本發(fā)明涉及信號測試、測量技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種具有雙環(huán)ALC電路的測量裝置。

背景技術(shù)：

射頻信號源是測量、測試領(lǐng)域中一種常見的設(shè)備。射頻信號源主要作用是產(chǎn)生一定頻率范圍和幅度范圍的射頻信號，作為待測器件的激勵(lì)或參考。也能輸出各種調(diào)制信號，如FM(Frequency Modulation，調(diào)頻)、AM(Aplitude Modulation，調(diào)幅)、PM(Phase Modulation，調(diào)相)、IQ、Pulse(脈沖)等，為通訊設(shè)備的調(diào)試提供基礎(chǔ)。射頻信號源輸出信號的幅度精確度、鎖定時(shí)間和穩(wěn)定度是射頻信號源的重要指標(biāo)之一，而這些指標(biāo)一般是由ALC電路(Automatic Level Control，自動(dòng)電平控制電路)來實(shí)現(xiàn)。此外，輸出信號相位噪聲和雜散也是射頻信號源的重要指標(biāo)，ALC環(huán)路中的噪聲(或抖動(dòng))也可能會(huì)影響到此性能。設(shè)備輸出信號幅度也需要能夠適當(dāng)調(diào)節(jié)，信號源內(nèi)部信號幅度也會(huì)在一定范圍內(nèi)變化。ALC能夠鎖定的范圍及最小分辨率也是ALC性能的重要組成部分。

大多數(shù)ALC由一個(gè)完整的環(huán)路組成，主要有“檢測”、“比較”和“調(diào)節(jié)”3個(gè)模塊。正常工作時(shí)(ALC on)，其實(shí)時(shí)檢測輸出信號幅度，將檢測到的結(jié)果與設(shè)定的幅度值進(jìn)行比較，根據(jù)比較結(jié)果動(dòng)態(tài)調(diào)節(jié)環(huán)路的衰減量(或增益)，直至輸出信號幅度與設(shè)定值相等。ALC環(huán)路中的噪聲(或抖動(dòng))會(huì)使“調(diào)節(jié)”模塊輸出衰減量在一定范圍內(nèi)抖動(dòng)，此抖動(dòng)會(huì)以噪聲或雜散的形式疊加到輸入信號上，使最終輸出信號的相位噪聲或雜散發(fā)生一定變化。

ALC環(huán)路有模擬和數(shù)字兩種實(shí)現(xiàn)方式，模擬ALC環(huán)路速度快、噪聲低但控制不夠智能；數(shù)字ALC環(huán)路可操作性和功能擴(kuò)展能力較強(qiáng)，但其噪聲較高其運(yùn)行速度偏低(鎖定時(shí)間偏長)。

專利CN201020696938.9介紹了一種模擬和數(shù)字相結(jié)合的雙環(huán)ALC系統(tǒng)，在模 擬ALC環(huán)“檢波”和“比較”模塊之間增加了數(shù)字調(diào)節(jié)電路，以期望同時(shí)利用模擬ALC環(huán)和數(shù)字ALC環(huán)的優(yōu)點(diǎn)。其主要設(shè)計(jì)為在模擬ALC環(huán)正常工作的同時(shí)，將“檢波”模塊(電平檢測電路)輸出轉(zhuǎn)變?yōu)閿?shù)字量，并根據(jù)此參數(shù)調(diào)節(jié)“比較”模塊的參考電壓。此方案以模擬ALC為主體，增加了根據(jù)檢波電壓調(diào)節(jié)參考電壓的能力。

對大多數(shù)模擬ALC環(huán)而言，可以選用噪聲足夠低的模擬器件，使ALC引入的近旁噪聲或雜散足夠小，基本不影響輸出信號性能。對數(shù)字ALC而言，受數(shù)模轉(zhuǎn)換DAC分辨率的限制，“調(diào)節(jié)”模塊的抖動(dòng)會(huì)比較大，此抖動(dòng)頻率與ALC環(huán)路的帶寬相關(guān)，且難以使用濾波器的方式消除，解決此問題最直接的方法是提高DAC分辨率，將抖動(dòng)的幅度降低到可接受的范圍內(nèi)。對大多數(shù)ALC而言，環(huán)路的鎖定時(shí)間是另一個(gè)重要的指標(biāo)，ADC和DAC的更新速度會(huì)直接影響到環(huán)路的鎖定時(shí)間。較短的鎖定時(shí)間需要較快的更新速度，但更新速度快和分辨率高的DAC成本較高，且能夠滿足信號源ALC可調(diào)范圍和精度需求的高速DAC難以尋找；使用多個(gè)高速DAC級聯(lián)的方式可以增加分辨率，但是會(huì)增加額外成本，且可能存在控制信號不同步引起的切換點(diǎn)抖動(dòng)問題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明實(shí)施例提供了一種具有雙環(huán)ALC電路的測量裝置，可以滿足信號源ALC大可調(diào)范圍、高分辨率及低抖動(dòng)的需求。

