程控步进衰减器在通信测试设备上设计应用

1、程控步进衰减器在通信测试设备上设计应用摘要：程控衰减器的信号调节和电平控制功能可广 泛应用于通信测试设备中，而利用hmc472lp4e单片集成衰 减器设计的一款宽带程控步进衰减器，更具有较大的动态衰 减范围、优良的衰减精度等优点。关键词：程控步进衰减器；hmc472lp4e；微带传输线 中图分类号：tp393文献标识码：a文章编号： 1009-3044 (2014) 10-2461-03abstract:signal program-controlled attenuatorregulation and level control function can be widely used in

2、communications test equipment now, a new wideband programmable step attenuator, designed by monolithic integrated attenuator with mmic hmc472lp4e, has advantages of larger dynamic attenuation range and excellent attenuation accuracy and so on.key words :programmable step attenuator ；hmc472lp4e； micr

3、ostrip transmission line随着通信技术的发展，数字化、智能化设计对测试设备 提出了较高的要求，测试设备的应用也在不断地向小型化、 低功耗、高可靠性方向发展。微波通信测试系统需要精确的 调节功率电平，因此程控步进衰减器就成了应用的必需。而 单片集成电路（mmic）具有体积小、稳定性好、抗干扰强、 产品性能一致性好和批量成本低等优点，在设备研制中占据 越来越重要的地位。该文主要论述了以hmc472lp4e为核心 衰减器，实现dc-3ghz工作频率、63db衰减范围、ldb步进 的程控衰减器。1 hmc472的框图及原理如图1所示，hmc472是一款gaas mmic数控衰减器

4、，其 主要特性如下：1）0. 5db lsb 步进到 31. 5db2）每位单独控制3）ttl/cm0s兼容控制4）±0. 25db的典型阶跃误差5）单电源+5v供电6）24脚陶瓷4x4smt封装7）最大插入损耗2. 3db3ghz2衰减器的设计为了满足设计需求，如图2所示，我们把两片hmc472lp4e进行级联设计，这样保证了 63db的大动态范围，理论插入损耗为 4. 6db3ghzo因为hmc472的封装小，其引脚在芯片下面，且又不是标准的bga封装，很容易造成短路，所以必须保证良好的pcb 设计，并考虑微带传输线效应。由于实现宽带电路匹配是比较困难的，在设计过程中应 尽量减小

5、误差，利用hittite公司提供的s参数，结合仿真 软件s19000,对电路进行了微带传输线匹配设计，如图3所 示，在zo=50 q左右输入和输出特性阻抗下，其微带线宽度 为wl=1.5，w2=1.45，板材介电常数erl=4. 2,板厚为 hl=0.8，铜箔厚度t1=o. 0787，在两级衰减器输入输出 之间采用1000pf串联电容进行隔直处理，在控制管脚近端 布置330pf的浮地电容来保证低频段的性能。电源质量直接决定了性能的优劣，为此，设计时在电源 输入端布置滤波去耦电容，同时要保证电源线足够的宽度， 以减少传导电阻的影响。在pcb设计中，如图4所示，整版采用大面积铺地铜箔, 以保证信号

6、的屏蔽和隔离。3电路制作与实验结果按照上述设计和要求，制作了电路板并进行了贴片焊接 和电路调试。由于hmc472lp4e的微型封装，给焊接造成不便，必须 使用机器贴装，才能保证产品性能的可靠和一致性。通过实验测试，如表1所示，整个衰减器衰减指标表明 结果与理论仿真结果基本一致。4结束语本设计应用在通信测试设备的程控衰减器部分，作为自 动控制测试系统的重要组成，对准确测量电路的电平指标、 防止电路过载等起到重要作用。该设计提高了测试效率，在 不中断电路的情况下，实现了多状态电路的自动化测试。在 设计中，宽频带的高衰减精度是一个难点，通过选择合适的 衰减器芯片，利用仿真软件进行电磁验证和制作，使得设计 仿真与实验结果符合一致，达到了设计应用的目的。参考文献：1 刘宗武程控衰减器设计技术j.半导体情报， 1999 (5)： 39-42.2 沈昌宏，沈亚.基于金属陶瓷贴片封装的数控衰减 器设计j.电子与封装,2010 (1