專利名稱：一種射頻信號源的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明是關(guān)于射頻信號技術(shù)處理技術(shù)，特別是關(guān)于一種射頻信號源。
背景技術(shù)：
為了保證射頻信號源輸出幅度的精確度，一般會采用設(shè)計自動增益控制環(huán)(Automatic Gain Control, AGC,又稱為自動電平控制環(huán)(Auto Level Control, ALC))來保證，如圖1所示，在衰減模塊105之前加入ALC模塊104。圖1中的射頻信號源包括:信號振蕩器101、倍頻模塊102、分頻模塊103、ALC模塊104及衰減模塊105。信號振蕩器通過振蕩產(chǎn)生頻率范圍為fl_f2(—般需選擇一個倍頻程的范圍)的信號，而由于最終信號輸出的頻率f3-f4遠超出此頻率范圍，即f3 < fl，f4 > f2，所以射頻信號源中增加了倍頻模塊及分頻模塊。當(dāng)f < fl采用分頻模塊來得到頻率為f的信號，當(dāng)f > f2時，采用倍頻模塊來得到頻率為f的信號。此信號通過ALC模塊來進行調(diào)制以及調(diào)整其輸出幅度的小幅度變化以及變化精度，最后通過衰減模塊來控制信號的最后輸出幅度。然而，隨著射頻信號源頻率的不斷提升，對ALC模塊的要求越來越高，ALC模塊不僅要滿足最小分辨率要求，同時還要具備較大的動態(tài)范圍來進行各種調(diào)制以及調(diào)整由于射頻鏈路引入的頻率響應(yīng)(頻率響應(yīng)指信號的幅度隨頻率變化的關(guān)系，也成為平坦度，通常用土dB表示兩個極值之間的值)。這就對ALC提出了很高的要求。由于射頻信號源采用倍頻模塊和分頻模塊，必然引入大量的諧波分量，為了消除諧波，必然會采用大量的濾波器來進行濾波，以保證頻譜的純度。同時，還要用到大量的開關(guān)，以保證不同濾波器之前的切換。這些都必然會帶來信號隨頻率變化而變化。另外，分頻模塊或者是倍頻模塊的引入，必然會引入了插入損耗，而衰減模塊的引入也同樣會引入插入損耗。而且所引入的這部分損耗通常情況下會隨著頻率的增加逐漸變大。現(xiàn)有技術(shù)中一般采用放大器來彌補這部分損耗，然而放大器的增益也是隨著頻率的增加有所下降，這就會造成在整個頻率范圍上來看，頻率越高，損耗越大，而放大增益越小，無法做到整個頻段上的信號幅度的一致性。使得ALC模塊除了完成調(diào)制功能和精度控制之夕卜，還要彌補這一部分的不足，從而增加ALC模塊的壓力。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供一種射頻信號源，以降低對ALC模塊動態(tài)范圍的要求，節(jié)約設(shè)計和調(diào)試時間。為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供一種射頻信號源，該射頻信號源包括:信號振蕩器、倍頻模塊、分頻模塊、ALC模塊及衰減模塊，該射頻信號源還包括:頻率響應(yīng)控制模塊，所述頻率響應(yīng)控制模塊的信號輸入端連接所述倍頻模塊及分頻模塊的輸出端，所述頻率響應(yīng)控制模塊的信號輸出端連接所述ALC模塊的輸入端；其中，所述的頻率響應(yīng)控制模塊包括:可變衰減模塊，接收 輸入信號，用于將所述輸入信號的幅度調(diào)節(jié)到預(yù)置范圍內(nèi) ’放大器，所述放大器的信號輸入端連接所述可變衰減模塊的輸出端，用于補償可變衰減模塊的插入損耗。