一種幅度均衡器的制造方法
【專利摘要】本實(shí)用新型公開了一種幅度均衡器，包括П型RC濾波網(wǎng)絡(luò)和反饋支路，輸入信號從幅度均衡器的信號輸入端輸入，部分信號經(jīng)過П型RC濾波網(wǎng)絡(luò)和反饋支路后從幅度均衡器的信號輸出端輸出，由于電容具有選頻特性，電阻與電容的串、并聯(lián)可以優(yōu)先通過某些頻段的信號，從而引起不同頻率信號幅度的改變，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)幅度均衡。本實(shí)用新型的技術(shù)方案，通過僅包括電阻和電容的串、并聯(lián)所呈現(xiàn)的選頻特性對不同頻率范圍的信號進(jìn)行幅度均衡，解決了無源集總元件幅度均衡器在工作頻率較高時(shí)因電感的寄生參數(shù)而引入設(shè)計(jì)誤差的問題。
【專利說明】一種幅度均衡器

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及電子線路【技術(shù)領(lǐng)域】，特別涉及一種幅度均衡器。

【背景技術(shù)】
[0002]信號的傳輸過程中，特別是寬帶信號的傳輸過程中，可能經(jīng)常發(fā)生信號幅度出現(xiàn)較大的波動，這種波動主要來自于信號經(jīng)傳輸鏈路中不同元器件產(chǎn)生的微小波動的累積和外界噪聲的干擾。信號幅度的不平整性將導(dǎo)致整個(gè)信號鏈路的靈敏度和穩(wěn)定性下降，幅度均衡技術(shù)用于補(bǔ)償輸出信號幅度的不平坦度，可以使出現(xiàn)波動的信號幅度重新趨于平穩(wěn)。
[0003]目前，幅度均衡器主要采用同軸諧振腔、波導(dǎo)、微帶線和集總元件來制作，但同軸諧振腔和波導(dǎo)均衡器在體積和重量方面都不占優(yōu)勢，不適用于對質(zhì)量和體積要求較為嚴(yán)格的應(yīng)用場合。微帶均衡器通常一次加工成型，調(diào)試時(shí)無法改變微帶相關(guān)參數(shù)，因此，要求加工與仿真幾乎不能存在偏差，這在一定程度上限制了它的應(yīng)用。無源集總元件幅度均衡器通常采用電容、電感和電阻制作，通過電抗元件的諧振來均衡在某一頻率范圍內(nèi)的信號的幅度畸變。然而，由于電阻、電感和電容構(gòu)成的RLC諧振網(wǎng)絡(luò)在工作頻率較高時(shí)所需要的電感值很小，通常在納亨利量級甚至更小，小到使用無鐵芯繞線電感很難實(shí)現(xiàn)，并且繞線電感在高頻下凸顯的寄生參數(shù)如寄生電容引起的自諧振也顯著地增加了均衡網(wǎng)絡(luò)的調(diào)試難度。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0004]本實(shí)用新型提供了一種幅度均衡器，以解決無源集總元件幅度均衡器在工作頻率較高時(shí)因電感的寄生參數(shù)而引入設(shè)計(jì)誤差的問題。
[0005]本實(shí)用新型提供的一種幅度均衡器，包括Π型RC濾波網(wǎng)絡(luò)和反饋支路；
[0006]所述Π型RC濾波網(wǎng)絡(luò)包括第二電阻R2、第三電阻R3、第四電阻R4、第一電容Cl、第三電容C3 ;其中，
[0007]第三電阻R3接在所述幅度均衡器信號輸入端與輸出端之間，第一電容Cl接在所述幅度均衡器信號輸入端與第三電阻R3之間，另一端連接第二電阻R2，第二電阻R2另一端接地，第三電容C3 —端接在第三電阻R3與幅度均衡器信號輸出端之間，另一端連接第四電阻R4，第四電阻R4的另一端接地；
[0008]所述反饋支路包括第二電容C2，第二電容C2—端連接在第一電容Cl與第二電阻R2之間，另一端連接在第三電容C3與第四電阻R4之間。
