数控衰减器AT-280及其在接收机性能测试中的应用
扫描二维码
随时随地手机看文章
关键词：数控衰减器；接收机；噪声系数测试；灵敏度测试
１ 引言
很多电子设备（如雷达、通讯、无线电局域网、ＧＰＳ等）都需要对高频、中频信号进行定量衰减，这种衰减实质上是对高、中频信号进行精确量化的过程，其精度的高低将直接影响到这些设备性能指标或其性能指标的测试，进而影响到它们的使用性能。因此，寻求一种体积小、精度高、频带宽、开关速度快、使用方便的衰减器十分必要。
新型数控衰减器ＡＴ－２８０正好能满足以上要求，并在很多领域具有广泛的应用前景，本文重点介绍了ＡＴ－２８０在雷达接收机噪声系数Ｔ 灵敏度测试中的应用方法。
２ 数控衰减器ＡＴ－２８０
２．１ ＡＴ－２８０简介
ＡＴ－２８０是一种采用ＳＯＩＣ－１６脚表面安装塑封型５位、０．５ｄＢ步距的砷化镓ＭＭＩＣ数字衰减器，非常适用于高精度衰减、快速开关、极低功耗和低互调要求的场合。由于采用了成熟的１μｍ工艺和单片砷化镓ＭＭＩＣ技术，因而其具有全面钝化和可靠性高等优点。ＡＴ－２８０的典型电气参数如表１所列。
表1 AT-280的电气参数℃
| 参 数 | 测试条件 | 单 位 | min | Typ | max |
| 参考插损 | DC-0.1GHZ | dB | 1.1 | 1.3 | |
| DC-0.5GHZ | dB | 1.3 | 1.5 | ||
| DC-1.0GHZ | dB | 1.5 | 1.8 | ||
| DC-2.0GHZ | dB | 1.8 | 2.0 | ||
| 衰减精度 | DC-1.0GHZ | 0.20dB±3% | |||
| DC-2.0GHZ | 0.30dB±3% | ||||
| 驻波比 | 任何状态 | 1.5：1 | 1.8：1 | ||
| Trise Tfall Ton Toff |
RF10%-90% RF90-10% |
ns | 12 | ||
| 控制50%到RF90% 控制50%到RF10% |
18 |
测试条件:TA=+25
２．２ 功能图与真值表
图１是ＡＴ－２８０采用ＳＯＩＣ １６脚塑封表贴封装形式的引脚排列。其中：
ＶＣ１，ＶＣ１０，ＶＣ２,ＶＣ２０,ＶＣ３,ＶＣ３０,ＶＣ４０,ＶＣ５０分别为数据控制端?
ＲＦ１和ＲＦ２分别为信号输入输出端。表２所列是ＡＴ－２８０的真值表。
表2 AT-280真值表
| 控 制 输 入 | ||||||||
| VC5 0 | VC4 0 | VC3 0 | VC3 | VC2 0 | VC2 0 | VC1 0 | VC 1 | 衰减（dB） |
| 1 | 1 | 1 | 0 | 1 | 0 | 1 | 0 | 参考 |
| 0 | 1 | 1 | 0 | 1 | 0 | 1 | 0 | 0.5dB |
| 1 | 0 | 1 | 0 | 1 | 0 | 1 | 0 | 1.0dB |
| 1 | 1 | 0 | 1 | 1 | 0 | 1 | 0 | 2.0dB |
| 1 | 1 | 1 | 0 | 1 | 1 | 1 | 0 | 4.0dB |
