微波溫度補償檢波器制造技術

本發明專利技術涉及微波技術。本發明專利技術解決了現有二極管檢波器在不同的環境溫度下準確度不高、檢波信號輸出的直流漂移大，且需要反復調試補償量的問題，提供了一種微波溫度補償檢波器，其技術方案可概括為：微波溫度補償檢波器與現有技術的區別在于使用雙PN結檢波二極管代替檢波二極管，溫度補償網絡代替溫度補償電阻及采用雙差分運算放大器模塊。本發明專利技術的有益效果是：檢波電壓溫度漂移小，其輸出的直流溫度漂移小，適用于微波溫度補償檢波器。

【技術實現步驟摘要】
微波溫度補償檢波器
本專利技術涉及微波技術，特別涉及微波檢波技術。
技術介紹
信號幅度是表征微波信號特征的一項重要參數，近年來，隨著數字無線通信、雷達、廣播電視等通信技術的迅速發展，各種調制技術所采用微波信號的頻率范圍、功率電平、調制方式及信號頻譜各不相同，如何根據具體的應用，選擇不同檢波方案，從而實現微波信號幅度的準確測量，是電子測試和無線應用科研人員必須面對的一個問題。 而傳統的二極管檢波器的電路原理圖如圖1所示，包括微波信號輸入端、微帶匹配網絡、隔直電容Cl、直流偏置電感一 L1、檢波二極管Dl、高頻去耦電容一 C2、高頻扼流電感L2、高頻去耦電容二 C3、直流偏置電阻二 R9、直流偏置電阻三R10、直流偏置電阻五R23、溫度補償電阻一 R24、正電源輸入端、負電源輸入端、運算放大器一 U1、運算放大器二 U2、電阻二十五R25、電阻二十六R26、電阻二十七R27、溫度補償電阻二 R28、電阻二十九R29、電位器三R30、電阻三^^一 R31、電阻三十二 R32、電阻三十三R33、電阻三十四R34、電阻三十五R35、溫度補償電阻三R36、電阻三十七R37、電位器四R38及檢波輸出端，其具體結構參見圖1，其工作原理為:微波調制信號經過阻抗匹配網絡后進入檢波二極管進行檢波，得到的檢波信號經圖1中的高頻扼流電感和高頻去耦電容將微波載波信號濾除，再進入后級的運算放大器進行檢波信號的放大和直流偏移的抵消，最終得到一個能反映微波信號功率大小且滿足后級系統需求的電壓幅度信號。 當輸入檢波器的微波信號為單頻連續波信號(即CW信號)時，檢波輸出的信號為一直流信號，當輸入檢波器的微波信號為脈沖調制信號(即ASK信號)時,則檢波器輸出的信號為脈沖包絡信號，當輸入檢波器的微波信號為AM正弦調幅時，檢波器輸出的為正弦包絡信號。 圖1中的匹配網絡是起到阻抗匹配的作用，提高檢波二極管的檢波效率。由于通常情況下微波信號的傳輸系統阻抗為50Ω，由于檢波二極管的端口阻抗不是50Ω，且不同型號的檢波二極管其端口的S參數均不同，所以為避免微波信號不能高效率進入檢波二極管進行檢波，所以二極管檢波電路均需要對檢波二極管的輸入阻抗進行匹配。 圖1中的直流偏置電阻是為提高檢波二極管的檢波靈敏度而設計的電路。原理是在檢波二極管的正極通過2個電阻將正電源電壓分壓到相對合適的電壓后加到檢波二極管的正極，為檢波二極管提供一個微弱的偏置電流，根據需求其電流一般控制在幾十到幾百微安的范圍。由于檢波二極管的檢波特性隨溫度變化而變化，所以在傳統的檢波器電路上加入的溫度補償電阻對其進行補償，圖1中的溫度補償電阻I即是通過溫度變化改變自身的電阻值，從而改變加到檢波二極管正極的偏置電壓來補償檢波二極管的溫度特性。 圖1中兩級運算放大器的功能是將檢波信號進行放大，從而得到要求的電壓幅度值。運算放大器的反相端設計了直流漂移調節電路與溫度補償電路，其主要作用是通過調節電位器來抵消檢波二極管正極的直流偏置電壓和運算放大器自身的直流漂移。其中的溫度補償電阻2及溫度補償電阻3是為補償檢波二極管的直流偏置電壓的高低溫變化，從而使最終輸出的檢波信號在無微波信號輸入的情況下位0V。 現有的二極管檢波器存在以下缺點:1、傳統檢波器的檢波二極管在高低溫下的檢波特性不能進行有效的補償，傳統的電路只能依靠一個溫度補償電阻定性的對其進行大致的補償，其溫度補償電阻的溫度變化曲線與檢波二極管的變化曲線很難相對應。造成在不同的環境溫度下輸入同樣的微波信號后其檢波輸出的電壓幅度會有較大的差別，從而不能準確的測試出輸入射頻信號的功率，且對溫度補償電阻選擇和檢波器的調試帶來了很大的難度，從而影響生產效率；2、傳統檢波器的直流偏置抵消電路不能準確的對因溫度變化而引起的輸出信號直流漂移的變化進行抵消，從而影響檢波信號的幅度和真實性，由于在溫度變化的條件下，檢波二極管的偏置電壓在變化，而偏置電壓一旦變化，通過運算放大器將變化的直流偏置電壓放大后，最終在檢波輸出端形成較大的直流漂移，雖然電路中溫度補償電阻2和溫度補償電阻3均可對其進行補償，但由于其變化曲線很難做到剛好對應補償，只能通過反復幾次的調試補償電壓和反復幾次的高低溫試驗來選擇合適的溫度補償電阻和補償電壓的值來進行補償，其補償量不可量化控制，往往會產生較大的偏差，造成在溫度變化后輸出漂移大，由于反復的調試會耗費大部分時間，所以生產效率也相對不高，不適合大批量生產。 綜上所述，傳統的二極管檢波器存在的問題為:在不同的環境溫度下，檢波信號輸出的幅度差別大影響對微波信號功率檢測的準確度；在不同的環境溫度下其檢波信號輸出的直流漂移大；溫度補償措施只靠溫度補償電阻進行大致的補償，且需要反復的調試才能得到一個較為合理的補償值，不能根據需要補償的值通過合理的計算補償量進行較為準確的補償；反復調試及試驗影響生產效率，不適合大批量生產。
技術實現思路
本專利技術的目的就是克服目前二極管檢波器在不同的環境溫度下準確度不高、檢波信號輸出的直流漂移大，且需要反復調試補償量的缺點，提供一種微波溫度補償檢波器。[0011 ] 本專利技術解決其技術問題，采用的技術方案是，微波溫度補償檢波器，包括微波信號輸入端、微帶匹配網絡、隔直電容、直流偏置電感一、高頻去耦電容一、高頻去耦電容二、高頻扼流電感一、正電源輸入端、檢波信號輸出端、直流偏置電阻二及直流偏置電阻三，其特征在于，還包括雙PN結檢波二極管、直流偏置電感二、高頻去耦電容三、高頻去耦電容四、高頻扼流電感二、直流偏置電阻一、直流偏置電阻四、電位器一、電阻十三、電阻十四、溫度補償網絡一、高穩定電壓基準一及雙差分運算放大器模塊，所述微波信號輸入端通過微帶匹配網絡與隔直電容的一端連接，隔直電容的另一端與雙PN結檢波二極管的負極一連接，隔直電容的另一端還通過直流偏置電感一與地線連接，雙PN結檢波二極管的正極一與高頻扼流電感一的一端連接，并與高頻去耦電容一的一端連接，高頻去耦電容一的另一端與地線連接，高頻扼流電感一的另一端與雙差分運算放大器模塊的輸入端一連接，并分別與高頻去耦電容二的一端、直流偏置電阻二的一端及直流偏置電阻三的一端連接，高頻去耦電容二的另一端與地線連接，直流偏置電阻二的另一端與地線連接，雙PN結檢波二極管的負極二通過直流偏置電感二與地線連接，雙PN結檢波二極管的正極二與高頻扼流電感二的一端連接，并與高頻去耦電容三的一端連接，高頻去耦電容三的另一端與地線連接，高頻扼流電感二的另一端與雙差分運算放大器模塊的輸入端二連接，并分別與高頻去耦電容四的一端、直流偏置電阻一的一端及直流偏置電阻四的一端連接，高頻去耦電容四的另一端與地線連接，直流偏置電阻一的另一端與地線連接，直流偏置電阻三的另一端與直流偏置電阻四的另一端連接，并與電位器一的滑動端連接，電位器一的一個固定端通過電阻十三與高穩定電壓基準一的輸出端連接，高穩定電壓基準一的輸入端與正電源輸入端連接，電位器一的另一個固定端通過電阻十四與溫度補償網絡一的一端連接，溫度補償網絡二的另一端與地線連接，雙差分運算放大器模塊的輸出端與檢波信號輸出端連接。 進一步的，所述直流偏置電阻一與直流偏置電阻二的阻值相等，直流偏置電阻三與直流偏置電阻四的阻值相本文檔來自技高網...