雙環(huán)ALC電路包括第一ALC電路和第二ALC電路；其中，第一ALC電路包括第一可調(diào)射頻衰減器、功率分配器102、檢波器103、模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊104、數(shù)字芯片105和第一數(shù)模轉(zhuǎn)換模塊106；第二ALC電路包括功率分配器102、檢波器103、模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊104、數(shù)字芯片105、第二可調(diào)射頻衰減器和第二數(shù)模轉(zhuǎn)換模塊108；

所述第二可調(diào)射頻衰減器的輸入端作為雙環(huán)ALC電路的輸入端，第二可調(diào)射頻衰減器的輸出端與第一可調(diào)射頻衰減器的輸入端連接，用于對輸入射頻信號1A的幅度進(jìn)行衰減；

所述第一可調(diào)射頻衰減器的輸出端與功率分配器102的輸入端連接，用于對輸入射頻信號1A的幅度進(jìn)行進(jìn)一步衰減；

所述功率分配器102將經(jīng)過兩次幅度衰變后的輸入射頻信號1A分成第一輸出射頻信號1B和第二輸出射頻信號；功率分配器102的第一輸出端作為雙環(huán)ALC電路 的輸出端，用于輸出第一輸出射頻信號1B；功率分配器102的第二輸出端與檢波器103的輸入端連接，用于將第二輸出射頻信號輸出給檢波器103；

所述檢波器103的輸出端與模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊104的輸入端連接，用于對第二輸出射頻信號進(jìn)行檢波，獲得檢波電壓；

所述模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊104的輸出端與數(shù)字芯片105的輸入端連接，用于將檢波電壓進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換，獲得數(shù)字化的檢波電壓；

所述數(shù)字芯片105的第一輸出端與第一數(shù)模轉(zhuǎn)換模塊106的輸入端連接，第二輸出端與第二數(shù)模轉(zhuǎn)換模塊108的輸入端連接；

所述數(shù)字芯片105用于根據(jù)數(shù)字化的檢波電壓確定可調(diào)射頻衰減器的控制電壓，當(dāng)確定為第一可調(diào)射頻衰減器的控制電壓時(shí)，第一ALC電路工作；當(dāng)確定為第二可調(diào)射頻衰減器的控制電壓時(shí)，第二ALC電路工作；

所述第一數(shù)模轉(zhuǎn)換模塊106的輸出端與所述第一可調(diào)射頻衰減器的調(diào)節(jié)端連接，用于將第一可調(diào)射頻衰減器的控制電壓進(jìn)行數(shù)模轉(zhuǎn)換；

所述第二數(shù)模轉(zhuǎn)換模塊108的輸出端與所述第二可調(diào)射頻衰減器的調(diào)節(jié)端連接，用于將第二可調(diào)射頻衰減器的控制電壓進(jìn)行數(shù)模轉(zhuǎn)換。

在一個(gè)實(shí)施例中，所述數(shù)字芯片105包括比較模塊201、誤差判斷模塊202、第一比較積分器203和第二比較積分器205；

所述比較模塊201的輸入端作為數(shù)字芯片105的輸入端，比較模塊201的輸出端與誤差判斷模塊202的輸入端連接，用于將數(shù)字化的檢波電壓與參考電壓進(jìn)行比較，獲得當(dāng)前誤差電壓；

所述誤差判斷模塊202的第一輸出端與第一比較積分器203的輸入端連接，誤差判斷模塊202的第二輸出端與第二比較積分器205的輸入端連接，用于對當(dāng)前誤差電壓的大小進(jìn)行判斷，若當(dāng)前誤差電壓大于預(yù)設(shè)的誤差值時(shí)，將當(dāng)前誤差電壓輸出給第一比較積分器203；若當(dāng)前誤差電壓小于預(yù)設(shè)的誤差值時(shí)，將當(dāng)前誤差電壓輸出給第二比較積分器205；

所述第一比較積分器203的輸出端作為所述數(shù)字芯片105的第一輸出端，用于對當(dāng)前誤差電壓進(jìn)行積分；

所述第二比較積分器205的輸出端作為所述數(shù)字芯片105的第二輸出端，用于對當(dāng)前誤差電壓進(jìn)行積分。

在一個(gè)實(shí)施例中，所述數(shù)字芯片105還包括零點(diǎn)模塊301和第一對數(shù)放大器302；

所述零點(diǎn)模塊301的輸入端作為數(shù)字芯片105的輸入端，所述零點(diǎn)模塊301的輸出端與第一對數(shù)放大器302的輸入端連接，用于對數(shù)字化的檢波電壓的零點(diǎn)進(jìn)行校準(zhǔn)；