| 1 | 1 | 1 | 0 | 0 | 0 | 0 | 1 | 8.0dB |
| 0 | 0 | 0 | 1 | 1 | 1 | 0 | 1 | 15.5dB |
３ 在雷达噪声系数测试中的应用
３．１ 噪声系数测试基本原理
噪声系数定义为：当规定输入端处于Ｔ０＝２９０Ｋ?标准噪声温度?时，网络输入端额定信号噪声功率比（Ｓｉ／Ｎｉ）与输出端额定信号噪声功率比（Ｓｏｕｔ／Ｎｏｕｔ）的比值表达式为：
Ｆ＝（Ｓｉ ／ Ｎｉ）／（Ｓｏｕｔ／Ｎｏｕｔ）
图２为噪声系数测量原理图。设噪声源在热态（Ｔ２）和冷态（Ｔ１）下测出的功率指示值Ｎｏｕｔ２和Ｎｏｕｔ１之比为Ｙ，则经过计算得出的待测网络噪声系数为：
Ｆ（ｄＢ）＝ＥＮＲ（ｄＢ）－１０ｌｇ（Ｙ－１）
式中，ＥＮＲ为噪声源输出噪声的超噪比。
３．２ 噪声系数测量方法
根据Ｙ值求出待测网络的噪声系数的方法，称为Ｙ系数法。噪声系数测量的基本方法是Ｙ系数法。但在具体测试中，也常用３ｄＢ法（Ｙ＝２，或称功率倍增法）。其测量电路如图３所示。该方法在冷态Ｔ１时不接入３ｄＢ衰减器，这样可使指示器有一合适的指示值Ｎｏｕｔ，然后记下数控衰减器的衰减Ａ１，而在热态Ｔ２时，接入３ｄＢ衰减器并调节数控衰减器，以使其恢复原指示值，则有Ｙ＝２，同时记下数控衰减器衰减值Ａ２，则待测网络噪声系数Ｆ为：
Ｆ＝ＥＮＲ－（Ａ２－Ａ１）
上式中，各参数的单位均为ｄＢ。
４ 在雷达接收机灵敏度测试中的应用
４．１ 接收机灵敏度测试原理
灵敏度指的是接收机接收微弱信号的能力。接收机灵敏度通常以接收最小可分辨输入信号功率Ｐｍｉｎ来表示。为了使用方便，还可以用最小可接收信号功率相对于某一定标功率电平Ｐ０之比的分贝数Ａ来表示，即：
Ａ＝１０ｌｇ（Ｐｍｉｎ／Ｐ０）
雷达接收机输入端的最小可分辨功率通常是很小的，一般在ｐＷ的数量级，这样微弱的微波信号，用功率计测量是十分困难的。因此，在工程上，接收机灵敏度的测量不是直接测量接收机输入端的最小可分辨功率，而是将一已知的标准功率源经过数控衰减器加到接收机输入端，然后在保证输出端信噪比为某定值（如１：１）的情况下，将此标准功率（如１ｍＷ）被衰减的分贝数Ａ作为此接收机的灵敏度（ｄＢ／ｍＷ）值。
４．２ 接收机灵敏度测试方法
接收机灵敏度测试方框图如图４所示。微波信号源输出经数控衰减器、同轴测试电缆接到接收机输入端，然后将接收机检波电流输出接到μＡ表的输入端。测试步骤如下：
（１）设定起始噪声电流，此时微波信号源不输出，接收机接电，增益置于某规定值，μＡ表测出起始噪声电流ＩＮ０。
（２）设定微波信号源频率、功率：调整信号源频率，使之与接收机调谐频率一致，μＡ表指示最大，并设定信号源输出功率为１ｍＷ。
（３）确定输出端信噪比：用数控衰减器对微波信号源的输出功率进行衰减，使μＡ表指示为２ＩＮ０，即信噪比为１：１，并记下数控衰减器的衰减值ｄＡ。
（４）用下式求和计算出灵敏度：
Ａ＝ｄＡ＋ｄＩ＋ｄＴ
式中，ｄＡ为数控衰减器衰减值，ｄＩ为测试电缆衰减值，ｄＴ馈线损耗。
５ 结束语
本文介绍了笔者在自己工作中应用ＡＴ－２８０的部分情况。实践证明，将ＡＴ－２８０应用在噪声系数和灵敏度测试中具有操作简单，测试精度高等优点。
下载文档
