模拟式扫频信号源基本构成.docx
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模拟式扫频信号源基本构成
第二章模拟式扫频信号源基本构成
2.1引言
目前常用的微波信号源主要分为三种类型：
模拟式微波扫频信号源、微波合成信号源及微波合成扫频信号源。
这是从实现方式和输出信号的频率特征方面归类的。
微波扫频信号源既可输出快速连续的扫频信号，又可输出点频信号。
其输出信号的指标较差，但价格便宜，可应用于一般的通用测试。
微波合成信号源可输出频率精确、频谱优良的信号，一般还可进行步进和列表扫频，价格较高。
微波合成扫频信号源将以上两种信号发生器有机结合，功能丰富，性能优良，但价格昂贵。
信号源的作用归根结底是为通信或测量提供频谱资源。
要准确地评价信号源的性能特性，必须掌握其输出信号的表征方法。
微波合成源的性能特性主要包括频率特性、输出特性和调制特性三个方面：
一、频率特性
1.频率范围
亦称频率覆盖，即信号源能提供合格信号的频率范围，通常用其上、下限频率说明。
频带较宽的微波信号源一般采用多波段拼接的方式实现。
目前，微波信号源已实现从10MHz到60GHz的同轴连续覆盖;再往上则分别覆盖每个波导波段，最高有178GHz的产品出现。
2.频率准确度和稳定度
频率准确度是信号源实际输出频率与理想输出频率的差别，分为绝对准确度和相对准确度。
绝对准确度是输出频率的误差的实际大小，一般以kHz、MHz等表示;相对准确度是输出频率的误差与理想输出频率的比值。
稳定度则是准确度随时间变化的量度。
合成信号发生器在正常工作时，频率准确度只取决于所采用的频率基准的准确度和稳定度，稳定度还与具体设计有关。
合成器通常采用晶体振荡器作为内部频率基准，影响长期稳定性的主要因素是环境温度、湿度和电源等的缓慢变化，尤其是温度影响。
因此根据需要不同，可分别采用普通、温补、甚至恒温晶振，必要时可让晶振处在不断电工作状态，目前通用恒温晶振的日稳定度可以达到5×10-10，校准后准确度可以超过10-8。
非合成类信号发生器的频率准确度取决于频率预置信号的精度及振荡器的特性，一般情况下在0.1%左右。
3.频率分辨率
信号源能够精确控制的输出频率间隔。
这一指标体现了窄带测量的能力。
它决定于信号源的设计和控制方式。
目前一般可做到1Hz或0.1Hz，理论上可以更精细。
但在一定的频率稳定性前提下，太细的频率分辨率并没有实用意义。
4.频率切换时间
是指信号源从一个输出频率过渡到另一个输出频率所需要的时间。
高速频率切换主要应用于捷变频雷达、跳频通信等电子对抗领域。
直接式合成频率切换时间可以达到微秒级以下，射频锁相合成能达到毫秒级或者更快，宽带微波锁相合成则需要数十毫秒。
5.频谱纯度
理想的信号发生器输出的连续波信号应是纯挣的单线谱，但实际上不可避免地伴有其它多种不希望的杂波和调制输出而影响频谱纯度。
首先是信号的谐波，其次是设计不周而引入的寄生调制、交调、泄漏等非谐波输出，其中倍频器的基波泄漏也称为分谐波；另外一个重要的指标是相位噪声，是随机噪声对载波信号的调相产生的连续谱边带，一般来说越靠近载频越大，因此用距载频某一偏离处单个边带中单位带宽内的噪声功率对载波功率的比表示。
需要特别提出的是，非合成信号源用短稳或剩余调频指标，即一段时间内的最大载波频率变化来定义短期频率稳定度。
但在合成源中消除了有源器件及振荡回路元件不稳定等因素所引起的频率随机漂移，现在倾向于采用载频两侧一定带宽内总调频能量的等效频偏定义剩余调频。
事实上，短稳、剩余调频和相位噪声表征的是同一个物理现象，只是观察角度不同，因而描述的侧重点不一样。
二、输出特性
1.输出电平
一般以功率来计量，规定了特性阻抗后，可以折合为电压。
作为通用微波测量信号源，其最大输出电平应大于0dBm，一般达到+10dBm，大功率应用时要求更高。
