一種低相噪頻標切換分配放大設備的製作方法
2023-05-08 21:35:56 3
專利名稱：一種低相噪頻標切換分配放大設備的製作方法
技術領域：
本發明屬於電子信息技術領域，具體涉及一種低相噪頻標切換分配放大設備。
背景技術：
隨著電子信息技術的不斷進步，各個領域對頻率標準信號的需求量越來越大，精度要求也越來越高，特別是在武器試驗、航空航天等高端應用領域中，低相位噪聲頻率標準信號的重要性日益凸顯。高精度的頻率標準信號是實現高精度時間統一的重要保證。時統設備頻率源(例如高穩晶振、原子鐘等)輸出的頻率標準信號的精度較高，相位噪聲較低，但由於受到帶載能力的限制一般只有一路頻標信號輸出，不能直接用於多用戶系統。因此，現有技術難以實現支持多路輸出且相位噪聲低的頻率標準信號。
發明內容
本發明實施例提供了一種低相噪頻標切換分配放大設備，解決了現有技術中難以實現支持多路輸出且相位噪聲低的頻標信號的技術問題。為達到上述目的，本發明的實施例採用如下技術方案該低相噪頻標切換分配放大設備包括輸入切換模塊，用於接收兩路頻標信號，以及切換控制信號，並根據所述切換控制信號選擇所述兩路頻標信號中的一路頻標信號輸出；區分放大模塊，用於接收所述輸入切換模塊輸出的頻標信號，並將該頻標信號區分放大為至少兩路頻標信號；電源模塊，用於為所述輸入切換模塊和所述區分放大模塊供電。優選的，所述輸入切換模塊包括輸入單元，用於接收兩路頻標信號，並對所述兩路頻標信號進行阻抗匹配和濾波處理；切換單元，用於接收切換控制信號，並根據所述切換控制信號選擇所述兩路頻標信號中的一路頻標信號輸出。優選的，所述區分放大模塊包括兩個相同的區分放大子模塊；每個所述區分放大子模塊包括兩級運算放大電路，其中第一級為I個運算放大電路，第二級為12個運算放大電路。每個所述運算放大電路中包括運算放大器LMH6702，以及偏置電路、反饋電路、濾波電路和阻抗匹配電路。進一步，該低相噪頻標切換分配放大設備還包括頻標監測模塊，用於對輸入到所述輸入切換模塊的頻標信號，以及所述區分放大模塊輸出的頻標信號進行功率監測。優選的，所述頻標監測模塊中包括接收信號強度指示(Received SignalStrength Indicator, RSSI)電路，所述RSSI電路中設有對數放大器AD8310。進一步,該低相噪頻標切換分配放大設備還包括發光二極體(Light Emitting Diode, LED)指示模塊,用於顯示所述輸入切換模塊、所述區分放大模塊和所述電源模塊的工作狀態。優選的，所述LED指示模塊中設有四運算放大器LM324。優選的，所述輸入切換模塊接收的兩路頻標信號為時統信號。與現有技術相比，本發明所提供的上述技術方案具有如下優點將兩路相位噪聲低的頻標信號輸入至輸入切換模塊，可以在其中一路頻標信號不可用時，由輸入切換模塊根據外部輸入的切換控制信號切換至另一路頻標信號，以實現頻標信號源的熱備份，提高系統的可靠性。頻標信號從輸入切換模塊輸入至區分放大模塊後，區分放大模塊將該頻標信號區分放大為至少兩路相位噪聲較低的頻標信號，以支持多路頻標信號輸出，從而實現了支持多路輸出且相位噪聲低的頻標信號。
為了更清楚地說明本發明實施例中的技術方案，下面將對實施例描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發明的一些實施例，對於本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他的附圖。圖1為本發明的實施例1所提供的低相噪頻標切換分配放大設備的內部結構的示意圖；圖2為本發明的實施例2所提供的低相噪頻標切換分配放大設備的內部結構的示意圖；圖3為本發明的實施例2中輸入切換模塊的示意圖；圖4為本發明的實施例2中區分放大子模塊的示意圖；圖5為本發明的實施例2中運算放大電路的電路圖；圖6為本發明的實施例2中RSSI電路的電路圖；圖7為本發明的實施例2中LED指示模塊的電路圖。