所述第一對數(shù)放大器302的輸出端與比較模塊201的輸入端連接，用于對零點(diǎn)校準(zhǔn)后的數(shù)字化的檢波電壓進(jìn)行對數(shù)放大。

在一個(gè)實(shí)施例中，所述數(shù)字芯片105還包括零點(diǎn)模塊301、線性度補(bǔ)償模塊402、采樣濾波模塊403和開平方模塊404；

所述零點(diǎn)模塊301的輸入端作為數(shù)字芯片105的輸入端，所述零點(diǎn)模塊301的輸出端與線性度補(bǔ)償模塊402的輸入端連接，用于對數(shù)字化的檢波電壓的零點(diǎn)進(jìn)行校準(zhǔn)；

所述線性度補(bǔ)償模塊402的輸出端與采樣濾波模塊403的輸入端連接，用于對零點(diǎn)校準(zhǔn)后的數(shù)字化的檢波電壓的非線性進(jìn)行補(bǔ)償；

所述采樣濾波模塊403的輸出端與開平方模塊404的輸入端連接，用于對進(jìn)行非線性補(bǔ)償后的數(shù)字化的檢波電壓進(jìn)行過采樣；

所述開平方模塊404的輸出端與比較模塊201的輸入端連接，用于將過采樣后的檢波電壓由功率幅度還原為電壓幅度。

在一個(gè)實(shí)施例中，所述第一比較積分器203和第二比較積分器205均包括放大器和累加器；

所述放大器的輸入端與誤差判斷模塊202的輸出端連接，用于將當(dāng)前誤差電壓進(jìn)行放大；

所述累加器的輸入端與放大器的輸出端連接，所述累加器的輸出端作為所述數(shù)字芯片105的輸出端，用于對放大后的當(dāng)前誤差電壓進(jìn)行累加，獲得最終誤差電壓。

在一個(gè)實(shí)施例中，所述數(shù)字芯片105還包括第一處理模塊204和第二處理模塊206；

所述第一處理模塊204的輸入端與第一比較積分器203的輸出端連接，所述第一處理模塊204的輸出端作為所述數(shù)字芯片的第一輸出端，用于對經(jīng)過第一比較積分器203積分后的最終誤差電壓進(jìn)行相應(yīng)的處理；

所述第二處理模塊206的輸入端與第二比較積分器205的輸出端連接，所述第二 處理模塊206的輸出端作為所述數(shù)字芯片的第二輸出端，用于對經(jīng)過第二比較積分器205積分后的最終誤差電壓進(jìn)行相應(yīng)的處理。

在一個(gè)實(shí)施例中，所述第一處理模塊204包括第一開關(guān)308、誤差電壓模塊309、預(yù)置電壓模塊310、第一加法器和電壓轉(zhuǎn)換模塊311；

當(dāng)ALC電路正常工作時(shí)，所述第一開關(guān)308閉合；當(dāng)ALC電路開環(huán)工作時(shí)，所述第一開關(guān)308打開；

所述誤差電壓模塊309用于存儲(chǔ)預(yù)置的誤差電壓或經(jīng)過第一比較積分器203積分后的最終誤差電壓；

所述預(yù)置電壓模塊310用于存儲(chǔ)預(yù)置電壓；

所述第一加法器用于將最終誤差電壓和預(yù)置電壓相加，獲得第一可調(diào)射頻衰減器的控制電壓；

所述電壓轉(zhuǎn)換模塊311的輸入端與加法器的輸出端連接，用于修正第一可調(diào)射頻衰減器的衰減量與控制電壓間的非線性。

在一個(gè)實(shí)施例中，所述第一處理模塊204還包括第二對數(shù)放大器413；

所述第二對數(shù)放大器413的輸入端與第一加法器的輸出端連接，所述第二對數(shù)放大器413的輸出端與所述電壓轉(zhuǎn)換模塊311的輸入端連接，用于對第一可調(diào)射頻衰減器的控制電壓進(jìn)行對數(shù)放大。

在一個(gè)實(shí)施例中，所述第二處理模塊206包括第二開關(guān)314、第二加法器和可選開關(guān)317；

經(jīng)過第一比較積分器203積分后的誤差電壓通過第二開關(guān)314與測試電壓315相加后作為可選開關(guān)317的輸入；當(dāng)雙環(huán)ALC正常運(yùn)行時(shí)，可選開關(guān)317與第二ALC電路接通，輸出第二可調(diào)射頻衰減器的控制電壓；當(dāng)AM打開時(shí)，第二可調(diào)射頻衰減器用于實(shí)現(xiàn)AM調(diào)制。

