一种数字化实时功率控制装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术公开了一种数字化实时功率控制装置，包括：射频预处理单元、功率取样单元、数字控制单元、功率放大器单元、谐波滤波器：射频预处理单元还包括衰减器、视频图形单元和固定增益单元；射频信号依次进入衰减器进行设定增益量值的减少、进入视频图形单元进行设定增益值增加、进入固定增益单元进行固定增益值增加、进入功率放大器单元进行功率放大，得到功率射频信号，该功率射频信号进入谐波滤波器进行谐波滤除，再进入功率采样单元进行模数转换，获取有用数字射频信号，将该有用数字射频信号从信号端发送出去，同时该有用数字射频信号进入数字控制单元进行二次线性转换处理，输出自动电平控制电压，并发送至视频图形单元进行防止失真保护。

【技术实现步骤摘要】

本技术属于自动监测和控制装置
，特别涉及一种数字化实时功率控制装置，适用于短波发射机发送过程中因功率过大而有效保护天线调谐器或功率放大器。
技术介绍
在实际使用中，短波发射机的功率放大器输出功率受温度、电流、电磁环境影响，使得短波发射机的功率放大器输出端通过天线调谐器连接天线时，会因反向功率过大而损坏天线调谐器和功率放大器；此外，短波发射机的射频频段为2-30MHz，且约有15倍频程，导致短波发射机的功率放大器的“频率-输出功率”特性曲线不可能达到理想状态下的平坦直线，由于在不同频率下的阻抗不同，使得短波发射机的发射天线也会较大程度影响频率的驻波比，进而使得短波发射机在2-30MHz的射频频段内输出功率会随频率的改变发生较大变化，采用自动电平控制(ALC)技术后能够确保短波发射机的输出功率保持在相对恒定的功率值上。
技术实现思路
针对以上现状分析，本技术的目的在于提出一种数字化实时功率控制装置，该种数字化实时功率控制装置通过采样芯片进行功率采样，并经数字滤波后由数字信号处理器(DSP)进行功率控制，使得在不影响短波发射机功能的前提下，实现实时监测并控制功率放大器的功率输出，保证功率放大器的功率平稳输出且不会因功率过大而损坏天线调谐器或功率放大器。为达到上述技术目的，本技术采用如下技术方案予以实现。一种数字化实时功率控制装置，包括射频预处理单元、功率取样单元、数字控制单元、功率放大器单元和谐波滤波器：射频预处理单元还包括衰减器、可变增益放大器单元和固定增益单元；可变增益放大器单元包含信号输入端、信号输出端和反馈控制端；功率取样单元包含功率信号输入端和采样输出端；衰减器输出端电连接可变增益单元的信号输入端，可变增益单元的信号输出端电连接固定增益单元输入端，固定增益单元输出端电连接功率放大器单元输入端，功率放大器单元输出端电连接谐波滤波器输入端，谐波滤波器输出端电连接功率取样单元的功率信号输入端，功率取样单元的采样输出端电连接数字控制单元的控制输入端，数字控制单元的控制输出端电连接可变增益放大器单元的反馈控制端；衰减器获取射频信号，并对射频信号进行设定增益量值的减少，得到衰减射频信号，然后衰减射频信号进入可变增益放大器单元进行预设范围增益量值的增加，然后再依次进入固定增益单元进行固定增益量值增加、进入功率放大器单元进行功率放大，得到功率射频信号，该功率射频信号进入谐波滤波器进行无用谐波或二次谐波的滤除，得到滤波后的功放信号，然后将滤波后的功放信号发送至功率采样单元进行设定功率值的取样模数转换，获取有用数字射频功率信号，将该有用数字射频功率信号进行输出，同时该有用数字射频功率信号发送至数字控制单元进行二次线性转换处理，输出自动电平控制电压，该自动电平控制电压用于控制对进入可变增益单元的衰减射频信号进行增益控制。