進一步地，所述的可變衰減模塊包括:可變衰減器、數(shù)模轉(zhuǎn)換器及FPGA ;所述的FPGA用于根據(jù)所述輸入信號的頻率生成控制信號；所述的數(shù)模轉(zhuǎn)換器連接所述的FPGA及可變衰減器，用于將所述控制信號轉(zhuǎn)換為直流電壓信號；所述的可變衰減器接收輸入信號，并根據(jù)所述數(shù)模轉(zhuǎn)換器輸出的直流電壓信號將所述輸入信號的幅度調(diào)節(jié)到預(yù)置范圍內(nèi)。進一步地，所述的可變衰減器為PIN 二極管，所述PIN 二極管的數(shù)量為多個。進一步地，所述的射頻信號源還包括:第一電感，一端連接所述頻率響應(yīng)控制模塊的信號輸入端；接地電阻，連接所述第一電感的另一端；第二電感，連接在所述數(shù)模轉(zhuǎn)換器與可變衰減器的信號輸出端之間。為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供一種射頻信號源，該射頻信號源包括:信號振蕩器、倍頻模塊、分頻模塊、ALC模塊及衰減模塊，所述的射頻信號源還包括:頻率響應(yīng)控制模塊，所述頻率響應(yīng)控制模塊的信號輸入端連接所述倍頻模塊及分頻模塊的輸出端，所述頻率響應(yīng)控制模塊的信號輸出端連接所述ALC模塊的輸入端；其中，所述的頻率響應(yīng)控制模塊包括:可變增益模塊，接收輸入信號，用于將所述輸入信號的幅度調(diào)節(jié)到預(yù)置范圍內(nèi)；放大器，所述放大器的信號輸入端連接所述可變增益模塊的輸出端，用于補償可變增益模塊的插入損耗。進一步地，所述的可變增益模塊包括:可變增益放大器、數(shù)模轉(zhuǎn)換器及FPGA ;所述的FPGA用于根據(jù)所述輸入信號的頻率生成控制信號；所述的數(shù)模轉(zhuǎn)換器連接所述的FPGA及可變衰減器，用于將所述控制信號轉(zhuǎn)換為直流電壓信號；所述的可變增益放大器接收輸入信號，并根據(jù)所述數(shù)模轉(zhuǎn)換器輸出的直流電壓信號將所述輸入信號的幅度調(diào)節(jié)到預(yù)置范圍內(nèi)。進一步地，所述的射頻信號源還包括:第一電感，一端連接所述頻率響應(yīng)控制模塊的信號輸入端；接地電阻，連接所述第一電感的另一端；第二電感，連接在所述數(shù)模轉(zhuǎn)換器與可變增益放大器的信號輸出端之間。本發(fā)明實施例的有益效果在于:本發(fā)明通過增加頻率響應(yīng)控制模塊，能調(diào)整由于射頻鏈路引入的頻率響應(yīng)問題，大大降低了對ALC模塊動態(tài)范圍的要求，降低了設(shè)計難度，節(jié)約了設(shè)計和調(diào)試時間。


為了更清楚地說明本發(fā)明實施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對實施例或現(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。在附圖中:圖1為現(xiàn)有技術(shù)的射頻信號源示意圖；圖2為本發(fā)明實施例的射頻信號源示意圖；圖3為本發(fā)明實施例頻率響應(yīng)控制模塊的結(jié)構(gòu)框圖；圖4為本發(fā)明實施例可變衰減模塊的結(jié)構(gòu)框圖；圖5為本發(fā)明實施例可變衰減器為PIN 二極管的結(jié)構(gòu)示意圖；圖6為本發(fā)明另一實施例頻率響應(yīng)控制模塊的結(jié)構(gòu)框圖7為本發(fā)明實施例可變增益模塊的結(jié)構(gòu)框圖。