[0009]優(yōu)選地，上述幅度均衡器還可以包括第一電阻Rl和第五電阻R5，第一電阻Rl接在所述幅度均衡器信號輸入端與第三電阻R3之間，另一端接地，第五電阻R5 —端連接在第三電阻R3與所述幅度均衡器信號輸出端之間，另一端接地。
[0010]本實(shí)用新型的有益效果是:輸入信號從幅度均衡器的信號輸入端輸入，部分信號經(jīng)過第二電阻R2、第一電容I第三電阻R3、第三電容C3、第四電阻R4構(gòu)成的Π型RC濾波網(wǎng)絡(luò)和由第二電容C2構(gòu)成的反饋支路后從幅度均衡器的信號輸出端輸出，由于電容具有選頻特性，電阻與電容的串、并聯(lián)可以優(yōu)先通過某些頻段的信號，從而引起不同頻率信號幅度的改變，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)幅度均衡。在優(yōu)選方案中，調(diào)節(jié)第一電阻Rl和第五電阻R5的阻值可以調(diào)節(jié)匹配、改善駐波和插入損耗。
[0011]本實(shí)用新型提供的幅度均衡器，不含有電感，僅通過電容和電阻串、并聯(lián)所呈現(xiàn)的選頻特性對不同頻率范圍的信號進(jìn)行幅度均衡，解決了無源集總元件幅度均衡器在工作頻率較高時(shí)因電感的寄生參數(shù)而引入設(shè)計(jì)誤差的問題。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0012]圖1為本實(shí)用新型實(shí)施例提供的一種幅度均衡器電路原理圖；
[0013]圖2為本實(shí)用新型實(shí)施例提供的另一種幅度均衡器電路原理圖；
[0014]圖3為本實(shí)用新型實(shí)施例提供的一種負(fù)斜率線性均衡電路仿真結(jié)果曲線圖；
[0015]圖4為本實(shí)用新型實(shí)施例提供的一種負(fù)斜率拋物線均衡電路仿真結(jié)果曲線圖；
[0016]圖5為本實(shí)用新型實(shí)施例提供的另一種負(fù)斜率線性均衡電路仿真結(jié)果曲線圖。

【具體實(shí)施方式】
[0017]為使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面將結(jié)合附圖對本發(fā)明實(shí)施方式作進(jìn)一步地詳細(xì)描述。
[0018]首先對實(shí)施例所使用的技術(shù)名詞、簡寫或縮寫解釋如下:
[0019]負(fù)斜率均衡器:是指隨著頻率的增加，均衡器的衰減量逐漸減?。?br> [0020]線性:是指均衡器的衰減量與頻率近似成線性關(guān)系；
[0021]拋物線:是指均衡器的衰減量與頻率近似成拋物線函數(shù)關(guān)系；
[0022]分貝(dB):是一種度量信號輸出幅度與輸入幅度比值的方法，如果輸出與輸入量均為電壓量，且分別表示為Uo與ui,則分貝可以表示為dB = 201g(uo/ui),其中Ig是以10為底數(shù)的對數(shù)函數(shù)符號；
[0023]freq, GHz:是指頻率，單似為吉赫茲，即19赫茲；
[0024]dB(S(2, I)):是指輸出(端口 2)幅度與輸入(端口 I)幅度的比值，并用分貝表示；
[0025]插入損耗:是指與沒有均衡網(wǎng)絡(luò)相比，增加均衡網(wǎng)絡(luò)后通帶內(nèi)信號幅度損耗的最小值，并用分貝表示。
[0026]參見圖1，圖1是本實(shí)用新型實(shí)施例提供的一種幅度均衡器電路原理圖。本發(fā)明實(shí)施例提供的幅度均衡器包括:π型RC濾波網(wǎng)絡(luò)和反饋支路；
[0027]所述Π型RC濾波網(wǎng)絡(luò)包括第二電阻R2、第三電阻R3、第四電阻R4、第一電容Cl、第三電容C3 ;其中，
[0028]第三電阻R3接在所述幅度均衡器信號輸入端與信號輸出端之間,第一電容Cl接在所述幅度均衡器信號輸入端與第三電阻R3之間，另一端連接第二電阻R2，第二電阻R2另一端接地，第三電容C3—端接在第三電阻R3與幅度均衡器信號輸出端之間，另一端連接第四電阻R4，第四電阻R4的另一端接地；