【技術保護點】
微波溫度補償檢波器，包括微波信號輸入端、微帶匹配網絡、隔直電容、直流偏置電感一、高頻去耦電容一、高頻去耦電容二、高頻扼流電感一、正電源輸入端、檢波信號輸出端、直流偏置電阻二及直流偏置電阻三，其特征在于，還包括雙PN結檢波二極管、直流偏置電感二、高頻去耦電容三、高頻去耦電容四、高頻扼流電感二、直流偏置電阻一、直流偏置電阻四、電位器一、電阻十三、電阻十四、溫度補償網絡一、高穩定電壓基準一及雙差分運算放大器模塊，所述微波信號輸入端通過微帶匹配網絡與隔直電容的一端連接，隔直電容的另一端與雙PN結檢波二極管的負極一連接，隔直電容的另一端還通過直流偏置電感一與地線連接，雙PN結檢波二極管的正極一與高頻扼流電感一的一端連接，并與高頻去耦電容一的一端連接，高頻去耦電容一的另一端與地線連接，高頻扼流電感一的另一端與雙差分運算放大器模塊的輸入端一連接，并分別與高頻去耦電容二的一端、直流偏置電阻二的一端及直流偏置電阻三的一端連接，高頻去耦電容二的另一端與地線連接，直流偏置電阻二的另一端與地線連接，雙PN結檢波二極管的負極二通過直流偏置電感二與地線連接，雙PN結檢波二極管的正極二與高頻扼流電感二的一端連接，并與高頻去耦電容三的一端連接，高頻去耦電容三的另一端與地線連接，高頻扼流電感二的另一端與雙差分運算放大器模塊的輸入端二連接，并分別與高頻去耦電容四的一端、直流偏置電阻一的一端及直流偏置電阻四的一端連接，高頻去耦電容四的另一端與地線連接，直流偏置電阻一的另一端與地線連接，直流偏置電阻三的另一端與直流偏置電阻四的另一端連接，并與電位器一的滑動端連接，電位器一的一個固定端通過電阻十三與高穩定電壓基準一的輸出端連接，高穩定電壓基準一的輸入端與正電源輸入端連接，電位器一的另一個固定端通過電阻十四與溫度補償網絡一的一端連接，溫度補償網絡二的另一端與地線連接，雙差分運算放大器模塊的輸出端與檢波信號輸出端連接。...

