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      一種提高微波功率探頭靈敏度的電路及方法與流程

      文檔序號:11131948閱讀:647來源:國知局
      一種提高微波功率探頭靈敏度的電路及方法與制造工藝

      本發(fā)明涉及測試技術(shù)領(lǐng)域,特別涉及一種提高微波功率探頭靈敏度的電路,還涉及一種提高微波功率探頭靈敏度的方法。



      背景技術(shù):

      現(xiàn)有的微波功率探頭,采用直流差分運(yùn)放方案,將+、-檢波的直流信號作為差分放大器的輸入端,通過差分放大方式傳輸信號。

      采用直流差分放大的處理方式,其可處理的最小電平僅到±500nV,小于±500nV的直流信號將被噪聲淹沒。

      如何提高微波功率探頭的靈敏度,是目前亟待解決的問題。



      技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:

      為解決上述現(xiàn)有技術(shù)中的不足,本發(fā)明提出一種提高微波功率探頭靈敏度的電路及方法。

      本發(fā)明的技術(shù)方案是這樣實(shí)現(xiàn)的:

      一種提高微波功率探頭靈敏度的電路,包括兩個(gè)帶襯底的場效應(yīng)管,第一場效應(yīng)管漏極接到負(fù)檢波輸出,負(fù)檢波輸出負(fù)的電平值;第二場效應(yīng)管的源極接到正檢波輸出,正檢波輸出正的電平值;

      開關(guān)+信號接到第一場效應(yīng)管的柵極,開關(guān)-信號接到第二場效應(yīng)管的柵極,開關(guān)+信號、開關(guān)-信號為頻率相同、方向相反的方波信號;

      當(dāng)開關(guān)+信號為高電平時(shí),開關(guān)-信號為低電平,此刻第一場效應(yīng)管導(dǎo)通、第二場效應(yīng)管關(guān)閉,交流輸出為負(fù)檢波輸出的負(fù)電壓;當(dāng)開關(guān)+信號為低電平時(shí),開關(guān)-信號為高電平,此刻第二場效應(yīng)管導(dǎo)通、第一場效應(yīng)管關(guān)閉,交流輸出為正檢波輸出的正電壓,負(fù)檢波和正檢波輪流輸出;

      第一場效應(yīng)管的源極與第二場效應(yīng)管的漏極接在一起,將負(fù)檢波和正檢波兩路直流信號轉(zhuǎn)換為一路交流信號;

      第一場效應(yīng)管和第二場效應(yīng)管的襯底接到一負(fù)電壓,該負(fù)電壓低于源極電壓。

      可選地,所述負(fù)檢波通過第一偏置電阻接地,所述正檢波通過第二偏置電阻接地。

      可選地,所述第一偏置電阻和所述第二偏置電阻的阻值為10kΩ。

      可選地,所述負(fù)檢波通過第一濾波電容接地,所述正檢波通過第二濾波電容接地。

      可選地,所述第一濾波電容和第二濾波電容的容值為0.01uF。

      可選地,所述負(fù)檢波與所述開關(guān)-信號之間通過第三電容連接,所述正檢波與所述開關(guān)+信號之間通過第四電容連接,所述開光-信號與所述交流輸出之間通過第五電容連接,第三電容、第四電容、第五電容的容值為pF級。

      可選地,所述第三電容為1pF,所述第四電容為1.8pF,所述第五電容為1pF。

      本發(fā)明還提出了一種提高微波功率探頭靈敏度的方法,將第一場效應(yīng)管漏極接到負(fù)檢波輸出,負(fù)檢波輸出負(fù)的電平值;將第二場效應(yīng)管的源極接到正檢波輸出,正檢波輸出正的電平值;

      開關(guān)+信號接到第一場效應(yīng)管的柵極,開關(guān)-信號接到第二場效應(yīng)管的柵極,開關(guān)+信號、開關(guān)-信號為頻率相同、方向相反的方波信號;

      當(dāng)開關(guān)+信號為高電平時(shí),開關(guān)-信號為低電平,此刻第一場效應(yīng)管導(dǎo)通、第二場效應(yīng)管關(guān)閉,交流輸出為負(fù)檢波輸出的負(fù)電壓;當(dāng)開關(guān)+信號為低電平時(shí),開關(guān)-信號為高電平,此刻第二場效應(yīng)管導(dǎo)通、第一場效應(yīng)管關(guān)閉,交流輸出為正檢波輸出的正電壓,負(fù)檢波和正檢波輪流輸出;

      第一場效應(yīng)管的源極與第二場效應(yīng)管的漏極接在一起,將負(fù)檢波和正檢波兩路直流信號轉(zhuǎn)換為一路交流信號;

      第一場效應(yīng)管和第二場效應(yīng)管的襯底接到低于一負(fù)電壓,該負(fù)電壓低于源極電壓。

      可選地,所述負(fù)檢波通過第一偏置電阻接地,所述正檢波通過第二偏置電阻接地;

      所述負(fù)檢波通過第一濾波電容接地,所述正檢波通過第二濾波電容接地;

      所述負(fù)檢波與所述開關(guān)-信號之間通過第三電容連接,所述正檢波與開關(guān)+信號之間通過第四電容連接,所述開光-信號與所述交流輸出之間通過第五電容連接,第三電容、第四電容、第五電容的容值為pF級。