[0029]所述反饋支路包括第二電容C2，第二電容C2—端連接在第一電容Cl與第二電阻R2之間，另一端連接在第三電容C3與第四電阻R4之間。
[0030]本實(shí)用新型的幅度均衡器，信號經(jīng)過端口 I輸入，部分信號經(jīng)過第二電阻R2、第一電容I第三電阻R3、第三電容C3、第四電阻R4構(gòu)成的π型RC濾波網(wǎng)絡(luò)和由第二電容C2構(gòu)成的反饋支路后由端口 2輸出，由于電容具有選頻特性，上述電阻與上述電容的串、并聯(lián)構(gòu)成的Π型RC濾波網(wǎng)絡(luò)和反饋支路可以優(yōu)先通過某些頻段的信號，從而引起不同頻率信號幅度的改變，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)幅度均衡。
[0031]優(yōu)選的，參見圖2，圖2為本實(shí)用新型實(shí)施例提供的另一種幅度均衡器電路原理圖。在本實(shí)施例中所述幅度均衡器還包括第一電阻Rl和第五電阻R5，第一電阻Rl接在所述Π型RC濾波網(wǎng)絡(luò)信號輸入端與第三電阻R3之間，另一端接地，第五電阻R5 —端連接在第三電阻R3與所述Π型RC濾波網(wǎng)絡(luò)信號輸出端之間，另一端接地。在該優(yōu)選實(shí)施例中，第一電阻Rl和第五電阻R5用于調(diào)節(jié)匹配、改善駐波和插入損耗。
[0032]在實(shí)際應(yīng)用中，本實(shí)用新型的幅度均衡器處理的信號為I?8GHz的寬帶信號。所述的電阻為帶封裝的電阻或者不帶封裝的薄膜電阻，所述帶封裝電阻的封裝形式包括表貼封裝，所述不帶封裝的薄膜電阻的薄膜材料包括氮化鉭材料。
[0033]所述的電容為帶封裝的電容或者不帶封裝的薄膜電容、叉指電容，所述的帶封裝電容的封裝形式包括表貼封裝，所述不帶封裝的薄膜電容、叉指電容所使用的介質(zhì)材料包括二氧化硅材料。
[0034]優(yōu)選的，所述電阻和所述電容為0402、0603、0805表貼封裝形式。
[0035]所述幅度均衡器還包括用于連接所述電阻和/或電容的微帶線或者導(dǎo)線。
[0036]優(yōu)選的，所述的微帶線阻抗為50 Ω，厚度為I μ m?5mm之間,材料為銅。
[0037]優(yōu)選的，所述的導(dǎo)線為有絕緣外殼的導(dǎo)線，金屬導(dǎo)體材質(zhì)為銅、鋁或銀。
[0038]所述幅度均衡器還包括用于制造所述幅度均衡器的板材，所述板材材料可以為FR-4epoxy,厚度為I毫米；優(yōu)選為羅杰斯R04003 (Rogers R04003)板材，厚度為0.1mm?5mm ο
[0039]本實(shí)用新型優(yōu)選實(shí)施例提供了五個(gè)電阻、三個(gè)電容，用于連接電容和電阻的微帶線和相應(yīng)的板材材料。通過改變上述電阻、電容的值來調(diào)整均衡器的幅度衰減量來匹配需要均衡的信號。本實(shí)用新型除了采用印刷電路板工藝之外，所述電容、電阻還可以采用低溫共燒陶瓷工藝(LTCC)進(jìn)行三維空間集成，由此帶來的顯著優(yōu)點(diǎn)為:(I)體積更?。?2)重量更輕；(3)可靠性高；(4)電氣性能更好；(5)使用安裝更方便。因此，非常適合用于移動通信終端及對體積和質(zhì)量有嚴(yán)格要求的應(yīng)用場合。
[0040]如圖2所示，假設(shè)端口 I的輸入信號電壓幅度為U0與端口 2的輸出信號電壓幅度為Ui，電路工作頻率為W，根據(jù)電路的拓?fù)浼s束和元件約束，可以得到:
[0041]
UO(Jw) ___tti(jw)
— JwM4" RyW + R2 ^ CiCT2 + jiv* R-, R^R4R-C-Cl.)