具體實施例方式下面將結合本發明實施例中的附圖，對本發明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發明一部分實施例，而不是全部的實施例。基於本發明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有付出創造性勞動的前提下所獲得的所有其他實施例，都屬於本發明保護的範圍。實施例1 :如圖1所示，本發明實施例所提供的低相噪頻標切換分配放大設備包括輸入切換模塊1，用於接收兩路輸入的頻標信號A、B,以及切換控制信號，並根據切換控制信號從A、B兩路頻標信號中選擇一路頻標信號輸出。優選的,頻標信號A和頻標信號B為時統設備頻率源輸出的頻標信號，頻率範圍為5MHz-20MHz，功率範圍為4dBm_13dBm，高穩晶振、原子鐘等頻率源輸出的頻標信號相位噪聲較低，具有較高的信號精度。
區分放大模塊2，用於接收輸入切換模塊I輸出的頻標信號，並將該頻標信號區分放大為至少兩路頻標信號。電源模塊3，用於為上述輸入切換模塊I和區分放大模塊2供電。電源模塊3選用低紋波線性電源，電源輸出電壓經過Π型濾波電路濾波處理後向輸入切換模塊I和區分放大模塊2供電。本發明實施例提供的低相噪頻標切換分配放大設備，將兩路相位噪聲低的頻標信號輸入至輸入切換模塊I，可以在其中一路頻標信號不可用時，由輸入切換模塊根據外部輸入的切換控制信號切換至另一路頻標信號，以實現頻標信號源的熱備份，提高系統的可靠性。頻標信號從輸入切換模塊I輸入至區分放大模塊2後，區分放大模塊2將該頻標信號區分放大為至少兩路相位噪聲較低的頻標信號，以支持多路頻標信號輸出，從而實現了支持多路輸出且相位噪聲低的頻標信號。實施例2:本實施例是在實施例1的基礎上的進一步擴展，如圖2和圖3所示，本實施例中輸入切換模塊具體包括:輸入單元11，用於接收兩路頻標信號，並由其中的阻抗匹配電路111對兩路頻標信號分別進行阻抗匹配，由濾波處理電路112對兩路頻標信號進行濾波處理。切換單元12，用於接收外部切換控制信號，本實施例中以邏輯門信號(Transistor-Transistor Logic,TTL)電平作為切換控制信號。切換單元12內設有幹簧繼電器，根據接收的切換控制信號由幹簧繼電器選擇兩路頻標信號中的一路頻標信號輸出。上述輸入單元11中的頻標信號輸入接口和切換單元12中的外部切換控制信號輸入接口均為絕緣刺刀螺母連接器(Bayonet Nut Connector, BNC)母座。進一步，如圖2和圖4所示，本實施例中，區分放大模塊2包括兩個相同的區分放大子模塊20。每個區分放大子模塊20包括兩級運算放大電路，其中第一級為I個運算放大電路2-1，第二級為12個運算放大電路2-2。區分放大模塊2與輸入切換模塊I之間採用SMA (Sub-Miniature-A)接口連接，從輸入切換模塊I輸入至區分放大模塊2的頻標信號分為兩路，分別輸入兩個區分放大子模塊20，並在每個區分放大子模塊20中區分放大為12路頻標信號，也就是區分放大模塊2將輸入的頻標信號共區分放大為24路頻標信號。另外，24路頻標信號的輸出接口均為絕緣BNC母座。如圖5所示，在區分放大子模塊20中，每個運算放大電路均包括高速低噪聲電流反饋型運算放大器LMH6702，及其外圍由低噪聲電阻電容組成的偏置電路、反饋電路、濾波電路和阻抗匹配電路。其中Cl為輸入濾波電容；C2、R2、R3、R4構成偏置電路；C23、R22、C25構成電源濾波電路；C22、R24、R25構成反饋電路；R26、C24構成輸出匹配濾波電路。運放電路中可通過對反饋電路參數的調整來改變輸出頻標信號的功率，從而實現了對輸入的頻標信號的區分和放大，在不改變頻標信號相位噪聲特性的前提下由I路輸入區分放大為24路輸出。進一步,如圖2所示,本發明實施例中的低相噪頻標切換分配放大設備,還包括頻標監測模塊4，用於對輸入到輸入切換模塊I的2路頻標信號，以及區分放大模塊2輸出的24路頻標信號進行功率監測。與區分放大模塊2類似，頻標監測模塊4也包括兩個相同的頻標監測子模塊40。每個頻標監測子模塊40中均包括接收信號強度指示(Received Signal StrengthIndicator，RSSI)電路，如圖6所示，RSSI電路中設有具有高速電壓輸出的多級解調對數放大器AD8310，AD8310可對直流信號或低於440MHz的交流信號進行解調輸出。在外圍電路的配合下，AD8310將被監測的頻標信號功率轉換為電壓輸出，RSSI電路通過監測AD8310的輸出電壓就可確定被監測的頻標信號的功率大小是否滿足輸出要求。