本發明屬于教學實驗裝置領域，具體涉及一種多模塊教學實驗選擇通路的插入損耗及相位誤差修正裝置。

背景技術：

在高校電子與信息工程類專業諸如微波工程、通信工程類課程的教學活動中，需要通過對信號鏈路中的單元模塊電路提取出來進行測試來幫助學生加深對相關知識的理解，認識相關單元模塊電路，掌握相關單元模塊電路的工程應用，以提高學生的實踐操作能力和工程應用能力。現有技術方案中多模塊教學實驗選擇通路的構成如圖1所示：

實驗選擇通路由共用通路和專用通路組成，其中，共用通路是各教學實驗選擇通路中的公共部分，其分為前后兩段，由各條教學實驗選擇通路所共用，專用通路是各條教學實驗選擇通路獨自使用的部分，包含各路實驗模塊選擇開關與實驗模塊之間的電路。

將單元模塊電路切換到實驗輸入、輸出接口，通過實驗測試設備直接開展單元模塊電路測試實驗，上述實驗選擇通路主要有以下缺點：1.將信號鏈路中的各種單元電路提取出來并切換到實驗輸入、輸出接口，會引入插入損耗和相位誤差；2.插入損耗具有頻響；3.插入損耗、相位誤差的引入沒有得到修正，導致實驗測試結果不能正確地反映單元模塊電路的特性。

技術實現要素：

本發明的目的在于提出一種多模塊教學實驗選擇通路的插入損耗及相位誤差修正裝置，以消除多模塊教學實驗測試結果中由實驗選擇通路引入的插入損耗和相位誤差，使得測試結果能夠真實反映單元電路的特性。

為了實現上述目的，本發明采用如下技術方案：

多模塊教學實驗選擇通路的插入損耗及相位誤差修正裝置，包括實驗輸入接口、輸入端實驗模塊選擇電路、輸入端專用通路、實驗模塊、輸出端專用通路、輸出端實驗模塊選擇電路、專用通路修正電路以及實驗輸出接口；其中：

專用通路修正電路用于模擬輸入端專用通路及輸出端專用通路的幅度、相位特性；

實驗輸入接口和實驗輸出接口各有1個；

輸入端實驗模塊選擇電路和輸出端實驗模塊選擇電路均包含n+1路選擇開關；

輸入端專用通路和輸出端專用通路均有n路，實驗模塊有n個；

每個實驗模塊對應一路輸入端實驗模塊選擇電路的選擇開關、一路輸入端專用通路、一路輸出端專用通路、一路輸出端實驗模塊選擇電路的選擇開關，其中：

輸入端實驗模塊選擇電路的選擇開關、輸入端專用通路、實驗模塊、輸出端專用通路以及輸出端實驗模塊選擇電路的選擇開關通過信號線依次連接，共同構成了一路實驗選擇通路；

輸入端實驗模塊選擇電路的第n+1路選擇開關、專用通路修正電路以及輸出端實驗模塊選擇電路的第n+1路選擇開關通過信號線依次連接，共同構成了參考通路。

優選地，所述專用通路修正電路的插入損耗設計為輸入端專用通路引入的插入損耗與輸出端專用通路引入的插入損耗之和，所述專用通路修正電路的相位誤差設計為輸入端專用通路引入的相位誤差與輸出端專用通路引入的相位誤差之和。

優選地，所述專用通路修正電路采用的元器件和信號線與輸入端專用通路以及輸出端專用通路采用的元器件和信號線相同，且所述專用通路修正電路采用的信號線長度與一路輸入端專用通路以及一路輸出端專用通路采用的信號線長度之和相等。

優選地，所述輸入端實驗模塊選擇電路和輸出端實驗模塊選擇電路均是由一級或多級單刀多擲射頻開關組成，且每路選擇開關的幅度、相位特性均相等。

優選地，所述誤差修正裝置還包括測試設備；

測試設備的兩個端口分別通過一根測試電纜與實驗輸入接口、實驗輸出接口連接。

本發明具有如下優點：

本發明在現有多模塊教學實驗選擇通路的基礎上設計了一條參考通路，該參考通路由實驗輸入接口、輸入端實驗模塊選擇電路的第n+1路選擇開關、專用通路修正電路、輸出端實驗模塊選擇電路的第n+1路選擇開關以及實驗輸出接口通過信號線依次連接組成，其中專用通路修正電路用于模擬輸入端專用通路及輸出端專用通路的幅度、相位特性。本發明通過設計上述參考通路，實驗時將參考通路的插入損耗和相位誤差作為參考對測試設備進行校準，消除了多模塊教學實驗測試結果中由實驗選擇通路引入的插入損耗和相位誤差，使得測試結果能夠真實反映單元電路的特性。

附圖說明

圖1為現有技術中多模塊教學實驗選擇通路的構成示意圖；

圖2為本發明中多模塊教學實驗選擇通路的插入損耗及相位誤差修正裝置的原理框圖；

其中，1-實驗輸入接口，2-輸入端實驗模塊選擇電路，3-輸入端專用通路，4-實驗模塊，5-輸出端專用通路，6-輸出端實驗模塊選擇電路，7-專用通路修正電路，8-實驗輸出接口，9-參考通路，10-測試設備。

具體實施方式

本發明的基本思想是：設計一個參考通路，通過對參考通路校準，以參考通道的幅度、相位特性作為修正項實現各教學實驗選擇通路插入損耗及相位誤差的修正。

下面結合附圖以及具體實施方式對本發明作進一步詳細說明：

多模塊教學實驗選擇通路的插入損耗及相位誤差修正裝置，包括實驗輸入接口1、輸入端實驗模塊選擇電路2、輸入端專用通路3、實驗模塊4、輸出端專用通路5、輸出端實驗模塊選擇電路6、專用通路修正電路7以及實驗輸出接口8。其中：

