基于線(xiàn)性插值的射頻激勵(lì)源的輸出功率校準(zhǔn)方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及功率校準(zhǔn)技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種基于線(xiàn)性插值的射頻激勵(lì)源的輸出功率校準(zhǔn)方法。
【背景技術(shù)】
[0002]在電子測(cè)量?jī)x器中，射頻激勵(lì)源作為一種多用途的射頻頻段的信號(hào)源，廣泛的應(yīng)用于矢量網(wǎng)絡(luò)分析、頻譜跟蹤等各種測(cè)試領(lǐng)域。射頻激勵(lì)源在其頻率范圍內(nèi)輸出的信號(hào)功率必須精確和穩(wěn)定，而功率校準(zhǔn)是實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)的重要方法。整個(gè)功率校準(zhǔn)過(guò)程主要包括二個(gè)部分:一是利用電纜、外部控制設(shè)備、射頻激勵(lì)源和功率計(jì)來(lái)組建校準(zhǔn)平臺(tái)；二是使用外部控制器采用某種校準(zhǔn)算法通過(guò)電纜來(lái)控制射頻激勵(lì)源和功率計(jì)，獲取校準(zhǔn)后的數(shù)據(jù)，并將其存儲(chǔ)在射頻激勵(lì)源的存儲(chǔ)器中，以備射頻激勵(lì)源以后進(jìn)行調(diào)用。
[0003]校準(zhǔn)過(guò)程中使用的外部控制器一般是PC，使用的電纜一般是GPIB電纜、USB電纜或者網(wǎng)線(xiàn)。校準(zhǔn)控制過(guò)程的流程圖如圖1所示，外部的PC同步設(shè)定激勵(lì)源和功率計(jì)的參數(shù)(如頻率等)，然后啟動(dòng)校準(zhǔn)算法程序，激勵(lì)源輸出信號(hào)給功率計(jì)，功率計(jì)測(cè)定信號(hào)的功率后提供功率值給PC ;算法程序結(jié)束后，PC機(jī)將最終的校準(zhǔn)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在激勵(lì)源中。
[0004]校準(zhǔn)過(guò)程中使用的校準(zhǔn)算法比較典型的有二分法、自適應(yīng)演化算法等。自適應(yīng)演化算法由于其復(fù)雜性高，往往需要比較昂貴的設(shè)備來(lái)組建校準(zhǔn)平臺(tái)，并且對(duì)射頻激勵(lì)源的硬件要求較高，一般不適用于射頻激勵(lì)源；現(xiàn)在一般使用的校準(zhǔn)算法是二分法。
[0005]典型的二分法的校準(zhǔn)技術(shù)方案的框圖如圖2所示:校準(zhǔn)開(kāi)始后，首先設(shè)定頻率F、功率P、容差σ以及衰減器的最大值max、最小值min，然后獲取該頻點(diǎn)在衰減器的值為ApA2時(shí)的輸出功率值P !、P20接著，比較P和P:、匕的大小。
[0006]如果P1S P < P 2，則獲取該頻點(diǎn)在衰減器的值為A3= (A !+A2)/2時(shí)的輸出功率值P3。接著，比較P#P P的差值的絕對(duì)值IP3-Pl與容差。。如果IP3-Pl >。，P3-P < O或者P3-P > O時(shí)分別對(duì)應(yīng)變更衰減器的值A(chǔ)JPA2，反復(fù)循環(huán)后，直到|P3-P| ( σ ;如果
P3-P (。，該頻點(diǎn)最優(yōu)的衰減器的值A(chǔ)tes^A3、最優(yōu)的輸出功率值PtesAP3，該頻點(diǎn)的校準(zhǔn)結(jié)束。
[0007]如果P彡P(guān)1，當(dāng)IP-P11彡?時(shí)，該頻點(diǎn)最優(yōu)的衰減器的值A(chǔ)test為A 1、最優(yōu)的輸出功率值PtestS P1，結(jié)束校準(zhǔn)；當(dāng)P-P1 > σ時(shí)，校準(zhǔn)失敗、請(qǐng)求更改P或者σ，結(jié)束校準(zhǔn)。