在一個(gè)實(shí)施例中，所述比較模塊201采用減法器。

在本發(fā)明實(shí)施例中，在數(shù)字芯片內(nèi)部構(gòu)建了兩套積分模塊，形成了兩個(gè)ALC電路：第一ALC電路和第二數(shù)字ALC電路，第一ALC電路使用第一可調(diào)射頻衰減器對輸出信號幅度進(jìn)行初步調(diào)節(jié)，使輸出信號幅度誤差保持在較小的范圍內(nèi)；第二數(shù)字ALC環(huán)路使用第二可調(diào)射頻衰減器對輸出信號的剩余幅度進(jìn)行進(jìn)一步的修正，實(shí)現(xiàn)較低的誤差抖動(dòng)，滿足信號源ALC大可調(diào)范圍、高分辨率及低抖動(dòng)的需求。

附圖說明

此處所說明的附圖用來提供對本發(fā)明的進(jìn)一步理解，構(gòu)成本申請的一部分，并不構(gòu)成對本發(fā)明的限定。在附圖中：

圖1是本發(fā)明實(shí)施例提供的一種具有雙環(huán)ALC電路的測量裝置結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是本發(fā)明實(shí)施例提供的一種數(shù)字芯片內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3是本發(fā)明實(shí)施例提供的一種對數(shù)模式雙環(huán)ALC數(shù)字芯片內(nèi)部硬件連接圖；

圖4是本發(fā)明實(shí)施例提供的一種線性模式雙環(huán)ALC數(shù)字芯片內(nèi)部硬件連接圖。

具體實(shí)施方式

為使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，下面結(jié)合實(shí)施方式和附圖，對本發(fā)明做進(jìn)一步詳細(xì)說明。在此，本發(fā)明的示意性實(shí)施方式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。

射頻信號源中，大多需要實(shí)現(xiàn)AM功能。AM可以獨(dú)立于ALC使用另外的衰減器和控制單元實(shí)現(xiàn)，以增加控制靈活性和提升AM和ALC性能。一般的，AM關(guān)閉時(shí)AM衰減器處于空閑狀態(tài)。此時(shí)，可以利用AM衰減器衰減量變化緩慢的特性，構(gòu)建雙環(huán)數(shù)字ALC，提升設(shè)備衰減量分辨率，等效提升ALC的DAC分辨率。

針對數(shù)字ALC對DAC更新率和分辨率要求高的問題，結(jié)合射頻信號源的特點(diǎn)，本發(fā)明提出了一種雙環(huán)ALC電路的測量裝置。此方案使用了兩個(gè)獨(dú)立的衰減器構(gòu)建了兩個(gè)ALC環(huán)，其中一個(gè)衰減器的可調(diào)范圍較大，用以滿足ALC可調(diào)范圍的需求；另外一個(gè)衰減器的可調(diào)衰減量分辨率較高，用于滿足ALC高分辨率及低抖動(dòng)的需求。

圖1是本發(fā)明實(shí)施例提供的一種具有雙環(huán)ALC電路的測量裝置結(jié)構(gòu)示意圖，如圖1所示，雙環(huán)ALC電路包括第一ALC電路和第二ALC電路；其中，第一ALC電路包括第一可調(diào)射頻衰減器101、功率分配器102、檢波器103、模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊104、數(shù)字芯片105和第一數(shù)模轉(zhuǎn)換模塊106；第二ALC電路包括功率分配器102、檢波器103、模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊104、數(shù)字芯片105、第二可調(diào)射頻衰減器107和第二數(shù)模轉(zhuǎn)換模塊108。

其中，所述第二可調(diào)射頻衰減器107的輸入端作為雙環(huán)ALC電路的輸入端，第二可調(diào)射頻衰減器107的輸出端與第一可調(diào)射頻衰減器101的輸入端連接，用于對輸 入射頻信號1A的幅度進(jìn)行衰減；

所述第一可調(diào)射頻衰減器101的輸出端與功率分配器102的輸入端連接，用于對輸入射頻信號1A的幅度進(jìn)行進(jìn)一步衰減；

所述功率分配器102將經(jīng)過兩次幅度衰變后的輸入射頻信號1A分成第一輸出射頻信號1B和第二輸出射頻信號；功率分配器102的第一輸出端作為雙環(huán)ALC電路的輸出端，用于輸出第一輸出射頻信號1B；功率分配器102的第二輸出端與檢波器103的輸入端連接，用于將第二輸出射頻信號輸出給檢波器103；

所述檢波器103的輸出端與模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊104的輸入端連接，用于對第二輸出射頻信號進(jìn)行檢波，獲得檢波電壓；

所述模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊104的輸出端與數(shù)字芯片105的輸入端連接，用于將檢波電壓進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換，獲得數(shù)字化的檢波電壓；

所述數(shù)字芯片105的第一輸出端與第一數(shù)模轉(zhuǎn)換模塊106的輸入端連接，第二輸出端與第二數(shù)模轉(zhuǎn)換模塊108的輸入端連接；