作为标准信号源，其最小输出电平应当能够连续衰减到-100dBm以下。
2.电磁兼容性
微波信号发生器必须有严密的屏蔽措施，防止高频电磁场的泄漏，既保证最低电平读数有意义，又防止它干扰其它电子仪器的正常工作。
同时，这也是抵抗外界电磁干扰，保障仪器自身正常工作的需要。
为此各国都有明确的电磁兼容性标准。
3.功率稳定度、平坦度和准确度
表征了信号发生器输出幅度的时间稳定性和在全部频率范围内的幅度一致性和可信度。
具体指标取决于内部稳幅装置，或自动电平控制（ALC）系统的性能。
软件智能补偿已经越来越成为提高综合性能的手段。
另外，实际输出功率还与源阻抗是否匹配有关，一般来说信号源电压驻波比不应大于1.5。
三、调制特性
调制的含义是让微波信号的某个参数随外加的控制信号而改变。
调制特性主要包括调制种类、调制信号特性、调制指数、调制失真、寄生调制等。
调制种类有调幅、调频及调相;调制波形则可以是正弦、方波、脉冲、三角波和锯齿波甚至噪声。
天线测量中会用到对数调幅；雷达测量中还会用到脉冲调制，这是一种特殊的幅度调制。
一般微波信号源除简单的脉冲信号外本身不提供调制信号，而只提供接收各种调制信号的接口，并设置实现微波信号调制的必要驱动电路，从外部注入适当的调制信号才能实现微波信号的调制，称为外调制。
功能更丰富的微波信号源不但接收外部调制信号，还能自己根据需要产生必要的调制信号。
用户只需简单地设定调制方式和调制度即可获得所需的微波调制信号，称为内调制。
其实后者只是内置一个函数波形发生器，属于低频或射频信号源范畴。
2.2微波模拟式扫频信号源基本原理
一、系统组成
扫频测量系统一般包括三个部分：
扫频信号源、测量装置和检测指示设备。
它们在计算机控制管理和处理数据的情况下进行自动测试工作。
如图2.2-1所示。
其中扫频信号源是提供测试信号的必备仪器。
信号源分为点频和扫频两种工作方式。
点频源是指手动改变振荡频率，输出单一频率的信号源。
测量频带响应时，需逐点改变频率，费时，但精确度较高。
利用扫频源显然可以提高测量速度。
扫频源分连续扫频和逐点扫频两种工作方式。
一般情况，连续扫频的精确度低些，适用于一般精确度的测量。
逐点扫频的频率间隔足够小时，在阴极射线示波管或记录仪上，可显示间隔足够小的离散曲线，一般是肉眼无法区分的"连续"曲线。
它能保持点频测量的高精确度，并在计算机控制下，提高工作效率。
图2.2-1扫频测量系统框图
一个微波振荡器，配以必要的控制驱动电路，就构成了最基本的微波信号源。
不同的应用，对信号源的输出有不同的性能特性要求。
更复杂信号源的设计就是围绕微波振荡器施加和优化控制驱动电路，满足不同应用需求的过程。
一般微波信号源的基本框图如图2.2-2所示。
图2.2-2一般微波信号源基本框图
输出信号的频率随时间在一定范围内，按一定规律重复连续变化的信号源，如频率随时间成线性或对数扫描，称为扫频信号源。
在特定的时刻，其输出波形是正弦波，因此，它具有一般正弦信号源的特性。
事实上，扫源也可以设置成输出单一连续波频率的工作状态。
微波扫源的基本原理如图2.2-3所示。
主振电路是扫源的核心，用以产生必要的微波频率覆盖。
可选用连续调谐的宽带微波振荡器承担，如微波压控振荡器（VCO）、YIG调谐振荡器（YTO）、返波管振荡器（BWO）等；主振驱动电路针对微波振荡器的特性进行驱动，还往往需要实现振荡器调谐特性的线性补偿、扫描起始频率和扫频宽度预置等等；扫描发生器产生标准的扫描电压斜坡信号，通过主振驱动器推动主振实现频率扫描，一路输出到显示器作为同步信号之用。
扫频速度，或者说扫描时间，是由扫描发生器来控制的。
调制组件实现微波电平控制，主要部件是线性调制器和脉冲调制器；输出组件则实现输出微波信号的滤波放大、电平检测等；在扫频带宽之内，振荡器输出功率不恒定，加之放大器可能产生寄生调幅，故需加入稳幅环路（ALC）以使输出幅度恒定，ALC系统利用输出组件检测仪器输出电平，自动调节调制组件动作，实现输出电平稳幅（或调幅）；调制驱动器将调制信号变换成相应的驱动信号，并分别施加到对应的执行器件中。