本實施例中，AD8310及其外圍電路中的元器件均選用低噪聲器件。進一步，本發明實施例提供的低相噪頻標切換分配放大設備，還包括發光二極體(Light Emitting Diode,LED)指示模塊5,用於顯示輸入切換模塊1、區分放大模塊2和電源模塊3的工作狀態。如圖7所示，LED指示模塊5中設有帶差動輸入的四運算放大器LM324及其附屬電路。LM324將接收到的信號與相應的參考電壓進行比較，並通過比較結果來實現各個LED指示燈的控制，從而實現切換單元的2種狀態、2路頻標信號輸入的狀態、24路頻標信號輸出的狀態和電源狀態共29個LED指示燈的指示。本發明實施例提供的低相噪頻標切換分配放大設備，與實施例1相比，能夠對輸入、輸出的頻標信號進行監測，並將各路頻標信號的狀態通過LED指示燈進行顯示，能夠提高系統的實時性和直觀性。另外，本實施例中，各個元器件均採用高精度、低相噪的元器件，因此能夠提供相噪很低的多路輸出的頻標信號。當然，與實施例1相比，本實施例中的電源模塊除為輸入切換模塊和區分放大模塊供電之外，還為頻標監測模塊和LED指示模塊供電。以上所述，僅為本發明的具體實施方式
，但本發明的保護範圍並不局限於此，任何熟悉本技術領域的技術人員在本發明揭露的技術範圍內，可輕易想到的變化或替換，都應涵蓋在本發明的保護範圍之內。因此，本發明的保護範圍應以權利要求的保護範圍為準。
權利要求
1.一種低相噪頻標切換分配放大設備，其特徵在於，包括: 輸入切換模塊，用於接收兩路頻標信號，以及切換控制信號，並根據所述切換控制信號選擇所述兩路頻標信號中的一路頻標信號輸出； 區分放大模塊，用於接收所述輸入切換模塊輸出的頻標信號，並將該頻標信號區分放大為至少兩路頻標信號； 電源模塊，用於為所述輸入切換模塊和所述區分放大模塊供電。
2.根據權利要求1所述的放大設備，其特徵在於，還包括: 頻標監測模塊，用於對輸入到所述輸入切換模塊的頻標信號，以及所述區分放大模塊輸出的頻標信號進行功率監測。
3.根據權利要求1或2所述的放大設備，其特徵在於，還包括: LED指示模塊，用於顯示所述輸入切換模塊、所述區分放大模塊和所述電源模塊的工作狀態。
4.根據權利要求1所述的放大設備，其特徵在於，所述輸入切換模塊包括: 輸入單元，用於接收兩路頻標信號，並對所述兩路頻標信號進行阻抗匹配和濾波處理； 切換單元，用於接收切換控制信號，並根據所述切換控制信號選擇所述兩路頻標信號中的一路頻標信號輸出。
5.根據權利要求1所述的放大設備，其特徵在於:所述區分放大模塊包括兩個相同的區分放大子模塊； 每個所述區分放大子模塊包括兩級運算放大電路，其中第一級為I個運算放大電路，第二級為12個運算放大電路。
6.根據權利要求5所述的放大設備，其特徵在於:每個所述運算放大電路中包括運算放大器LMH6702，以及偏置電路、反饋電路、濾波電路和阻抗匹配電路。
7.根據權利要求2所述的放大設備，其特徵在於:所述頻標監測模塊中包括接收信號強度指示電路。
8.根據權利要求7所述的放大設備，其特徵在於:所述接收信號強度指示電路中設有對數放大器AD8310。
9.根據權利要求1所述的放大設備，其特徵在於:所述LED指示模塊中設有四運算放大器LM324。
10.根據權利要求1所述的放大設備，其特徵在於:所述輸入切換模塊接收的兩路頻標信號為時統信號。
全文摘要
本發明實施例公開了一種低相噪頻標切換分配放大設備，屬於電子信息技術領域。解決了現有技術中難以實現支持多路輸出且相位噪聲低的頻標信號的技術問題。該低相噪頻標切換分配放大設備，包括輸入切換模塊，用於接收兩路頻標信號，以及切換控制信號，並根據所述切換控制信號選擇所述兩路頻標信號中的一路頻標信號輸出；區分放大模塊，用於接收所述輸入切換模塊輸出的頻標信號，並將該頻標信號區分放大為至少兩路頻標信號；電源模塊，用於為所述輸入切換模塊和所述區分放大模塊供電。本發明可應用於武器試驗、航空航天等應用領域。
文檔編號H03F1/26GK103078595SQ20121058645
公開日2013年5月1日 申請日期2012年12月28日 優先權日2012年12月28日
發明者陳旭東, 呂桂華, 劉和平, 劉鋒, 李和戰, 郭向陽 申請人:中國人民解放軍63921部隊