所述數(shù)字芯片105用于根據(jù)數(shù)字化的檢波電壓確定可調(diào)射頻衰減器的控制電壓，當(dāng)確定為第一可調(diào)射頻衰減器101的控制電壓時(shí)，第一ALC電路工作；當(dāng)確定為第二可調(diào)射頻衰減器107的控制電壓時(shí)，第二ALC電路工作；

所述第一數(shù)模轉(zhuǎn)換模塊106的輸出端與所述第一可調(diào)射頻衰減器101的調(diào)節(jié)端連接，用于將第一可調(diào)射頻衰減器101的控制電壓進(jìn)行數(shù)模轉(zhuǎn)換；

所述第二數(shù)模轉(zhuǎn)換模塊108的輸出端與所述第二可調(diào)射頻衰減器107的調(diào)節(jié)端連接，用于將第二可調(diào)射頻衰減器107的控制電壓進(jìn)行數(shù)模轉(zhuǎn)換。

具體的，也可以是第一可調(diào)射頻衰減器107和第二可調(diào)射頻衰減器101，就是說第一可調(diào)射頻衰減器和第二可調(diào)射頻衰減器的位置是可以互換的，這樣不影響雙環(huán)ALC電路工作。

具體實(shí)施時(shí)，雙環(huán)ALC電路的工作原理如下：

輸入射頻信號1A依次經(jīng)過兩個(gè)可調(diào)射頻衰減器107和101和功率分配器102后輸出射頻信號1B。其中功率分配器102將一小部分射頻信號分配至檢波器103，用以提取輸出射頻信號1B的幅度信息。檢波器103輸出信號經(jīng)過ADC104數(shù)字化后進(jìn)入數(shù)字芯片105，數(shù)字芯片計(jì)算出兩個(gè)衰減器的控制電壓1D和1E，分別經(jīng)過DAC106和108輸出后控制對應(yīng)的可調(diào)射頻衰減器101和107。其中可調(diào)射頻衰減器101的可 調(diào)衰減量范圍較大，但最小步進(jìn)也偏大；可調(diào)射頻衰減器107的可調(diào)范圍較小，但最小步進(jìn)也比較小。兩個(gè)可調(diào)射頻衰減器可以是不同結(jié)構(gòu)或類型的衰減器，也可以是結(jié)構(gòu)相同但工作點(diǎn)不同的衰減器。

圖2是本發(fā)明實(shí)施例提供的一種數(shù)字芯片內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖，如圖2所示，所述數(shù)字芯片105包括比較模塊201、誤差判斷模塊202、第一比較積分器203、第二比較積分器205、第一處理模塊204和第二處理模塊206；

其中，比較模塊201的輸入端作為數(shù)字芯片105的輸入端，比較模塊201的輸出端與誤差判斷模塊202的輸入端連接；誤差判斷模塊202的第一輸出端與第一比較積分器203的輸入端連接，誤差判斷模塊202的第二輸出端與第二比較積分器205的輸入端連接；第一處理模塊204的輸入端與第一比較積分器203的輸出端連接，第一處理模塊204的輸出端作為所述數(shù)字芯片的第一輸出端，第二處理模塊206的輸入端與第二比較積分器205的輸出端連接，第二處理模塊206的輸出端作為所述數(shù)字芯片的第二輸出端。

數(shù)字芯片的工作原理是：

數(shù)字化的檢波電壓通過比較模塊201與設(shè)定的參考DAC進(jìn)行比較，獲得誤差電壓；誤差判斷模塊202對當(dāng)前誤差電壓進(jìn)行判斷，較大的當(dāng)前誤差進(jìn)入第一比較積分器203中進(jìn)行累加，積分輸出經(jīng)過第一處理模塊204進(jìn)行非線性補(bǔ)償?shù)绕渌幚砗筝敵?，控制第一可調(diào)射頻衰減器101；較小的當(dāng)前誤差進(jìn)入另外第二比較積分器205中進(jìn)行累加，積分輸出經(jīng)過第二處理模塊206進(jìn)行非線性補(bǔ)償?shù)绕渌幚砗筝敵?，控制第二可調(diào)射頻衰減器107。

誤差判斷模塊202可以實(shí)時(shí)的將當(dāng)前誤差分為兩路輸出，也可以根據(jù)檢測到的誤差規(guī)律，將某些時(shí)間范圍內(nèi)的全部誤差送入特定通道。較大的當(dāng)前誤差和較小的當(dāng)前誤差是根據(jù)實(shí)際情況來確定的。

第一處理模塊204和第二處理模塊206與具體的電路有關(guān)，實(shí)際當(dāng)中可以沒有這兩個(gè)模塊。此時(shí)，第一比較積分器203的輸出端作為所述數(shù)字芯片105的第一輸出端；第二比較積分器205的輸出端作為所述數(shù)字芯片105的第二輸出端。

