為一種數控衰減電路及其調節方法。本數控衰減電路的主衰減電路為串聯的第一、第二主衰減器，還有包括多個三極管和電阻的第一和第二衰減微調電路，各三極管的基極經電阻與譯碼控制電路連接，集電極經微調電阻連接第一或第二主衰減器的模擬信號輸出端。選擇適合微調電阻對電路的衰減值微調，提高衰減步進的精度。本數控衰減電路的調節方法為主衰減電路的輸出端接矢量網絡分析儀，先斷開衰減微調電路，檢測此時衰減量，得主衰減電路的衰減誤差，計算為補充此誤差所需的衰減微調電路的微調電阻值。本發明提高2塊芯片串接的衰減器的步進衰減精度，達到0.2dB。且雙芯片和衰減微調電路網絡的復合設計，易于實現，易于調節。

技術領域

本發明涉及模擬信號的幅度調節技術，具體為一種數控衰減電路及其調節方法。

背景技術

自然界原始存在的信號都是模擬信號，如聲音、圖像、亮度、無線電波等，這些模擬信號在無線電用戶使用時大部分需要改變其幅度。低、中頻模擬信號的幅度控制領域，常見應用對象包括短波無線電信號、雷達中頻信號以及其他低、中頻段的模擬信號。這些信號在應用時均要求進行幅度大小的調節，滿足其后電路的信號接口要求。

模擬信號的幅度調節主要分為機械調節和電子調節兩種方式。機械調節方式是通過機械力作用在可變電阻器上，改變可變電阻器在電路中分壓比實現信號幅度改變，例如旋轉收錄音機的音量旋鈕改變輸出音樂聲音大小。電子調節方式是利用電信號控制電路中電子元件參數改變信號幅度大小。電子調節方式又分為模擬控制方式和數字控制方式。模擬控制方式的控制信號為模擬電信號，模擬電信號電壓是連續變化的，模擬衰減器的衰減值也是連續變化的。數控方式則是利用“0”和“1”兩種數字電平控制衰減器衰減量，衰減量是離散的不連續的，數控方式為遙控提供極大便利。

目前常用的數控衰減器按控制數據位數進行分類，主要有1～6bit，數控衰減器的衰減步進數量為2¹～2⁶；按衰減步進(dB)大小進行分類，常用的有0.125、0.25、0.5、1.0、2.0、3.0、6.0等；按數控衰減范圍(dB)進行分類，常用的有0～3、0～6、...0～31.5等。

當前市場上的數控衰減器器件主要有兩類，一類為幅度衰減步進小(0.125dB)精度高(0.1dB)，但總衰減范圍?。涣硪活悶樗p步進大(如3dB)精度低(0.5dB)，但總衰減范圍大。

目前市場上數控衰減器單芯片器件數控幅度衰減范圍大的有0～-31.5dB，衰減步進為0.25dB(或0.5dB)；多芯片組合產品(兩片衰減量為0～-31.5dB的衰減芯片串接)幅度衰減范圍達0～-63dB，衰減步進為0.25dB。對這些產品進行測量發現，在0～-63dB衰減范圍內，并不能保證每個步進衰減精度都達到0.25dB。在衰減量較小時衰減精度能滿足指標要求，但在衰減量大時衰減精度變得很差，衰減誤差最大達0.6dB，主要原因是電路噪聲等影響。通常數控衰減器標稱信號輸入幅度為0dBm，在衰減量大時(如-60dB)信號經衰減后輸出幅度太小(-60dBm)，信號受到電路噪聲干擾和信號串擾的影響很明顯，電路噪聲和信號串擾疊加在輸出的小信號上，造成輸出信號精度不高，衰減精度差達不到標稱的0.25dB。目前，衰減范圍0～-31.5dB的6bit衰減器，衰減步進0.5dB，衰減精度標稱0.1dB，實測僅0.1dB～0.3dB，幅度衰減越大衰減精度越差。用2個0～-31.5dB衰減范圍的數控衰減器串接得到的衰減范圍0～-63dB、衰減步進0.5dB的衰減模塊，衰減精度由于二級衰減器的誤差疊加，實測衰減精度僅為0.1dB～0.65dB，不能在整個衰減范圍(0～-63dB)內達到0.25dB精度要求，即使采用衰減精度標稱達0.1dB的芯片也難以滿足精度要求。為了提高衰減精度，需要另外增加衰減微調電路對該衰減電路進行修正。