實驗輸入接口1和實驗輸出接口8各有1個。

輸入端實驗模塊選擇電路2和輸出端實驗模塊選擇電路6均包含n+1路選擇開關。

優選地，輸入端實驗模塊選擇電路2和輸出端實驗模塊選擇電路6均是由一級或多級單刀多擲射頻開關組成，且每路選擇開關的幅度、相位特性均相等。

此處的相等可以理解為完全相等，也可以理解為無限接近。

輸入端專用通路3和輸出端專用通路5均有n路，實驗模塊4有n個。

將n個實驗模塊4依次標記為實驗模塊一、實驗模塊二……實驗模塊n。

每個實驗模塊4對應一路輸入端實驗模塊選擇電路2的選擇開關、一路輸入端專用通路3、一路輸出端專用通路5、一路輸出端實驗模塊選擇電路6的選擇開關，其中：

實驗輸入接口1、輸入端實驗模塊選擇電路的選擇開關2、輸入端專用通路3、實驗模塊4、輸出端專用通路5、輸出端實驗模塊選擇電路的選擇開關6以及實驗輸出接口8通過信號線依次連接，共同構成了一路實驗選擇通路。

依次類推，本發明中的實驗選擇通路總共有n路。

實驗輸入接口1、輸入端實驗模塊選擇電路2的第n+1路選擇開關、專用通路修正電路7、輸出端實驗模塊選擇電路6的第n+1路選擇開關以及實驗輸出接口8通過信號線依次連接，共同構成了參考通路9。

本發明設計的參考通路，利用專用通路修正電路7模擬輸入端專用通路3及輸出端專用通路4的幅度、相位特性。專用通路修正電路7的插入損耗設計為輸入端專用通路3引入的插入損耗與輸出端專用通路5引入的插入損耗之和，專用通路修正電路7的相位誤差設計為輸入端專用通路3引入的相位誤差與輸出端專用通路5引入的相位誤差之和。

例如輸入端專用通路3引入的插入損耗和相位誤差分別為(δa1，δφ1)，輸出端專用通路5引入的插入損耗和相位誤差分別為(δa2，δφ2)，則本發明中專用通路修正電路7要設計為插入損耗和相位誤差分別為(δa1+δa2，δφ1+δφ2)。

實驗選擇通路上的插入損耗和相位誤差是由電路上的元器件參數和信號線參數共同影響的，為了修正由輸入端專用通路3和輸出端專用通路5引起的插入損耗和相位誤差，專用通路修正電路7要用與輸入端專用通路3以及輸出端專用通路5相同的元器件和信號線。

另外，本發明中專用通路修正電路7采用的信號線長度與一路輸入端專用通路3以及一路輸出端專用通路5采用的信號線長度之和相等。

此外，本發明在進行多模塊教學實驗選擇通路的插入損耗和相位誤差修正過程中還用到了測試設備10，該測試設備例如可以采用但不限于網絡分析儀。

測試設備10的兩個端口分別通過一根測試電纜與實驗輸入接口1、實驗輸出接口8連接。

測試設備10產生的射頻信號由實驗輸入接口1進入參考通路9，通過控制輸入端實驗模塊選擇電路2的射頻開關選通參考通路9，再通過專用通路修正電路7進行幅度和相位的修正，修正后的射頻信號經過輸出端實驗模塊選擇電路6的射頻開關選通后輸出到實驗輸出接口8，最終輸出到測試設備10進行校準。由于參考通路9的幅度、相位特性與實驗選擇通路的幅度、相位特性相一致，所以修正后的測試設備10再通過實驗選擇通路對實驗模塊進行測試時，其測試數據逼近于實驗模塊(即單元電路)的真實特性。

參考通路9采用分段模擬的方法對多模塊教學實驗選擇通路進行模擬，創新性的使用實驗輸入接口1、輸入端實驗模塊選擇電路2、輸出端實驗模塊選擇電路6和實驗輸出接口8及其之間的信號線模擬教學實驗選擇通路的共用通路部分的幅度、相位特性。

通過使用測試設備10對參考通路9進行修正，修正后的測試設備10消除了教學實驗選擇通路的共用通路部分的幅度、相位特性對測試數據的干擾。

進行修正時，將測試設備10的兩個通道通過測試電纜分別接到實驗輸入接口1和實驗輸出接口8，通過控制輸入端實驗模塊選擇電路2以及輸出端實驗模塊選擇電路6選通參考通路9，操作測試設備10進行幅度和相位的校準。校準后測試設備10測得的數據中修正了教學實驗選擇通路引入的插入損耗和相位誤差(δa1+δa2，δφ1+δφ2)。使用修正后的測試設備10對實驗模塊的幅度、相位特性進行測試，其測試結果逼近于實驗模塊的真實特性。

本發明使用參考通路9對測試設備10進行修正，所述參考通路9設計的實現方法是采用分段模擬的方法，分別對多模塊教學實驗選擇通路的共用通路和專用通路的幅度、相位特性進行模擬，使用專門設計的參考通路9的幅度、相位特性作為修正項，對測試設備10進行校準，實現了對提取單元電路開展實驗時的實驗選擇通路幅度和相位誤差的修正。

當然，以上說明僅僅為本發明的較佳實施例，本發明并不限于列舉上述實施例，應當說明的是，任何熟悉本領域的技術人員在本說明書的教導下，所做出的所有等同替代、明顯變形形式，均落在本說明書的實質范圍之內，理應受到本發明的保護。