具體實(shí)施時(shí)，此雙環(huán)ALC使用兩個(gè)可調(diào)衰減器，在數(shù)字芯片內(nèi)部構(gòu)建了兩套積分模塊，形成了兩個(gè)ALC環(huán)路。其中一個(gè)ALC環(huán)(粗調(diào)ALC環(huán))使用可調(diào)范圍大、可調(diào)精度較低的第一可調(diào)射頻衰減器101，對輸出信號幅度進(jìn)行初步調(diào)節(jié)，使輸出信 號幅度誤差保持在較小的范圍內(nèi)。另外一個(gè)ALC環(huán)路(細(xì)調(diào)ALC環(huán))使用調(diào)節(jié)范圍小、分辨率高的第二可調(diào)射頻衰減器107，對剩余的幅度誤差進(jìn)行進(jìn)一步修正，實(shí)現(xiàn)較低的誤差抖動(dòng)。兩個(gè)ALC環(huán)路可以同時(shí)運(yùn)行，也可以根據(jù)誤差電壓分布情況分時(shí)間段運(yùn)行。當(dāng)ALC剛開始運(yùn)行或失鎖以后，輸出信號幅度與設(shè)定值偏差較大，此時(shí)主要是粗調(diào)ALC環(huán)運(yùn)行。當(dāng)幅度誤差小于一定程度的時(shí)候，會(huì)出現(xiàn)小于判斷條件的小誤差，此時(shí)細(xì)調(diào)ALC環(huán)開始運(yùn)行。當(dāng)幅度誤差比較小的時(shí)候，檢測到的誤差基本進(jìn)入了細(xì)調(diào)ALC環(huán)，粗調(diào)ALC環(huán)的輸出電壓可能較長時(shí)間保持不變。也可以設(shè)定誤差判斷模式，使兩個(gè)ALC環(huán)中一個(gè)環(huán)路工作時(shí)另外一個(gè)環(huán)路的輸出保持不變。雙環(huán)同時(shí)工作時(shí)，不用對環(huán)路的交替條件進(jìn)行設(shè)置，但需要設(shè)計(jì)好兩個(gè)ALC環(huán)的鎖定范圍和調(diào)節(jié)速率，避免兩個(gè)環(huán)路同時(shí)向相反的方向運(yùn)行而引起振蕩。雙環(huán)交替工作時(shí)不用擔(dān)心兩個(gè)環(huán)路間的振蕩問題，但需要設(shè)計(jì)好環(huán)路切換條件和配合方式，避免兩個(gè)環(huán)路之間的振蕩式切換。

使用對數(shù)模式的ALC可以實(shí)現(xiàn)雙環(huán)ALC，對數(shù)模式雙環(huán)ALC數(shù)字芯片內(nèi)部硬件連接如圖3所示，所述數(shù)字芯片105中可以包括零點(diǎn)模塊301和第一對數(shù)放大器302；零點(diǎn)模塊301的輸入端作為數(shù)字芯片105的輸入端，零點(diǎn)模塊301的輸出端與第一對數(shù)放大器302的輸入端連接；第一對數(shù)放大器302的輸出端與比較模塊304的輸入端連接。

具體實(shí)施時(shí)，零點(diǎn)模塊301作用為對數(shù)字化的檢波電壓1C的零點(diǎn)進(jìn)行校準(zhǔn)，使得當(dāng)被檢測信號幅度很小(小于最小測量信號一定范圍)時(shí)，進(jìn)入后續(xù)模塊的結(jié)果為設(shè)定的基準(zhǔn)值(如“0”或者“1”)。需要此模塊的原因?yàn)槟M檢波器及數(shù)字化電路在方案設(shè)計(jì)上的基準(zhǔn)值數(shù)字化后未必恰好時(shí)數(shù)字方案的基準(zhǔn)，或者由于模擬器件的批量一致性誤差等因素影響不同設(shè)備的基準(zhǔn)值有一定偏差。

具體實(shí)施時(shí)，所述數(shù)字芯片105中的第一比較積分器203和第二比較積分器205均包括放大器和累加器；放大器的輸入端與誤差判斷模塊202的輸出端連接，用于將當(dāng)前誤差電壓進(jìn)行放大；累加器的輸入端與放大器的輸出端連接，所述累加器的輸出端作為所述數(shù)字芯片105的輸出端，用于對放大后的當(dāng)前誤差電壓進(jìn)行累加，獲得最終誤差電壓。其中，第一比較積分器203包括第一級放大器306(形式為K2*x+b2)和累加器307；第二比較積分器205包括第二級放大器312(形式為k*x)和累加器313。

具體實(shí)施時(shí)，所述數(shù)字芯片105中的第一處理模塊204包括第一開關(guān)308、誤差電壓模塊309、預(yù)置電壓模塊310、第一加法器和電壓轉(zhuǎn)換模塊311；