图2.2-3模拟扫频信号发生器基本框图
其中的混频器是为扩展频率而接入的，扫频振荡器输出的信号与本地振荡器信号在混频器作用下，产生基波、谐波的差频与和频信号，根据需要由滤波器选取。
二、对扫频信号源的基本要求
1.在预定频率范围内，要求有良好的调频线性度和恒定的、足够大的功率输出，以减非线性失真和得到较大的测量动态范围；
2.为减小测量误差，要求扫频输出有足够小的寄生调幅和谐波失真；
3.扫频范围可调，以适应测量宽带和窄带元器件的频宽要求；
4.有可变的扫描速度、稳幅和调制等，以便能进行有效的校准和测量。
三、扫频信号源的主要工作特性
1.有效扫频相对带宽：
它是指在满足扫频线性度和振幅平稳度要求下的最大频率覆盖范围与中心频率之比。
通常用相对值表示，
（2.2-1）
式中
为有效扫频范围，等于可覆盖的最高频率与最低频率之差；
为有效扫频范围的中心频率。
2.扫频线性度：
它表示扫频振荡器或其信号源压控特性曲线的非线性程度，如图2.2-4所示。
为偏离线性最大误差，在扫频范围内应尽可能小。
通常用微分特性表示，称为扫频线性系数，有两种表达方法，即
（2.2-2）
式中
为是压控振荡器（VCO）的控制灵敏度，也称为微分增益。
由于非线性扫频误差在各点可能不同，也常表达为
（2.2-3）
图2.2-4电调非线性表示法
用微分差值的大小直接反映了非线性误差的大小。
和
应分别接近1和0；这是比较理想的情况。
3.输出功率平稳度：
扫频信号源平稳的输出功率，是靠自动电平控制（ALC），即由稳幅环路获得的。
其平稳度用下式表达
（2.2-4）
式中
和
为稳幅输出功率起伏的最大值和最小值。
也可以表示为
（2.2-5）
4.谐波分量和剩余调频：
扫频信号源工作于单频
等幅输出时，设输出功率为P0，谐波Nf0和非谐波Mf0的功率分别为PN和PM，则
输出谐波分量
（2.2-6）
输出非谐波分量
（2.2-7）
当单频
工作于等幅输出时，测出剩余调频频偏为
，
愈小愈好。
此外，还有扫描时间、扫频时间、频率标志等工作特性，在此不再一一描述。
2.3扫频振荡器简介
常用的微波扫频振荡器有：
变容二极管电调振荡器、YIG（钇铁石榴石铁氧体）电调振荡器、返波管电调振荡器、反射速调管振荡器等。
第四种调频范围较小，这些电调振荡器都是利用它们自身的电压与振荡频率之间的函数关系来实现电调频的，也称为压控振荡器（VCO）。
下面简介目前使用较多的前三种电调振荡器的基本原理。
一、变容二极管电调扫频振荡器
当变容二极管加上反射偏压V时，PN结电容CD与电压V的关系，可用下式表示
（2.3-1）
式中C0是零偏置时的电容量，VD是接触电位差；硅管的VD约为0.7V。
锗管的VD约为0.2~0.3V；n是PN结的系数，称为电容变化指数，它取决于PN结的结构和杂质分布情况。
变容二极管根据PN结杂质分布情况和电容特性，一般分为三种：
（1）扩散型二极管的杂质分布是缓慢的，称为"缓变结"，其n=1/3；
（2）合金型二极管的杂质分布和空间电荷分布是突变的，称为"突变结"，其n=1/2;（3）另一种是由特殊工艺制成的称为"超突变结"的变容二极管，其n在l~5之间可以作成不同的值。
这三种变容管的电容量CD与反向偏压V的变化关系，如图2.3-1（a）所示。
将变容二极管接入振荡器的振荡回路，再将周期扫描电压加到变容二极管上，则振荡频率就随扫描电压作周期性调频变化。
但从式（2.3-1）看出，CD与反偏V是非线性关系，CD与频率f的关系是:
（2.3-2）
所以，f-V是非线性关系。
为得到线性调频，必须在电路设计上采取适当措施。
例如图2.3-1（b），当反偏扫描电压
时，（
：
直流偏压，
为扫描信号振幅，