具體實施例方式為使本發(fā)明實施例的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點更加清楚明白，下面結(jié)合附圖對本發(fā)明實施例做進一步詳細說明。在此，本發(fā)明的示意性實施例及其說明用于解釋本發(fā)明，但并不作為對本發(fā)明的限定。實施例1如圖2所示，本實施例提供一種射頻信號源，該的射頻信號源包括:信號振蕩器101、倍頻模塊102、分頻模塊103、ALC模塊104及衰減模塊105，該射頻信號源還包括:頻率響應(yīng)控制模塊201。頻率響應(yīng)控制模塊201在倍頻模塊102和分頻模塊103之后，ALC模塊104之前，即頻率響應(yīng)控制模塊201的信號輸入端連接倍頻模塊102的輸出端及分頻模塊103，頻率響應(yīng)控制模塊201的信號輸出端連接ALC模塊104的輸入端。頻率響應(yīng)控制模塊201主要作用就是調(diào)整不同頻率信號幅度的差異，將頻率不同的輸入信號的幅度調(diào)節(jié)到預(yù)置范圍內(nèi)，預(yù)置的范圍根據(jù)不同的情況可以預(yù)先設(shè)定。如圖3所示，所述的頻率響應(yīng)控制模塊201包括:可變衰減模塊301及放大器302?？勺兯p模塊301接收輸入信號，用于根據(jù)所述信號的頻率變化調(diào)整所述信號的衰減值。放大器202的信號輸入端連接所述可變衰減模塊301的輸出端，用于補償可變衰減模塊301的插入損耗。如圖4所示，可變衰減模塊301包括:可變衰減器401、數(shù)模轉(zhuǎn)換器402及？ 6々403。FPGA403根據(jù)所述輸入信號的頻率生成控制信號，該控制信號為二進制數(shù)字量，該二進制數(shù)字量由輸入信號的頻率決定。數(shù)模轉(zhuǎn)換器402連接所述的FPGA403及可變衰減器401，由FPGA403控制，用于將控制信號轉(zhuǎn)換為直流電壓信號，以控制所述可變衰減器401的電流變化，可變衰減器401接收輸入信號，將輸入信號的幅度調(diào)節(jié)到預(yù)置范圍內(nèi)，并將幅度調(diào)整后的信號輸入到所述放大器202的信號輸入端。如圖5所示，可變衰減器401為PIN 二極管501，并且PIN 二極管501倒置。加正電壓時，PIN 二極管等效為小電阻，PIN 二極管501的電阻比一般PN結(jié)的電阻要低得多，當(dāng)PIN 二極管501作為衰減器時，控制電流連續(xù)變化，允許其電阻為最低值和最高值之間的任一值，從而實現(xiàn)可變的功能。PIN 二極管501的數(shù)量為多個，根據(jù)實際需要，可以調(diào)整PIN管的數(shù)量和DAC的參考電壓，來調(diào)整實際需要控制的動態(tài)范圍。輸入的射頻信號為交流信號，沒有直流分量，而二極管要正常工作，必須要有直流分量，所以必須給PIN 二極管提供一個直流回路，并且該直流回路對交流信號的影響要盡量小。為了實現(xiàn)該目的，如圖5所示,頻率響應(yīng)控制模塊201還可以包括，電感L1、電感L2、接地電阻R1、電容Cl及電容C2。電感L1、電感L2、接地電阻Rl與PIN 二極管501、數(shù)模轉(zhuǎn)換器402及FPGA403組成了直流回路。電感LI的一端連接頻率響應(yīng)控制模塊201的信號輸入端，另一端連接接地電阻。電感L2連接在所述數(shù)模轉(zhuǎn)換器與可變衰減器401的信號輸出端之間。增加電感L1、L2既保證了直流通路，又斷開了直流通路對交流鏈路的影響。實施例2