【技術特征摘要】
1.微波溫度補償檢波器，包括微波信號輸入端、微帶匹配網絡、隔直電容、直流偏置電感一、高頻去耦電容一、高頻去耦電容二、高頻扼流電感一、正電源輸入端、檢波信號輸出端、直流偏置電阻二及直流偏置電阻三，其特征在于，還包括雙PN結檢波二極管、直流偏置電感二、高頻去耦電容三、高頻去耦電容四、高頻扼流電感二、直流偏置電阻一、直流偏置電阻四、電位器一、電阻十三、電阻十四、溫度補償網絡一、高穩定電壓基準一及雙差分運算放大器模塊，所述微波信號輸入端通過微帶匹配網絡與隔直電容的一端連接，隔直電容的另一端與雙PN結檢波二極管的負極一連接，隔直電容的另一端還通過直流偏置電感一與地線連接，雙PN結檢波二極管的正極一與高頻扼流電感一的一端連接，并與高頻去耦電容一的一端連接，高頻去耦電容一的另一端與地線連接，高頻扼流電感一的另一端與雙差分運算放大器模塊的輸入端一連接，并分別與高頻去耦電容二的一端、直流偏置電阻二的一端及直流偏置電阻三的一端連接，高頻去耦電容二的另一端與地線連接，直流偏置電阻二的另一端與地線連接，雙PN結檢波二極管的負極二通過直流偏置電感二與地線連接，雙PN結檢波二極管的正極二與高頻扼流電感二的一端連接，并與高頻去耦電容三的一端連接，高頻去耦電容三的另一端與地線連接，高頻扼流電感二的另一端與雙差分運算放大器模塊的輸入端二連接，并分別與高頻去耦電容四的一端、直流偏置電阻一的一端及直流偏置電阻四的一端連接，高頻去耦電容四的另一端與地線連接，直流偏置電阻一的另一端與地線連接，直流偏置電阻三的另一端與直流偏置電阻四的另一端連接，并與電位器一的滑動端連接，電位器一的一個固定端通過電阻十三與高穩定電壓基準一的輸出端連接，高穩定電壓基準一的輸入端與正電源輸入端連接，電位器一的另一個固定端通過電阻十四與溫度補償網絡一的一端連接，溫度補償網絡二的另一端與地線連接，雙差分運算放大器模塊的輸出端與檢波信號輸出端連接。2.如權利要求1所述的微波溫度補償檢波器，其特征在于，所述直流偏置電阻一與直流偏置電阻二的阻 值相等，直流偏置電阻三與直流偏置電阻四的阻值相等。3.如權利要求1所述的微波溫度補償檢波器，其特征在于，所述雙差分運算放大器模塊采用一個芯片內部集成了兩個運算放大器的器件制成。4.如權利要求3所述的微波溫度補償檢波器，其特征在于，所述雙差分運算放大器模塊采用型號為AD8672的芯片制成。5.如權利要求1所述的微波溫度補償檢波器，其特征在于，所述雙差分運算放大器模塊包括運算放大器三、運算放大器四、電阻一、電阻二、電阻三、電阻四、電阻五、運算...

【專利技術屬性】
技術研發人員：易增輝，林洪鋼，姚宗誠，王清文，
申請(專利權)人：成都賽英科技有限公司，
類型：發明
國別省市：四川;51