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1、第47卷第5期武汉大学学报(理学版)Vol147No152001年10月J.WuhanUniv.(Nat.Sci.Ed.)Oct.2001,577～580文章编号:025329888(2001)0520577204数控衰减器的设计0蒋铁珍,石振华,吴世才,王淑融(武汉大学电子信息学院,湖北武汉430072)摘要:根据高频电路阻抗匹配的原则,利用微型真空继电器和贴片电阻网络以及单片机控制技术,设计和制作了一种数码控制的衰减器,它通过一个4×4的数字键盘对衰减量的大小进行设置,并可提供衰减量的数字显示,具有体积小、工作频率高、可靠性好、功能强、操作方便、适用面广等优点1关键词:单片
2、机;数控衰减器;双层屏蔽;0型网络;微型继电器中图分类号:TN98文献标识码:A0引言1数控衰减器的组成及工作过程衰减器是一种常用的电子测量设备,它通常插1.1衰减电路在信号源与负载之间,用于调节信号的大小,防止负衰减电路如图1所示,由8组0型网络构成衰载电路过载,工作频率可达到超高频,因此通常在减器的基本单元,他们的衰减量分别是1,2,4,8,雷达,通信,遥测等领域及各种仪器和仪表,家用电16,20,30,40dB,微型继电器是用来切换这8组基器中得到广泛应用.如传统的电位器,它也是一种本单元而设置的控制元件,它们的触点接触电阻小衰减装置,能连续可调,可很难定量指示其衰减量的
3、于0.18,断开时的分布电容≤2pF,保证衰减器的大小,也不容易做到阻抗匹配1文献[1]公开了用继工作频率达到1GHz后衰减量误差≤1%1继电器电器和晶体管作为开关电路的衰减器1这种装置实受集成块MC1413驱动,用2块MC1413驱动8个为一个电控开关,主要用来对有线电视信号的通断微型继电器,而MC1413的控制则由数字控制部分进行控制,其衰减量大小不能改变1文献[2]介绍的衰减器由于器件本身的频率特性,不能够工作在高频段1文献[3]采用数字控制和电调相结合设计衰减器,其衰减量不能随数字量的大小呈非线性变化,且衰减随温度的变化比较复杂1本文介绍一种利用单片机控制的用微型真空继
4、电器和贴片电阻网络组成的衰减器,这种衰减器可通过一个4×4的数字键盘对衰减器的衰减量进行设置,对衰减量的增减进行控制,并能显示其衰减量的大小1具有适用面广,使用更为方便等特点.它的主要技术指标如下:频率范围0～1GHz,衰减范围0～120dB,步进为1dB,特性阻抗508,驻波系数≤1.2～1.4,衰减误差≤图1衰减电路图1%,最大输入电压5V1收稿日期:20012052100通讯联系人基金项目:国家863计划资助项目(8632818201202)作者简介:蒋铁珍(19772),女,硕士生,现从事高频地波雷达研究1578武汉大学学报(理学版)第47卷传送的二进制代码来实现.比如
5、从数字控制部分传送的二进制代码为00111001,此时集成块MC1413的输出使图1中的第3,4,5,8个继电器被驱动,对应的0型网络被接入,因此他们的衰减量为4+8+16+40=68(dB).文献[4]介绍了精密贴片电阻组成的固定衰减量的各种网络模型,本衰减器选用0型网络,具体图20型网络结构示意图结构如图2所示,根据阻抗匹配的原则(输入输出阻抗为508)连接,其电阻值的设计见本文第2章1文献[5]指出电磁继电器就是一种利用电磁力来切换接触点的开关型电子器件1本文所选的JRW212M微型继电器的工作原理如图3所示,当没有控制信号加入时,继电器不工作,触点K1,K2接在常闭的位
6、置,信号和衰减网络处于断开状态,而图3微型继电器的结构图当有控制信号加入时继电器吸合,K1,K2和衰减网成,左边部分为精密衰减器,内部还有一个小屏蔽络接通,信号经衰减后输出1盒,右边盒内为数字控制部分和电源供电电路1A,1.2数控电路B为两个SMA高频电缆插座,作为信号的输入输数控部分如图4所示由AT89C51,74LS244,出接口,C为一个两芯航空插座,作为220V交流电8155,4×4数字键盘,三位动态扫描LED数码显示源输入.当C口接入电源后衰减器开始工作,从键等电路组成,通过它实现总衰减量为120dB,变化盘输入一个十进制数值后,通过8155使数码管显步长为1dB的增
7、减控制1数码管能清晰地显示衰示,并通过查表方式将控制码通过AT89C51的P1减量的大小1图4中8155是一种通用的接口芯片,口送到74LS244缓冲器,控制衰减部分的两个它的作用是使MCUAT89C51实现对键盘输入数据MC1413,信号从A口输入依次经过受MC1413驱的读入和对数码管显示的控制,当键盘输入一个十动的继电器控制的衰减器(控制码为0,衰减量为进制数值,MCUAT89C51通过8155读入并经变码0,信号直通;控制码为1,选择此衰减电路,实现一后送入显示缓冲区,供数码管显示.