上述實施例中采用的是可變衰減器401來調(diào)整，實際使用中，也可以將可變衰減器401更換為可變增益放大器來進行設(shè)計，通過調(diào)整可變增益放大器的增益來彌補此頻率響應(yīng)。如圖6所示，圖2中的頻率響應(yīng)控制模塊201包括:可變增益模塊601及放大器302。可變增益模塊601接收輸入信號，用于根據(jù)所述信號的頻率變化調(diào)整所述信號的增益值。放大器302的信號輸入端連接所述可變增益模塊601的輸出端，用于補償可變增益模塊601的插入損耗。如圖7所示，可變增益模塊601包括:可變增益放大器701、數(shù)模轉(zhuǎn)換器402及FPGA403。FPGA403根據(jù)所述輸入信號的頻率生成控制信號，該控制信號為二進制數(shù)字量，該二進制數(shù)字量由輸入信號的頻率決定。數(shù)模轉(zhuǎn)換器402連接所述的FPGA403及可變增益放大器701，由FPGA403控制，用于控制信號轉(zhuǎn)換為直流電壓信號，以控制所述可變增益放大器701的電流變化，可變增益放大器701接收輸入信號，將輸入信號的幅度調(diào)節(jié)到預(yù)置范圍內(nèi)，并將幅度調(diào)整后的信號輸入到所述放大器302的信號輸入端。輸入的射頻信號為交流信號，沒有直流分量，而可變增益放大器701要正常工作，必須要有直流分量，所以必須給可變增益放大器701提供一個直流回路，并且該直流回路對交流信號的影響要盡量小。為了實現(xiàn)該目的，如圖7所示，頻率響應(yīng)控制模塊201還可以包括，電感L1、電感L2、接地電阻R1、電容Cl及電容C2。電感L1、電感L2、接地電阻Rl與可變增益放大器701、數(shù)模轉(zhuǎn)換器402及FPGA403組成了直流回路。電感LI的一端連接頻率響應(yīng)控制模塊201的信號輸入端，另一端連接接地電阻。電感L2連接在所述數(shù)模轉(zhuǎn)換器與可變增益放大器的信號輸出端之間。增加電感L1、L2既保證了直流通路，又斷開了直流通路對交流鏈路的影響。本發(fā)明實施例的有益效果在于:本發(fā)明通過增加頻率響應(yīng)控制模塊，能調(diào)整由于射頻鏈路引入的頻率響應(yīng)問題，大大降低了對ALC模塊動態(tài)范圍的要求，降低了設(shè)計難度，節(jié)約了設(shè)計和調(diào)試時間。以上所述的具體實施例，對本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和有益效果進行了進一步詳細說明，所應(yīng)理解的是，以上所述僅為本發(fā)明的具體實施例而已，并不用于限定本發(fā)明的保護范圍，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所做的任何修改、等同替換、改進等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種射頻信號源，所述的射頻信號源包括:信號振蕩器、倍頻模塊、分頻模塊、ALC模塊及衰減模塊，其特征在于，所述的射頻信號源還包括:頻率響應(yīng)控制模塊，所述頻率響應(yīng)控制模塊的信號輸入端連接所述倍頻模塊及分頻模塊的輸出端，所述頻率響應(yīng)控制模塊的信號輸出端連接所述ALC模塊的輸入端；其中，所述的頻率響應(yīng)控制模塊包括: 可變衰減模塊，接收輸入信號，用于將所述輸入信號的幅度調(diào)節(jié)到預(yù)置范圍內(nèi)； 放大器，所述放大器的信號輸入端連接所述可變衰減模塊的輸出端，用于補償可變衰減模塊的插入損耗。
2.如權(quán)利要求1所述的射頻信號源，其特征在于，所述的可變衰減模塊包括:可變衰減器、數(shù)模轉(zhuǎn)換器及FPGA ； 所述的FPGA用于根據(jù)所述輸入信號的頻率生成控制信號； 所述的數(shù)模轉(zhuǎn)換器連接所述的FPGA及可變衰減器，用于將所述控制信號轉(zhuǎn)換為直流電壓信號； 所述的可變衰減器接收輸入信號，并根據(jù)所述數(shù)模轉(zhuǎn)換器輸出的直流電壓信號將所述輸入信號的幅度調(diào)節(jié)到預(yù)置范圍內(nèi)。
