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數(shù)控衰減器AT-280及其在接收機性能測試中的應(yīng)用
摘要：數(shù)控衰減器作為一種新型的衰減器在電子領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用，文章介紹了數(shù)控衰減器AT-280的結(jié)構(gòu)、特性參數(shù)以及控制使用方法，同時重點介紹了AT-280在雷達接收機噪聲系數(shù)測試和靈敏度測試中的應(yīng)用。關(guān)鍵詞：數(shù)控衰減器；接收機；噪聲系數(shù)測試；靈敏度測試
１ 引言
很多電子設(shè)備（如雷達、通訊、無線電局域網(wǎng)、ＧＰＳ等）都需要對高頻、中頻信號進行定量衰減，這種衰減實質(zhì)上是對高、中頻信號進行精確量化的過程，其精度的高低將直接影響到這些設(shè)備性能指標或其性能指標的測試，進而影響到它們的使用性能。因此，尋求一種體積小、精度高、頻帶寬、開關(guān)速度快、使用方便的衰減器十分必要。(范文先生網(wǎng)www.ycxgx.cn收集整理)新型數(shù)控衰減器ＡＴ－２８０正好能滿足以上要求，并在很多領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用前景，本文重點介紹了ＡＴ－２８０在雷達接收機噪聲系數(shù)Ｔ 靈敏度測試中的應(yīng)用方法。
２ 數(shù)控衰減器ＡＴ－２８０
２．１ ＡＴ－２８０簡介
ＡＴ－２８０是一種采用ＳＯＩＣ－１６腳表面安裝塑封型５位、０．５ｄＢ步距的砷化鎵ＭＭＩＣ數(shù)字衰減器，非常適用于高精度衰減、快速開關(guān)、極低功耗和低互調(diào)要求的場合。由于采用了成熟的１μｍ工藝和單片砷化鎵ＭＭＩＣ技術(shù)，因而其具有全面鈍化和可靠性高等優(yōu)點。ＡＴ－２８０的典型電氣參數(shù)如表１所列。
表1 AT-280的電氣參數(shù)℃
Tfall
Ton
Toff RF10%-90%
RF90-10% ns 12 控制50%到RF90%
控制50%到RF10% 18
測試條件:TA=+25
２．２ 功能圖與真值表
圖１是ＡＴ－２８０采用ＳＯＩＣ １６腳塑封表貼封裝形式的引腳排列。其中：
ＶＣ１，ＶＣ１０，ＶＣ２,ＶＣ２０,ＶＣ３,ＶＣ３０,ＶＣ４０,ＶＣ５０分別為數(shù)據(jù)控制端?
ＲＦ１和ＲＦ２分別為信號輸入輸出端。表２所列是ＡＴ－２８０的真值表。
表2 AT-280真值表
３ 在雷達噪聲系數(shù)測試中的應(yīng)用
３．１ 噪聲系數(shù)測試基本原理
噪聲系數(shù)定義為：當規(guī)定輸入端處于Ｔ０＝２９０Ｋ?標準噪聲溫度?時，網(wǎng)絡(luò)輸入端額定信號噪聲功率比（Ｓｉ／Ｎｉ）與輸出端額定信號噪聲功率比（Ｓｏｕｔ／Ｎｏｕｔ）的比值表達式為：
Ｆ＝（Ｓｉ ／ Ｎｉ）／（Ｓｏｕｔ／Ｎｏｕｔ）
圖２為噪聲系數(shù)測量原理圖。設(shè)噪聲源在熱態(tài)（Ｔ２）和冷態(tài)（Ｔ１）下測出的功率指示值Ｎｏｕｔ２和Ｎｏｕｔ１之比為Ｙ，則經(jīng)過計算得出的待測網(wǎng)絡(luò)噪聲系數(shù)為：
Ｆ（ｄＢ）＝ＥＮＲ（ｄＢ）－１０ｌｇ（Ｙ－１）
式中，ＥＮＲ為噪聲源輸出噪聲的超噪比。
３．２ 噪聲系數(shù)測量方法
根據(jù)Ｙ值求出待測網(wǎng)絡(luò)的噪聲系數(shù)的方法，稱為Ｙ系數(shù)法。噪聲系數(shù)測量的基本方法是Ｙ系數(shù)法。但在具體測試中，也常用３ｄＢ法（Ｙ＝２，或稱功率倍增法）。其測量電路如圖３所示。該方法在冷態(tài)Ｔ１時不接入３ｄＢ衰減器，這樣可使指示器有一合適的指示值Ｎｏｕｔ，然后記下數(shù)控衰減器的衰減Ａ１，而在熱態(tài)Ｔ２時，接入３ｄＢ衰減器并調(diào)節(jié)數(shù)控衰減器，以使其恢復原指示值，則有Ｙ＝２，同時記下數(shù)控衰減器衰減值Ａ２，則待測網(wǎng)絡(luò)噪聲系數(shù)Ｆ為：
Ｆ＝ＥＮＲ－（Ａ２－Ａ１）
上式中，各參數(shù)的單位均為ｄＢ。
４ 在雷達接收機靈敏度測試中的應(yīng)用
４．１ 接收機靈敏度測試原理
靈敏度指的是接收機接收微弱信號的能力。接收機靈敏度通常以接收最小可分辨輸入信號功率Ｐｍｉｎ來表示。為了使用方便，還可以用最小可接收信號功率相對于某一定標功率電平Ｐ０之比的分貝數(shù)Ａ來表示，即：
Ａ＝１０ｌｇ（Ｐｍｉｎ／Ｐ０）
雷達接收機輸入端的最小可分辨功率通常是很小的，一般在ｐＷ的數(shù)量級，這樣微弱的微波信號，用功率計測量是十分困難的。因此，在工程上，接收機靈敏度的測量不是直接測量接收機輸入端的最小可分辨功率，而是將一已知的標準功率源經(jīng)過數(shù)控衰減器加到接收機輸入端，然后在保證輸出端信噪比為某定值（如１：１）的情況下，將此標準功率（如１ｍＷ）被衰減的分貝數(shù)Ａ作為此接收機的靈敏度（ｄＢ／ｍＷ）值。
４．２ 接收機靈敏度測試方法
接收機靈敏度測試方框圖如圖４所示。微波信號源輸出經(jīng)數(shù)控衰減器、同軸測試電纜接到接收機輸入端，然后將接收機檢波電流輸出接到μＡ表的輸入端。測試步驟如下：
（１）設(shè)定起始噪聲電流，此時微波信號源不輸出，接收機接電，增益置于某規(guī)定值，μＡ表測出起始噪聲電流ＩＮ０。
（２）設(shè)定微波信號源頻率、功率：調(diào)整信號源頻率，使之與接收機調(diào)諧頻率一致，μＡ表指示最大，并設(shè)定信號源輸出功率為１ｍＷ。
（３）確定輸出端信噪比：用數(shù)控衰減器對微波信號源的輸出功率進行衰減，使μＡ表指示為２ＩＮ０，即信噪比為１：１，并記下數(shù)控衰減器的衰減值ｄＡ。
（４）用下式求和計算出靈敏度：
Ａ＝ｄＡ＋ｄＩ＋ｄＴ
式中，ｄＡ為數(shù)控衰減器衰減值，ｄＩ為測試電纜衰減值，ｄＴ饋線損耗。
５ 結(jié)束語
本文介紹了筆者在自己工作中應(yīng)用ＡＴ－２８０的部分情況。實踐證明，將ＡＴ－２８０應(yīng)用在噪聲系數(shù)和靈敏度測試中具有操作簡單，測試精度高等優(yōu)點。
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