當(dāng)ALC電路正常工作時(shí)，所述第一開關(guān)308閉合；當(dāng)ALC電路開環(huán)工作時(shí)，所述第一開關(guān)308打開；

誤差電壓模塊309用于存儲(chǔ)預(yù)置的誤差電壓或經(jīng)過第一比較積分器203積分后的最終誤差電壓；

預(yù)置電壓模塊310用于存儲(chǔ)預(yù)置電壓；

第一加法器用于將最終誤差電壓和預(yù)置電壓相加，獲得第一可調(diào)射頻衰減器101的控制電壓；

電壓轉(zhuǎn)換模塊311的輸入端與加法器的輸出端連接，用于修正第一可調(diào)射頻衰減器101的衰減量與控制電壓間的非線性。

具體實(shí)施時(shí)，數(shù)字芯片105中的第二處理模塊206包括第二開關(guān)314、第二加法器和可選開關(guān)317；

經(jīng)過第一比較積分器203積分后的最終誤差電壓通過第二開關(guān)314與測試電壓315相加后作為可選開關(guān)317的輸入；當(dāng)雙環(huán)ALC正常運(yùn)行時(shí)，可選開關(guān)317與第二ALC電路接通，輸出第二可調(diào)射頻衰減器107的控制電壓；當(dāng)AM打開時(shí)，第二可調(diào)射頻衰減器107用于實(shí)現(xiàn)AM調(diào)制。

對數(shù)模式雙環(huán)ALC數(shù)字芯片的工作原理是：

數(shù)字化的檢波電壓1C進(jìn)入數(shù)字芯片后，首先與零點(diǎn)模塊301相減，經(jīng)過對數(shù)放大器302后與參考電壓DAC304進(jìn)行比較(相減)。若當(dāng)前誤差較大，可選開關(guān)305與粗調(diào)ALC環(huán)路接通，當(dāng)前誤差進(jìn)入第一級放大器306，放大后經(jīng)過累加器307進(jìn)行累加。累加后的輸出經(jīng)過第一開關(guān)308配置進(jìn)入誤差電壓模塊309，與預(yù)置電壓模塊310一同實(shí)現(xiàn)ALC on、ALC off、ALC hold功能。誤差電壓與預(yù)置電壓經(jīng)過第一加法器加和經(jīng)過電壓轉(zhuǎn)換模塊311后輸出第一可調(diào)射頻(粗調(diào))衰減器101的控制電壓1D。若當(dāng)前誤差較小，可選開關(guān)305與細(xì)調(diào)ALC環(huán)接通，當(dāng)前誤差進(jìn)入第二級放大器312，放大后經(jīng)過累加器313進(jìn)行累加。累加輸入經(jīng)過第二(可切換)開關(guān)314與測試電壓DAC315相加后作為可選開關(guān)317的輸入。當(dāng)雙環(huán)ALC正常運(yùn)行時(shí)，可選開關(guān)317與細(xì)調(diào)ALC環(huán)接通，輸出第二可調(diào)射頻(細(xì)調(diào))衰減器107的控制電壓1E。當(dāng)AM打開時(shí)，可選開關(guān)317與AM控制電壓模塊316接通，ALC使用單環(huán)控 制，細(xì)調(diào)ALC衰減器用于實(shí)現(xiàn)AM調(diào)制，即可選開關(guān)317的輸入作為AM的控制電壓。

可選(誤差切換)開關(guān)305可以工作在實(shí)時(shí)模式，實(shí)現(xiàn)雙環(huán)同時(shí)工作；也可以分時(shí)間段切換實(shí)現(xiàn)雙環(huán)交替工作。

對數(shù)放大器302可以使用模擬電路在數(shù)字芯片外實(shí)現(xiàn)。

使用線性模式的ALC也能實(shí)現(xiàn)雙環(huán)ALC，線性模式雙環(huán)ALC數(shù)字芯片內(nèi)部硬件連接如圖4所示，數(shù)字芯片105中還可以包括零點(diǎn)模塊401、線性度補(bǔ)償模塊402、采樣濾波模塊403和開平方模塊404；

零點(diǎn)模塊401的輸入端作為數(shù)字芯片105的輸入端，輸出端與線性度補(bǔ)償模塊402的輸入端連接；線性度補(bǔ)償模塊402的輸出端與采樣濾波模塊403的輸入端連接；采樣濾波模塊403的輸出端與開平方模塊404的輸入端連接；開平方模塊404的輸出端與比較模塊201的輸入端連接，用于將過采樣后的檢波電壓由功率幅度還原為電壓幅度。