      可選地,所述第一偏置電阻和所述第二偏置電阻的阻值為10kΩ;

      所述第一濾波電容和第二濾波電容的容值為0.01uF;

      所述第三電容為1pF,所述第四電容為1.8pF,所述第五電容為1pF。

      本發(fā)明的有益效果是:

      相對于直流差分放大的處理方式,本發(fā)明能夠提高微波功率探頭的靈敏度,可分辨出±100nV的小信號。

      附圖說明

      為了更清楚地說明本發(fā)明實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案,下面將對實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹,顯而易見地,下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實(shí)施例,對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講,在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下,還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。

      圖1為本發(fā)明一種提高微波功率探頭靈敏度的電路的電路圖。

      具體實(shí)施方式

      下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖,對本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述,顯然,所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明一部分實(shí)施例,而不是全部的實(shí)施例?;诒景l(fā)明中的實(shí)施例,本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實(shí)施例,都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。

      本發(fā)明提出了一種提高微波功率探頭靈敏度的電路,采用簡單的電路結(jié)構(gòu),將直流信號轉(zhuǎn)換為交流信號,增強(qiáng)信號在傳輸中抵抗噪聲干擾的能力,提高了功率測量靈敏度。本發(fā)明采用將直流轉(zhuǎn)換為交流的處理方法,相對于直流差分運(yùn)放方案,靈敏度提高了5倍

      本發(fā)明提出了一種提高微波功率探頭靈敏度的電路,如圖1所示,包括兩個(gè)帶襯底的場效應(yīng)管V1、V2,為了達(dá)到更好的平衡性,場效應(yīng)管V1、V2選用集成的四DMOSFET模擬開關(guān)陣列中的兩個(gè)。

      第一場效應(yīng)管V1的d端(漏極)接到負(fù)檢波輸出,負(fù)檢波輸出負(fù)的電平值,當(dāng)輸入-70dBm信號,負(fù)檢波為-100nV左右,輸入+20dBm信號,負(fù)檢波為-1.4V左右;第二場效應(yīng)管V2的s端(源極)接到正檢波輸出,正檢波輸出正的電平值,當(dāng)輸入-70dBm信號,正檢波為+100nV左右,輸入+20dBm信號,正檢波為+1.4V左右。

      開關(guān)+信號、開關(guān)-信號分別控制V1、V2的導(dǎo)通或者關(guān)閉,開關(guān)+信號、開關(guān)-信號分別接到V1、V2的g端(柵極),開關(guān)+信號、開關(guān)-信號為頻率相同、方向相反的方波信號,本發(fā)明的一個(gè)具體實(shí)施例中,開關(guān)+信號、開關(guān)-信號是頻率為400Hz、開關(guān)比為1∶1的方波信號。開關(guān)+信號、開關(guān)-信號的高電平為+7V、低電平為-3V,當(dāng)開關(guān)+信號為+7V時(shí),開關(guān)-信號為-3V,此刻第一場效應(yīng)管V1導(dǎo)通、第二場效應(yīng)管V2關(guān)閉,交流輸出為負(fù)檢波輸出的負(fù)電壓;當(dāng)開關(guān)+信號為-3V時(shí),開關(guān)-信號為+7V,此刻第二場效應(yīng)管V2導(dǎo)通、第一場效應(yīng)管V1關(guān)閉,交流輸出為正檢波輸出的正電壓,負(fù)檢波和正檢波輪流輸出。第一場效應(yīng)管V1的s端與第二場效應(yīng)管V2的d端接在一起,將兩路直流信號轉(zhuǎn)換為一路交流信號,交流信號在通道傳輸中具有更強(qiáng)的抗噪聲干擾能力,大大提高信號的靈敏度。

      第一場效應(yīng)管V1、第二場效應(yīng)管V2的b端(襯底)接到負(fù)電壓V-,V-為-3V。場效應(yīng)管作為開關(guān)管,通常將襯底和源極接在一起,但是本發(fā)明中將襯底接到一個(gè)低于源極的固定電平上,其抗噪聲干擾的能力更強(qiáng)。

      負(fù)檢波通過第一偏置電阻R1接地,正檢波通過第二偏置電阻R2接地,R1、R2為檢波輸出的偏置電阻,其阻值為10kΩ。

      負(fù)檢波通過第一濾波電容C1接地,正檢波通過第二濾波電容C2接地,C1、C2為直流檢波信號的濾波電容,其容值為0.01uF。

      負(fù)檢波與開關(guān)-信號之間通過第三電容C3連接,正檢波與開關(guān)+信號之間通過第四電容C4連接,開光-信號與交流輸出之間通過第五電容C5連接,C3、C4、C5的作用是在開關(guān)瞬間抑制沖擊響應(yīng),其容值為pF級,例如:C3為1pF,C4為1.8pF,C5為1pF。

      本發(fā)明還提出了一種提高微波功率探頭靈敏度的方法,該方法的工作原理與上述電路的工作原理相同,這里不再贅述。

      相對于直流差分放大的處理方式,本發(fā)明能夠提高微波功率探頭的靈敏度,可分辨出±100nV的小信號。

      以上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已,并不用以限制本發(fā)明,凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi),所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等,均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。

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