3.如權(quán)利要求2所述的射頻信號源，其特征在于，所述的可變衰減器為PIN二極管。
4.如權(quán)利要求3所述的射頻信號源，其特征在于，所述PIN二極管的數(shù)量為多個。
5.如權(quán)利要求2-4中任一權(quán)利要求所述的射頻信號源，其特征在于，所述的射頻信號源還包括: 第一電感，一端連接所述頻率響應(yīng)控制模塊的信號輸入端； 接地電阻，連接所述第一電感的另一端； 第二電感，連接在所述數(shù)模轉(zhuǎn)換器與可變衰減器的信號輸出端之間。
6.一種射頻信號源，所述的射頻信號源包括:信號振蕩器、倍頻模塊、分頻模塊、ALC模塊及衰減模塊，其特征在于，所述的射頻信號源還包括:頻率響應(yīng)控制模塊，所述頻率響應(yīng)控制模塊的信號輸入端連接所述倍頻模塊及分頻模塊的輸出端，所述頻率響應(yīng)控制模塊的信號輸出端連接所述ALC模塊的輸入端；其中，所述的頻率響應(yīng)控制模塊包括: 可變增益模塊，接收輸入信號，用于將所述輸入信號的幅度調(diào)節(jié)到預(yù)置范圍內(nèi)； 放大器，所述放大器的信號輸入端連接所述可變增益模塊的輸出端，用于補償可變增益模塊的插入損耗。
7.如權(quán)利要求6所述的射頻信號源，其特征在于，所述的可變增益模塊包括:可變增益放大器、數(shù)模轉(zhuǎn)換器及FPGA ; 所述的FPGA用于根據(jù)所述輸入信號的頻率生成控制信號； 所述的數(shù)模轉(zhuǎn)換器連接所述的FPGA及可變衰減器，用于將所述控制信號轉(zhuǎn)換為直流電壓信號； 所述的可變增益放大器接收輸入信號，并根據(jù)所述數(shù)模轉(zhuǎn)換器輸出的直流電壓信號將所述輸入信號的幅度調(diào)節(jié)到預(yù)置范圍內(nèi)。
8.如權(quán)利要求7所述的射頻信號源，其特征在于，所述的射頻信號源還包括: 第一電感，一端連接所述頻率響應(yīng)控制模塊的信號輸入端； 接地電阻，連接所述第一電感的另一端； 第二電感，連接在所述數(shù)模轉(zhuǎn)換器與可變增益放大器的信號輸出端之間。
全文摘要
本發(fā)明提供一種射頻信號源，包括信號振蕩器、倍頻模塊、分頻模塊、ALC模塊及衰減模塊，該射頻信號源還包括頻率響應(yīng)控制模塊，所述頻率響應(yīng)控制模塊的信號輸入端連接所述倍頻模塊及分頻模塊的輸出端，所述頻率響應(yīng)控制模塊的信號輸出端連接所述ALC模塊的輸入端；其中，所述的頻率響應(yīng)控制模塊包括可變衰減模塊，接收輸入信號，用于將所述輸入信號的幅度調(diào)節(jié)到預(yù)置范圍內(nèi)；放大器，所述放大器的信號輸入端連接所述可變衰減模塊的輸出端，用于補償可變衰減模塊的插入損耗。本發(fā)明通過增加頻率響應(yīng)控制模塊，能調(diào)整由于射頻鏈路引入的頻率響應(yīng)問題，大大降低了對ALC動態(tài)范圍的要求，降低了設(shè)計難度，節(jié)約了設(shè)計和調(diào)試時間。
文檔編號H04B1/02GK103178798SQ20111043162
公開日2013年6月26日 申請日期2011年12月21日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月21日
發(fā)明者沈艷梅, 何毅軍, 王悅, 王鐵軍, 李維森 申請人:北京普源精電科技有限公司