[0008]如果P彡P(guān)2，當(dāng)IP-P21彡。時(shí)，該頻點(diǎn)最優(yōu)的衰減器的值A(chǔ)test為A 2、最優(yōu)的輸出功率值PtestS P2，結(jié)束校準(zhǔn)；當(dāng)P-P2 > σ時(shí)，校準(zhǔn)失敗、請(qǐng)求更改P或者σ，結(jié)束校準(zhǔn)。
[0009]采用二分法對(duì)射頻激勵(lì)源的校準(zhǔn)頻段內(nèi)的各頻點(diǎn)依次逐個(gè)進(jìn)行校準(zhǔn)，最終完成對(duì)校準(zhǔn)頻段內(nèi)輸出信號(hào)的功率校準(zhǔn)。
[0010]上述用于便攜式激勵(lì)源功率校準(zhǔn)的現(xiàn)有技術(shù)，校準(zhǔn)時(shí)間較長(zhǎng)，生產(chǎn)效率較差，且還需增加硬件成本，因此急需一種對(duì)硬件成本要求小，效率高的新型校準(zhǔn)方法。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0011]本發(fā)明的目的是為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)中存在的缺陷，提供一種基于線(xiàn)性插值的射頻激勵(lì)源的輸出功率校準(zhǔn)方法。
[0012]為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明主要包括以下步驟:
[0013]步驟A:使用連接線(xiàn)將外部控制器、功率計(jì)和待測(cè)射頻激勵(lì)源連接，組成校準(zhǔn)平臺(tái)；
[0014]步驟B:開(kāi)始校準(zhǔn)；
[0015]步驟C:設(shè)定校準(zhǔn)頻段的開(kāi)始頻率Ftegin、終止頻率Fstop和步進(jìn)頻率F
[0016]步驟D:設(shè)置目標(biāo)功率值P。、衰減器的最小步進(jìn)值Δ。、容差值σ。，且確保
σΔ O；
[0017]步驟E:設(shè)置當(dāng)前校準(zhǔn)頻率Ftenip= F begin、計(jì)數(shù)點(diǎn)N=I;
[0018]步驟F:設(shè)置當(dāng)前校準(zhǔn)頻率Ftanp下的最優(yōu)的衰減器的值六,=0、最優(yōu)的輸出功率值Pn= O ;
[0019]步驟G:帶入?yún)?shù)P。、Ftenp, Δ。、σ。，進(jìn)入二分法單頻點(diǎn)校準(zhǔn)子程序進(jìn)行校準(zhǔn)；
[0020]步驟H:使用二分法單頻點(diǎn)校準(zhǔn)子程序進(jìn)行校準(zhǔn)；
[0021]步驟1:二分法單頻點(diǎn)校準(zhǔn)子程序完成校準(zhǔn)后，引出Atest和P best；
[0022]步驟J:更新 An= A best、Pn= P best、N = N+1 ；
[0023]步驟K:判斷Ftent^否等于F stop,如果Ftenp等于F stop,進(jìn)入步驟N ;如果Ftenp不等于Fstcip，進(jìn)入步驟L ；
[0024]步驟L:設(shè)置Ftanp= F tenp+Fstep,如果Ftenip不小于F stop,進(jìn)入步驟M ;如果Ftanp小于Fstop，進(jìn)入步驟F ;
[0025]步驟M:更新Ftemp= F stop,進(jìn)入步驟F ；
[0026]步驟N:完成對(duì)校準(zhǔn)頻段內(nèi)各區(qū)間邊界點(diǎn)的二分法校準(zhǔn)；
[0027]步驟O:代入?yún)?shù)Ftegin、Fstop, Fstep以及序列A ^lJ A N+1，進(jìn)入插值校準(zhǔn)子程序進(jìn)行校準(zhǔn)，其中，AN+1表示對(duì)校準(zhǔn)頻段內(nèi)第N+1個(gè)邊界點(diǎn)進(jìn)行二分法單頻點(diǎn)校準(zhǔn)子程序校準(zhǔn)后，獲得的該頻點(diǎn)處的最優(yōu)的衰減器的值；
[0028]步驟P:使用插值校準(zhǔn)子程序進(jìn)行校準(zhǔn)；
[0029]步驟Q:插值校準(zhǔn)子程序校準(zhǔn)完成后，引出各區(qū)間的衰減器的值的擬合直線(xiàn)的斜率1到K N?’
