T/R組件收發轉換時間的測試方法

■ 章露/江蘇金陵機械制造總廠

0 引言

T/R組件的構成隨雷達系統對性能的要求有所不同，具體電路的實現也有很大的差異，從目前T/R組件的技術特點來看，T/R組件大體分為模擬式和數字式兩類。模擬式T/R組件的輸入、輸出皆為射頻信號，一般有三種基本結構，即收發分離結構、共用移相器結構和Common Leg結 構；數 字 式T/R組件直接通過數字頻率合成（DDS）來控制組件的頻率、幅度以及相位等參數，但DDS輸出頻率不是很高，通常需采用變頻技術來達到T/R組件所需的工作頻率。現階段模擬式T/R組件的技術已經十分成熟，本文主要介紹收發分離結構的T/R組件收發轉換時間測試的具體方法。

1 收發分離結構T/R組件

收發分離結構的T/R組件主要指有單獨的發射通道和單獨的接收通道的T/R組件，兩者相互獨立且具有較高的通道間隔離度。這種結構T/R組件的特點是線性度較好，通常應用于對系統隔離性能要求較高的場合。由于發射、接收采用各自的通道，每個通道都需要配置移相器和衰減器，應用的單元電路較多，電路結構也較為復雜。

T/R組件一般的主要性能指標包括工作頻率、發射輸出功率、占空比、接收支路增益、接收支路噪聲系數、移相精度、衰減精度、輸入輸出駐波以及收發轉換時間等。其中，收發轉換時間是一個相對比較重要的性能指標，是指T/R組件在工作期間，從發射關閉狀態切換到接收打開狀態以及從接收關閉狀態切換到發射打開狀態需要耗費的時間。在高重復頻率的工作方式下的T/R組件，精確測量其收發轉換時間是非常重要的。

2 測試

2.1 芯片介紹

某型延時電路芯片采用CMOS工藝，內置基準延時電路，可將COMS/TTL輸入脈沖信號延時并擴展占空比，輸出高精確時隙的脈沖信號，其結構示意如圖1所示。

圖1 延時電路芯片結構示意圖

2.2 工作原理

將T/R組件發射關閉至接收打開時間記為t1，接收關閉至發射打開時間記為t2，延時電路芯片引腳CON1、CON2、CON3、CON4為預留控制端，用于有限調整延時量，通過金絲鍵合接地實現調整。由于4個控制端有16種組合，反復鍵合易損傷焊盤，因此通過制作延時電路芯片單片測試系統尋找合適的組合，使t1、t2符合指標要求。

延時電路芯片上電后，在信號輸入 端IN、RS1、RS2、TS1、TS2輸 入COMS/TTL脈沖信號。通過測試R1、R2、T1、T2信號輸出端來確定延時量。在T/R組件中，IN信號輸入端由TP脈沖電平控制，RS1、RS2、TS1、TS2信號輸入端由某型波束控制專用電路產生的接收控制字（STDR1、STDR2）和發射控制字（STDT1、STDT2）控制。接收控制字和發射控制字的加載由TR脈沖電平控制，且接收控制字與TR信號同向，發射控制字與TR信號反向。T/R組件收發控制時序如圖2所示。TP信號上升沿超前TR信號上升沿，TP信號下降沿滯后TR信號下降沿。

圖2 T/R組件收發時序控制示意圖

經上述分析可得，通過脈沖信號發生器模擬TP、TR脈沖信號，提供延時芯片信號輸入端IN、RS1、RS2、TS1、TS2所需信號，由R1、R2、T1、T2得到的延時信號即為T/R組件發射關閉至接收打開時間t1、接收關閉至發射打開時間t2的測試值。

2.3 測試過程

1）延時電路芯片單片測試系統

有封裝的芯片（如DIP封裝），可以直接采用鉤針在芯片管腳處進行芯片的供電及電信號的測量。而在高密度封裝的T/R組件中，由于延時電路芯片為裸芯片，為了方便測試，通過金絲鍵合（見圖3）與KD-80177-E管殼相連，形成延時電路芯片單片測試系統，完成鍵合后對鍵合點和管殼引腳進行測試，避免引線鍵合出現遺漏，如圖4所示。

圖3 延時電路芯片金絲鍵合圖

圖4 延時電路芯片單片測試系統

2）測試方法

延時電路芯片單片測試系統測試方法如圖5所示，由電源提供延時電路芯片工作電壓，將延時電路芯片信號輸入端IN、RS1、RS2、TS1、TS2用電纜連接至脈沖信號發生器，作為脈沖信號輸入；R1、R2、T1、T2信號輸出端連接至示波器。

圖5 延時電路芯片單片測試原理圖

脈沖信號發生器OUT1、OUT2、分別提供延時芯片IN、RS1、TS1脈沖信號發生器通道1和通道2頻率、占空比和延時，用于模擬TP信號上升沿超前T/R信號上升沿時間，使用示波器測量R1、T1信號。

延時電路芯片引腳CON1、CON2、CON3、CON4在片內已懸空作上拉，通過接地實現調整，4個CON端有16種組合，對每種組合分別進行測試，發射關閉至接收打開時間t1的測試結果如表1所示。

表1 16種組合測試結果

根據表1中的測試結果，選擇發射關閉至接收打開時間較短即CON1接地。當前狀態下對t2進行測試，延時電路芯片測試結果如圖6所示。

圖6 延時電路芯片測試結果

3 總結

本文以典型的延時電路芯片為例，介紹了在收發分離結構的T/R組件中收發轉換時間的測試方法，在裸芯片難以測試的情況下搭建單片測試系統，從而降低了測試難度，同時也可保證測試的準確性，可為T/R組件的設計和修理提供指導。