为扫描信号频率，由式（2.3-1）得出
表示式为
（2.3-3）
式中
，称为电容调制系数。
是偏置为
时的结电容。
若将
直接接入振荡回路（图2.3-1（c）），则振荡回路频率为
（2.3-4）
由上式看出，只有当n=2时，
，才能得到较理想的线性调频。
如果
，将上式展开成麦克劳林级数
（2.3-5）
由上式可见，当
，且m很小，即扫频范围很小时，
可以忽略，仍可得到线性扫频，其扫频范围为
。
当m不可忽略时，若
，将引入非线性调频误差，且引起中心频率偏移至
。
（a）变容管C-V特性
①缓变结②突变结③超突变结
（b）电调原理
（c）变容管全部接入谐振回路
（d）变容管部分接入谐振回路
图2.3-1变容管调频特性分析
图2.3-2是一种变容管调谐三点式克拉泼电调振荡器电路。
其中Cin是晶体三极管的输入电容。
振荡频率主要决定于L2和CD1以及CD2。
CD1和CD2要求对称串接于回路之中，即CD1=CD2。
L3给变容管提供直流通路。
电感、电容元件参数都将晶体管的寄生参数考虑在内，该电路可工作于较高频率。
变容管串联连接可提高工作频率上限，并使线性度得到一定改善。
图2.3-2变容管电调振荡器及其交流等效电路
二、返波管电调振荡器
返波管是由灯丝极、阴极、栅极、第一阳极和慢波极（或称第二阳极）组成的。
阴极、栅极及第一阳极构成电子枪。
慢波极是一段螺旋线，用它来降低电磁波的相速，使其与电子束的速使相接近。
设慢波系统电磁波相速为Vp，电子束速度为Ve，Ve稍大于Vp为同步条件。
此时，返波管的电子枪产生的电子束与慢波螺旋线的反向行波电磁场（负空间谐波）发生最有效的能量交换，从而获得返波管振荡。
直流磁场对电子束进行聚焦，使返波管的振荡获得最佳功率输出。
慢波极所加的电压决定着电子束与螺旋线中电磁波能量交换的速度，因而也就决定着振荡频率。
返波管的振荡频率随慢波极电压的升高按平方根规律变化。
即：
电子束的运动速度地与第二阳压Ua间关系为
其中q和m分别是电子的电荷量和质量。
振荡频率
，即
其中K是由返波管结构确定的常数。
上式说明，要想得到线性调频
，必须使第二阳极电压按
规律变化。
返波管的电调特性一般如图2.3-4所示。
因此，为了得到与时间成线性的扫频输出，还需要附加一只慢波极电压发生器，产生一个与时间也成指数规律变化的高压，供给返波管的慢波极（图2.3-4（b））。
如图2.3-4（c）中所示，返波管扫频输出波形的频率随时间呈线性关系。
图2.3-3返波管结构与原理图
返波管的电调频率范围一般都在2:
1左右。
例如SE-209型返波管的参数为：
调频范围7.0-12.4GHz，慢波极电压310-2100V，阴极电流9mA，最小输出功率l0mW。
但是返波管振荡器输出功率在扫频范围之内随频率变化很大，最大与最小相差可达l0dB或更大，须加稳幅装置。
（b）慢波极高压波形
（a）返波管电调特性
图2.3-4返波管电调特性曲线
（c）频率输出波形
目前返波管振荡器的工作频率可从1GHz到40GHz，甚至可达110GHz。
返波管电调信号源通常由如下几个部分组成:
频率控制电路、慢波极电压发生器、返波管振荡器、频率标志电路、方波组合及阴极电流调制电路，如图2.3-5所示。
图2.3-5返波管扫频信号源框图
频率控制电路的作用是产生锯齿波扫描信号，控制扫频范围（起止频率和中心频率，和形成频率标志。
频率控制电路的框图示于图2.3-6。
图中的E1和E2是两个反相锯齿波，在取样电路R3、R4中（R3=R4），取出E4=（E1+E2）/2，如图（b）中虚线所示，在0~T时间内，锯齿波电压从Ua升到Ub，对应频率从fa升到fb，改变电位器MW1，即改变锯齿波电压最小点Ua；改变MW2即改变最大点电压Ub，于是调整MW1和MW2可改变起始和终止频率（扫频范围）。
当E1=E2=E时，为单频工作状态，即Ua=Ub，对应频率为f1=f2=f，改变E能改变单频f0。
