数控衰减器AT-280及其在接收机性能测试中的应用

liyf · 发表于 2014-10-5 09:50:50

数控衰减器AT-280及其在接收机性能测试中的应用

摘要：数控衰减器作为一种新型的衰减器在电子领域有着广泛的应用，文章介绍了数控衰减器AT-280的结构、特性参数以及控制使用方法，同时重点介绍了AT-280在雷达接收机噪声系数测试和灵敏度测试中的应用。 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
２．１ＡＴ－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%
衰减精度	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
Trise Tfall Ton Toff	控制50%到RF90% 控制50%到RF10%	ns		18

测试条件:TA=+25
２．２功能图与真值表
图１是ＡＴ－２８０采用ＳＯＩＣ１６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。

李小路 · 发表于 2021-6-20 05:42:28

谢谢分享！

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