[0030]步驟R:校準(zhǔn)結(jié)束；
[0031]步驟S:校準(zhǔn)頻段內(nèi)各頻點(diǎn)衰減器的值的輸出，可以分為2類(lèi):
[0032]1.校準(zhǔn)頻段內(nèi)第B個(gè)邊界點(diǎn)的衰減器的值為AB，I彡B彡(N+1);
[0033]2.第M個(gè)區(qū)間內(nèi)的任意頻點(diǎn)f的衰減器的值A(chǔ)f= A M+KMX 。
[0034]其中，I彡M彡N，F(xiàn)m A f彡F m;A M表示對(duì)校準(zhǔn)頻段內(nèi)第M個(gè)邊界點(diǎn)進(jìn)行二分法單頻點(diǎn)校準(zhǔn)子程序校準(zhǔn)后，獲得的該頻點(diǎn)處的最優(yōu)的衰減器的值；Km為第M格區(qū)間的衰減器的值的擬合直線(xiàn)的斜率；FM= Fbegin+(M-1) XFstep0
[0035]步驟T:將校準(zhǔn)后獲得的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在待測(cè)射頻激勵(lì)源的存儲(chǔ)器中。
[0036]在上述技術(shù)方案中，所述步驟H包括以下步驟:
[0037]步驟Hl:開(kāi)始對(duì)當(dāng)前頻點(diǎn)進(jìn)行二分法校準(zhǔn)；
[0038]步驟H2:設(shè)置頻率F = Ftanp、功率P = P。、容差σ = σ。和衰減器的最小步進(jìn)值Δ=Δ0，且 σ 彡 Δ ;
[0039]步驟Η3:設(shè)定S1為衰減器的最大值max、a 2為衰減器的最小值min ；
[0040]步驟H4:設(shè)置衰減器的值A(chǔ)1= a:，獲取該頻點(diǎn)的輸出功率值P1;
[0041 ] 步驟H5:設(shè)置衰減器的值A(chǔ)2= a 2，獲取該頻點(diǎn)的輸出功率值P2;
[0042]步驟H6:比較P和P1' P2的大小，如果Pi< P < P2,進(jìn)入步驟H7 ;如果P彡P(guān)1，進(jìn)入步驟H21 ；
[0043]如果P彡P(guān)2,進(jìn)入步驟H23 ；
[0044]步驟H7:設(shè)置衰減器的值為A3= (A !+A2) /2，獲取該頻點(diǎn)的輸出功率值P3;
[0045]步驟H8:計(jì)算IP3-P 1- σ的值，如果IP3-P | ( σ，進(jìn)入步驟Η12 ;如果| P3-P | > σ，進(jìn)入步驟Η9 ；
[0046]步驟Η9:計(jì)算P3-P的值，如果P3-P < 0，進(jìn)入步驟HlO ;如果P3-P > 0，進(jìn)入步驟Hll ；
[0047]步驟HlO:設(shè)定 a!= A 3、a2= A 2，進(jìn)入步驟 H4 ；
[0048]步驟Hll:設(shè)定B1= A ^ a2= A 3，進(jìn)入步驟H4 ；
[0049]步驟H12:設(shè)定 Atenp= A3, Apre= A3, Ptenp= P 3, Ppre= P 3，其中，Atenp為當(dāng)前的衰減器的值，Apra為上一次的衰減器的值，P tMp為當(dāng)前的功率值，P _為上一次的功率值；
[0050]步驟H13:計(jì)算P3-P的值，如果P3-P < 0，進(jìn)入步驟H14 ;如果P3-P ^ 0，進(jìn)入步驟H16 ；
[0051 ]步驟H14:更新Ppra= P tenp, Apre= A tenp,設(shè)定衰減器的值為Atenp= A tenp- Δ，獲取該頻點(diǎn)的輸出功率值Ptaop;
[0052]步驟H15:計(jì)算Ptenip-P的值，如果Ptenip-P < 0，進(jìn)入步驟H14 ;如果Ptenip-P彡0，進(jìn)入步驟H18 ；
[0053]步驟H16:更新Ppra= P tenp, Apre= A tenp,設(shè)定衰減器的值為Atenp= A tenp+ Δ，獲取該頻點(diǎn)的輸出功率值Ptaop;
[0054]步驟H17:計(jì)算Ptenip-P的值，如果Ptenip-P ( 0，進(jìn)入步驟H18 ;如果Ptenip-P > 0，進(jìn)入步驟H16 ；
[0055]步驟H18:計(jì)算 I Ptenip 1-1 Ppre I 的值，若 I Ptenip | -1 Ppre I < 0，進(jìn)入步驟 H19 ;若PteJ-1PpJ >0，進(jìn)入步驟 H20;
[0056]步驟H19:該頻點(diǎn)最優(yōu)的衰減器的值A(chǔ)test為A tenp,該頻點(diǎn)最優(yōu)的輸出功率值Ptest為Ptenip，進(jìn)入步驟H26 ;
[0057]步驟H20:該頻點(diǎn)最優(yōu)的衰減器的值A(chǔ)best為A pre,該頻點(diǎn)最優(yōu)的輸出功率值Pbest為Ppre，進(jìn)入步驟H26 ；
[0058]步驟H21:判斷是否P-P1 ( ο，如果P-P1 ( σ，進(jìn)入步驟Η22 ;如果P-P1 >σ，進(jìn)入步驟Η25 ；
[0059]步驟Η22:該頻點(diǎn)最優(yōu)的衰減器的值A(chǔ)best為A i，該頻點(diǎn)最優(yōu)的輸出功率值Pbest為P1，進(jìn)入步驟H26 ；
[0060]步驟H23:判斷是否P-P2 ( ο，如果P-P2 ( σ，進(jìn)入步驟Η24 ;如果P-P2 >σ，進(jìn)入步驟Η25 ；
[0061]步驟Η24:該頻點(diǎn)最優(yōu)的衰減器的值A(chǔ)test為A 2，該頻點(diǎn)最優(yōu)的輸出功率值Ptest為P2，進(jìn)入步驟H26 ；
[0062]步驟H25:校準(zhǔn)失敗，請(qǐng)求更改P或者σ ;
[0063]步驟Η26:結(jié)束當(dāng)前頻點(diǎn)二分法校準(zhǔn)。
[0064]在上述技術(shù)方案中，所述步驟P