（a）（b）
图2.3-6返波管电调源频率控制电路一种方案的简图
将图2.3-6的取样电压E3取出来，加到频标产生电路。
如图2.3-7所示，设E3=E4，则E3、E4与频率有相同的对应关系。
设U=U1，则取样电压E5=（U1+E3）/2，E5被两个相同特性的串联二极管限制在0~6V之间作线性变化;当E5经过+3V时，由脉冲形成电路产生一个负脉冲，加到调制电路，产生一个频率标志，该标志对应于E31所产生的微波频率f1（见图2.3-7（b）虚线0）。
若调整电位器MW3使U=U2则E5如图中虚线0所示，当E5经过+3V时，又产生一个负脉冲，而E32此时对应的微波频率是f2，因此，调整MW3可获得移动频标。
相应的标志负脉冲使功率减小，形成尖峰，指示相应的频率。
在扫频信号源面板上，也设有标志输出，以便输出负向尖脉冲供显示器使用。
（a）
（b）
图2.3-7返波电调源产生频标的方法
图2.3-8慢波极放大器的输入、输出电压
慢波极电压发生器把来自频率控制电路的Ua-Ub的锯齿波（直线电压）变换成慢波极电压
的关系。
如图2.3-8所示。
变换方法是通过若干个晶体二极管组成的变换整形网络，使其中的晶体二极管逐个导通，在每个∆t中，锯齿波Ua-Ub的增量相等，而放大器输出电压的增益逐步加大，使输出电压与时间t的平方成正比。
用图2.3-8的输出波形去调制返波管振荡器慢波极电压Ua，即能得到线性调频输出，f=k2t。
同步扫描输出，通常有两种输出方式：
（1）比例扫描输出。
它输出的电压与微波扫频输出信号的频率成正比关系；
（2）固定扫描输出。
它在各种扫频范围内，都输出固定的扫描电压，如+15V电压。
这两种扫描输出信号，都可用于控制显示设备的X轴扫描，以便于观察被测试的波形。
三、YIG电调扫频振荡器
YIG是一种铁氧体材料（钇钇铁石榴石，缩写为YIG），用它制成的电调振荡器（YTO）具有如下特点：
（1）扫频范围宽，可达几个倍频程；
（2）扫频线性度好，不需采用任何线性度措施，可优于0.5%；（3）YlG小球等效为无源谐振器，Q值高（无载Q值约为104）；（4）频谱纯度高；（5）体积小、重量轻、稳定性好、寿命长、可靠性高。
现代的宽带微波扫频信号源几乎无一例外地采用YTO作为核心微波振荡器。
铁氧体材料YIG具有磁调铁磁谐振特性。
把它做成小球。
将小球按一定取向装在高频结构之中，在外置直流磁场H0的作用下，便会发生铁磁谐振，其谐振频率为
f0（MHz）=0.01l2πH0（A/m）
与小球尺寸无关，仅线性地随直流磁场H0变化。
图2.3-9是YIG电调谐振子示意图及其等效谐振电路。
小球的直径一般小于1mm，把小球放在均匀磁场中，并注意它在磁场中的取向，可使其谐振频率的温度系数很小。
锯齿波电流通过励磁线圈使磁场线性变化，其谐振频率就与磁场强度成直线关系。
在实际应用中，偏离线性小于0.1%是不难做到的。
扫频速率的上限约为lGHz/ms。
频率调谐范围可达10:
1。
用于振荡器时，实际调谐范围受振荡器件和传输线的频带限制。
图2.3-9YIG小球谐振子及其等效电路
YIG小球谐振子的等效谐振阻抗表达式为
式中各量的含义分别为：
--自由空间导磁率；v--YIG小球体积；
，
称磁旋比；q--电子电量；m--电子质量；c--光速；
--单晶铁氧体的饱和磁化强度；
（A/m）；
k=l/d--耦合系数（d为小球直径）；
为振荡器工作频率；Q--品质因数
其中∆H定义为保持频率不变，改变偏置磁场，使材料的本征磁化率的虚部等于实部时两个偏置磁场的差，称谐振子的固有线宽。
Nr称横向去磁化因子，对于球形谐振子，有Nr=1/3。
将YIG小球接入晶体管或耿氏管电路中，即组成YIG电调振荡器，其电原理图示于图2.3-10。
其中图（a）是共基极磁调谐振荡器，将YIG小球谐振子接在发射极，在产生磁场的线包上加入扫描电流，即得到扫频输出。