具體實(shí)施時(shí)，零點(diǎn)模塊401與零點(diǎn)模塊301功能相同。

線性度補(bǔ)償模塊402作用為對檢波器(二極管檢波器等)的非線性進(jìn)行補(bǔ)償。原ALC中大多使用特殊設(shè)計(jì)的對數(shù)放大器(雙斜率對數(shù)放大器)同時(shí)實(shí)現(xiàn)對數(shù)放大和線性度補(bǔ)償功能，此處需要分開設(shè)計(jì)，可以使用二次函數(shù)實(shí)現(xiàn)。

采樣濾波模塊403主要作用為對檢波電壓進(jìn)行過采樣(是使用遠(yuǎn)大于奈奎斯特采樣頻率的頻率對輸入信號進(jìn)行采樣)，以降低有效采樣率為代價(jià)提升檢波電壓有效位數(shù)，AM打開時(shí)此模塊不工作。此采樣濾波器可切換，當(dāng)對分辨率要求較高而速度需求不是很高時(shí)(ALC工作)，啟用過采樣功能；當(dāng)對速度要求較高而分辨率要求不是很高時(shí)(輔助AM)關(guān)閉過采樣功能。

線性模式ALC誤差比較和積分是以伏特(V)為基本單位，衰減器控制仍是按dB形式實(shí)現(xiàn)的；其便于與AM配合，但對ADC要求較高。線性模式ALC的信號流程與對數(shù)模式的ALC基本相當(dāng)，差異部分的描述如下。數(shù)字化的檢波電壓與參考電壓DAC406進(jìn)行比較前沒有經(jīng)過對數(shù)放大，而是使用了線性度補(bǔ)償模塊402、可切換的采樣濾波模塊403和開平方模塊404。第二對數(shù)放大器413放置在了誤差電壓與預(yù)置電壓相加完畢后，以實(shí)現(xiàn)對衰減器的對數(shù)模式控制。

誤差判斷模塊407可以采用實(shí)時(shí)工作的模式，也可采用分時(shí)切換模式，實(shí)現(xiàn)雙環(huán) 切換工作或雙環(huán)交替工作。

舉例說明使用本發(fā)明雙環(huán)ALC電路可以得到的有益效果：

單環(huán)模式使用2MHz更新率、14bit的DAC實(shí)現(xiàn)-20～10dBm ALC可調(diào)范圍(含9kHz～3GHz頻率和0～50攝氏度溫度補(bǔ)償)，當(dāng)ALC輸出幅度較小時(shí)，偏離信號100Hz～100kHz區(qū)間概率性出現(xiàn)較大的噪聲信號或雜散信號。噪聲信號可達(dá)-110dBc/Hz，雜散信號體現(xiàn)為射頻信號相位噪聲曲線上的明顯尖峰。使用雙環(huán)ALC后，此噪聲低于-120dBc/Hz，此雜散信號低于相位噪聲。

綜上所述，本發(fā)明在數(shù)字芯片內(nèi)部構(gòu)建了兩套積分模塊，形成了兩個(gè)ALC電路：第一ALC電路和第二數(shù)字ALC電路，第一ALC電路使用第一可調(diào)射頻衰減器對輸出信號幅度進(jìn)行初步調(diào)節(jié)，使輸出信號幅度誤差保持在較小的范圍內(nèi)；第二數(shù)字ALC環(huán)路使用第二可調(diào)射頻衰減器對輸出信號的剩余幅度進(jìn)行進(jìn)一步的修正，實(shí)現(xiàn)較低的誤差抖動(dòng)，滿足信號源ALC可調(diào)范圍、高分辨率及低抖動(dòng)的需求。

所述可調(diào)射頻衰減器101和107之間或所述可調(diào)射頻衰減器101(或107)和所述功率分配器102之間可以設(shè)置有放大器、固定衰減器等幅度調(diào)整器件。

顯然，本領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)該明白，上述的本發(fā)明實(shí)施例的各模塊或各步驟可以用通用的計(jì)算裝置來實(shí)現(xiàn)，它們可以集中在單個(gè)的計(jì)算裝置上，或者分布在多個(gè)計(jì)算裝置所組成的網(wǎng)絡(luò)上，可選地，它們可以用計(jì)算裝置可執(zhí)行的程序代碼來實(shí)現(xiàn)，從而，可以將它們存儲(chǔ)在存儲(chǔ)裝置中由計(jì)算裝置來執(zhí)行，并且在某些情況下，可以以不同于此處的順序執(zhí)行所示出或描述的步驟，或者將它們分別制作成各個(gè)集成電路模塊，或者將它們中的多個(gè)模塊或步驟制作成單個(gè)集成電路模塊來實(shí)現(xiàn)。這樣，本發(fā)明實(shí)施例不限制于任何特定的硬件和軟件結(jié)合。

以上所述僅為本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例而已，并不用于限制本發(fā)明，對于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說，本發(fā)明實(shí)施例可以有各種更改和變化。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)。