Ri(R4 — Ir2 )R.RM:2 + R2 R3Ri W-C1 — JRsRf
+(J?w2C —/?■)( 1: 1 )+(R^+ R5)RzR4^Crz^ R2R5RiR5ClC2C5
3 4 3 i?3 R5(R4 - R^R.R.n-a + R1RiRjXrq - JRiRi
「00421 八 mijjw) ‘ — [ B( jw)￡ I} ('(Jw)_f — } B(Jw) p| E(Jw) f(2)
I ?h.m — ?D(j?.)F71WmF — Ic(jw)FiDiMf-
[0043]其中:
[0044]IB (jw) 12 = [ (C1C3-C2CfC1C2) R2R3R4R5W3-R3R5W]2(3)
[0045]+ [R2R32R4R5W4C1C2C3- (R2C^R2C1-R4C3-R4C2) R3R5W2]2
[0046]C(jw) I2 = [(R4-R2) R32R5WC^R2R32R5WC1 ]2+R34R52(4)
[0047]ID (jw) 12 = [ (R3R4R5-R2R3R4-R2R4R5) W3C2CjR2R3R5W3C1C3+ (R3+R5) (C3-C2) R2R4W3C1
[0048](5)
[0049]- (R3+R5) w] 2+ [ (R3+R5) (C1R2-C2R^C3R4) w2+ (R3-R5) R4W2C2]2
[0050]IE (jw) 12 = [ (R4-R2) R3R5WC^R2R3R5WC1] 2+R32R52(6)
[0051]根據(jù)(I)?(6)式可知，幅度均衡器的幅度隨頻率特性的改變由所述第二電阻R2、所述第三電阻R3、所述第四電阻R4、所述第五電阻R5和所述第一電容Cl、所述第二電容C2、所述第三電容C3調(diào)節(jié)實(shí)現(xiàn)。
[0052]所述幅度均衡器的通帶內(nèi)信號衰減幅度表示為:
[0053]dB = 201g (uo/ui)(7)
[0054]如圖2所示，所述的幅度均衡器中所述第一電阻R1、所述第二電阻R2、所述第三電阻R3、所述第四電阻R4、所述第五電阻R5、所述第一電容Cl、所述第二電容C2、所述第三電容C3采用0603封裝形式,微帶線敷銅厚度為5 μ m,寬度為1.2mm,板材材料為FR_4epoxy,厚度為1mm，調(diào)節(jié)上述電阻值或者上述電容值，獲得幅度均衡器的仿真結(jié)果。
[0055]需要說明的是，上述的第一電阻Rl、第二電阻R2、第三電阻R3、所述第四電阻R4、第五電阻R5可以通過多個(gè)電阻串聯(lián)、并聯(lián)實(shí)現(xiàn)不同電阻值；上述第一電容Cl、第二電容C2、第三電容C3可以采用多個(gè)電容串聯(lián)和/或并聯(lián)實(shí)現(xiàn)不同電容值。
[0056]一種實(shí)施例，第一電阻Rl = 1.21^、第二電阻1?2 = 11^、第三電阻1?3 = 100 Ω、第四電阻R4 = 600Ω、第五電阻R5 = 100K Ω，第一電容Cl = 43nF、第二電容C2 = 87nF、第三電容C3 = 0.5pF，仿真結(jié)果如圖3所示。
[0057]圖3是本實(shí)用新型實(shí)施例提供的一種負(fù)斜率線性均衡電路仿真結(jié)果曲線圖，在本實(shí)施例中，幅度均衡器的衰減幅度dB(S(2，I))與信號頻率freq近似成線性關(guān)系，衰減幅度范圍是-6.5dB?-2.5dB，信號頻率范圍是IGHz?8GHz，幅度均衡量為4dB，通帶內(nèi)插入損耗為2.5dB。
[0058]一種實(shí)施例，第一電阻Rl = 750Ω、第二電阻R2 = 500Ω、第三電阻R3 = 2.2ΚΩ、第四電阻R4 = 200Ω、第五電阻R5 = 40ΚΩ，第一電容Cl = 51nF、第二電容C2 = 90nF、第三電容C3 = 0.8pF，仿真結(jié)果如圖4所示。
[0059]圖4是本實(shí)用新型實(shí)施例提供的一種負(fù)斜率拋物線均衡電路仿真結(jié)果曲線圖，在該實(shí)施例中，幅度均衡器的衰減幅度dB(S(2，I))與信號頻率freq近似成拋物線函數(shù)關(guān)系，衰減幅度范圍是-1OdB?-2dB，信號頻率范圍是IGHz?8GHz，幅度均衡量為8dB，通帶內(nèi)插入損耗為2dB。
[0060]再一種實(shí)施例，第一電阻R1 = 69KQ、第二電阻R2 = 98KQ、第三電阻R3 = 350Q、第四電阻R4 = 70ΚΩ、第五電阻R5 = 100ΚΩ，第一電容Cl = 31nF、第二電容C2 = 90nF、第三電容C3 = 0.2pF，仿真結(jié)果如圖5所示。
[0061]圖5是本實(shí)用新型實(shí)施例中的另一種負(fù)斜率線性均衡電路仿真結(jié)果曲線圖，在該實(shí)施例中，幅度均衡器的衰減幅度dB(S(2，I))與信號頻率freq近似成線性關(guān)系，衰減幅度范圍是-6.5dB?-2.5dB，信號頻率范圍是IGHz?8GHz，幅度均衡量為8dB，通帶內(nèi)插入損耗為4dB。