L1、L2是扼流电感，C1是高频旁通电容，C3是隔直电容，C是集电结结电容，Lb是基极引线电感，发射极电感包括发射极引线电感和耦合环的自感，用Le表示。
CL是匹配电容，RL为输出负载。
如果进一步分析其等效电路，还需考虑基极与发射极之间的结电容Cb、基极电阻r和该三极管的共基电流放大系数。
分析表明：
外电路参数Lb、CL和Le，其中的Lb是极关键的一个设计参数，对振荡器的负阻特性有明显影响，常称为半可调元件。
图（b）是磁调耿氏管振荡器示意图，根据YIG特性，利用相互垂直的两个耦合环，使小球分别与耿氏管和输出电路耦合，以减少两者的相互影响。
（a）YIG电调晶体管振荡器原理图（b）YIG电调耿氏管振荡器示意图
图2.3-10YlG电调振荡器原理图
图2.3-11示出一种YIG电调信号源微波部分的简单原理框图，按波段要求，做成各波段的高频头插件，由主机程控其输出的各种功能。
图中只画出驱动产生调频信号和稳幅的大致过程，以说明主要方框之间的关系。
为了使YIG调谐振荡（YTO）获得线性调频，将来自主机的三角波扫描信号0~10V线性电压送到YTO驱动器，YTO驱动器的作用是将0~l0V线性电压变换为不同频段所需要的线性电流，即调谐电流。
将调谐电流加到磁激励主线圈上，给YIG小球加上线性变化的磁场，遂使YTO产生线性调频输出的微波扫频信号。
再经过PlN调制器和取样定向耦合器主线输出。
取样定向耦合器经过副线取出不平稳的幅度信号，由检波器检测幅度变化值，送到调幅放大器，将幅度变化的误差信号送到PIN调制器，进行反调，使定向耦合器主线获得稳幅输出。
YTO驱动器还具有修正磁场非线性的功能，补偿由于磁滞、磁迟延引起的磁场非线性变化，以减小剩余调频。
所以还需从来自主机的三角波信号中取一部分直接送入YTO驱动器，作为补偿电路修正之用。
图2.3-11一种YIG电调信号源简图
2.4微波扫频信号源的稳幅原理
微波扫频信号源应该包括宽带调频振荡器（可含倍频器）、扫描控制电路、频标及稳幅反馈环（ALC）等部分。
扫频振荡器的幅频特性通常是不均匀的，或存在寄生调幅，因此，为了使扫频源有恒定输出，必须采取稳幅措施。
稳幅的办法是通过电压负反馈构成稳幅环路来实现自动电平控制，以使扫频输出保持恒定不变。
常用的控制方法有控制振荡管的偏压、控制宽带放大器增益和利用PIN管电调衰减特性等稳幅措施。
稳幅有内外之分。
在扫频信号源内完成稳幅过程为内稳幅。
它简单方便，不需进行外部连接电路。
但内稳幅的取样点距测量点较远。
信号在传输过程中可能会引入接头等失配误差。
为此，还常需要进行外稳幅。
如图2.4-1所示。
下面结合该图说明稳幅环路的作用。
信号源的稳幅反馈环路有两个作用。
第一，保持扫频输出的功率恒定不变（不稳幅的扫频源在倍频程频段内可能变化10dB或更大）。
第二，适当设计稳幅反馈环，能有效地改善信号源匹配性能。
实际上，加有稳幅环的扫频源是一个等效源，如图2.4-2的虚线以左所示。
这个等效源的输出口是定向耦合器的输出端口。
一、稳幅过程
如图2.4-1所示。
设振荡器的输出功率增加到P1+∆P1，经过PIN调制器为P2+∆P2经耦合器为P3+∆P3，再经误差检测网络变换为直流电压，并与标准直流电压比较得出增量∆V，∆V经过直流放大器变换为电流增量∆Ip，设PIN调制器的衰减量与∆Ip成正比，则产生相应的衰减增量使功率P2+∆P2减小，即输出功率P4+∆P4减小并趋于恒定。
反之亦然。
为了说明数量关系，设：
l.PIN调制器（PIN电调衰减器）的电流-衰减特性曲线的斜率为K1（dB/mA），
（dB/mA），∆Ip是直流放大器的误差调整电流，它引起调制器衰减变化量为∆Ap（dB）。
2.定向耦合器的耦合度
dB。
图2.4-1
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