[0062]綜上，本實(shí)用新型幅度均衡器的幅度衰減和插入損耗可通過所述的第一電阻Rl、所述第二電阻R2、所述第三電阻R3、所述第四電阻R4、所述第五電阻R5和所述第一電容Cl、所述第二電容C2、所述第三電容C3的值來調(diào)整，幅度均衡器的衰減幅度可調(diào)、衰減規(guī)律可調(diào)。
[0063]以上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并非用于限定本發(fā)明的保護(hù)范圍。凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種幅度均衡器，其特征在于，包括:Π型RC濾波網(wǎng)絡(luò)和反饋支路； 所述π型RC濾波網(wǎng)絡(luò)包括第二電阻R2、第三電阻R3、第四電阻R4、第一電容Cl、第三電容C3 ;其中， 第三電阻R3接在所述幅度均衡器信號輸入端與信號輸出端之間,第一電容Cl 一端接在所述幅度均衡器信號輸入端與第三電阻R3之間，另一端連接第二電阻R2，第二電阻R2另一端接地，所述第三電容C3 —端接在第三電阻R3與幅度均衡器信號輸出端之間，另一端連接第四電阻R4，第四電阻R4的另一端接地； 所述反饋支路包括第二電容C2，所述第二電容C2 —端連接在第一電容Cl與第二電阻R2之間，另一端連接在第三電容C3與第四電阻R4之間。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的幅度均衡器，其特征在于，還包括第一電阻Rl和第五電阻R5 ;所述第一電阻Rl —端接在所述幅度均衡器信號輸入端與第三電阻R3之間，另一端接地，所述第五電阻R5 —端連接在第三電阻R3與所述幅度均衡器信號輸出端之間，另一端接地。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的幅度均衡器，其特征在于，所述幅度均衡器處理的信號為I?8GHz的寬帶信號。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的幅度均衡器，其特征在于，所述幅度均衡器的幅度衰減量由所述第一電阻Rl、所述第二電阻R2、所述第三電阻R3、所述第四電阻R4、或所述第五電阻R5的阻值調(diào)整，或者由由所述第一電容Cl、所述第二電容C2、或所述第三電容C3的容值調(diào)整。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的幅度均衡器，其特征在于， 所述第一電阻Rl、所述第二電阻R2、所述第三電阻R3、所述第四電阻R4、或所述第五電阻R5的不同電阻值通過多個(gè)電阻串聯(lián)和/或并聯(lián)實(shí)現(xiàn)； 所述第一電容Cl、所述第二電容C2、或所述第三電容C3的不同電容值通過多個(gè)電容串聯(lián)和/或并聯(lián)實(shí)現(xiàn)。
6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的幅度均衡器，其特征在于，所述的第一電阻R1、第二電阻R2、第三電阻R3、第四電阻R4或第五電阻R5為帶封裝的電阻或者不帶封裝的薄膜電阻；所述帶封裝電阻的封裝形式包括表貼封裝，所述不帶封裝的薄膜電阻的薄膜材料包括氮化鉭材料。
7.根據(jù)權(quán)利要求2所述的幅度均衡器，其特征在于，所述的第一電容Cl、第二電容C2、或第三電容C3為帶封裝的電容或者不帶封裝的薄膜電容、叉指電容；所述的帶封裝電容的封裝形式包括表貼封裝，所述不帶封裝的薄膜電容、叉指電容所使用的介質(zhì)材料包括二氧化硅材料。
8.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的幅度均衡器，其特征在于，還包括用于連接所述電阻和/或電容的微帶線或者導(dǎo)線。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的幅度均衡器，其特征在于，所述的微帶線阻抗為50Ω，厚度為I μ m-5mm之間，材料為銅；所述的導(dǎo)線為有絕緣外殼的導(dǎo)線，金屬導(dǎo)體材質(zhì)為銅、鋁或銀。
10.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的幅度均衡器，其特征在于，還包括用于制造所述幅度均衡器的板材，所述板材包括FR-4印oxy、羅杰斯R04003板材。
【文檔編號】H04L25/03GK204089876SQ201420361757
【公開日】2015年1月7日 申請日期:2014年7月1日 優(yōu)先權(quán)日:2014年7月1日
【發(fā)明者】鄧慶文, 范童修, 盧勝軍 申請人:中國電子科技集團(tuán)公司第三十六研究所