本技术的有益效果：第一，本技术装置在初次运行时需要对功放前端进行参数校正，且使用与当前硬件匹配的校正后的参数才能正确控制功率，校正后的参数存储于本技术装置中，进而使得本技术装置再次运行时能够自动加载校正后的参数，加载或存储校正后的参数过程中必须经过数字校验，能够有效保护电台硬件，使之不会因功率过大而造成损失；第二，本技术装置中的短波主控软件可以向功率控制系统下发指令，并设置功率控制系统的功率阈值、功率过冲时间、功率释放时间。附图说明下面结合附图和具体实施方式对本技术作进一步详细说明。图1为本技术的一种数字化实时功率控制装置的流程示意图；图2为射频信号预处理单元框图；图3为功率放大器单元中的功率放大器前端框图；图4为数字控制单元框图；图5为本技术装置的一种控制软件数据处理的模块划分示意图；图6为本技术装置的工作流程图。具体实施方式参照图1，为本技术的一种数字化实时功率控制装置的流程示意图；该种数字化实时功率控制装置，包括射频预处理单元、功率取样单元、数字控制单元、功率放大器单元和谐波滤波器：射频预处理单元还包括衰减器、可变增益放大器单元和固定增益单元。可变增益放大器单元包含信号输入端、信号输出端和反馈控制端；功率取样单元包含功率信号输入端和采样输出端；衰减器输出端电连接可变增益单元的信号输入端，可变增益单元的信号输出端电连接固定增益单元输入端，固定增益单元输出端电连接功率放大器单元输入端，功率放大器单元输出端电连接谐波滤波器输入端，谐波滤波器输出端电连接功率取样单元的功率信号输入端，功率取样单元的采样输出端电连接数字控制单元的控制输入端，数字控制单元的控制输出端电连接可变增益放大器单元的反馈控制端。衰减器获取射频信号，并对射频信号进行设定增益量值的减少，得到衰减射频信号，然后衰减射频信号进入可变增益放大器单元进行预设范围增益量值的增加，然后再依次进入固定增益单元进行固定增益量值增加、进入功率放大器单元进行功率放大，得到功率射频信号，该功率射频信号进入谐波滤波器进行无用谐波或二次谐波的滤除，得到滤波后的功放信号，然后将滤波后的功放信号发送至功率采样单元进行设定功率值的取样模数转换，获取有用数字射频功率信号，将该有用数字射频功率信号进行输出，同时该有用数字射频功率信号发送至数字控制单元进行二次线性转换处理，输出自动电平控制电压，该自动电平控制电压用于控制对进入可变增益单元的衰减射频信号进行增益控制；其中，衰减器为T型电阻网络，可变增益单元的型号为ADL5331。具体地，数字控制单元部署数字功率控制软件，该数字功率控制软件采用模块化设计，遵循高内聚、低耦合的原则，便于以后的阅读、修改与维护；并且，该数字功率控制软件用于功率控制和参数校正，参数校正用于在更换功率取样单元、参数异常时提供经过校验的参数；功率控制根据更换的功率取样单元和经过校验的参数对电台功率进行实时控制；其中，数字控制单元采用DSP和FPGA的架构，DSP用于数据算法处理，FPGA用于数据采样处理，DSP采用TMS320F2812DSP，FPGA采用XC6SLX4FPGA。参照图2，为射频信号预处理单元框图；射频信号预处理单元实现自适应逻辑电路(ALC)增益控制，射频信号预处理单元包含数模转换器、固定增益单元、可变增益放大器(VGA)和衰减器。可变增益放大器(VGA)包含第一输入端、第二输入端和输出端；衰减器输出端电连接可变增益放本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种数字化实时功率控制装置，其特征在于，包括射频信号预处理单元、功率取样单元、数字控制单元、功率放大器单元和谐波滤波器：射频预处理单元还包括衰减器、可变增益放大器单元和固定增益单元；可变增益放大器单元包含信号输入端、信号输出端和反馈控制端；功率取样单元包含功率信号输入端和采样输出端；衰减器输出端电连接可变增益单元的信号输入端，可变增益单元的信号输出端电连接固定增益单元输入端，固定增益单元输出端电连接功率放大器单元输入端，功率放大器单元输出端电连接谐波滤波器输入端，谐波滤波器输出端电连接功率取样单元的功率信号输入端，功率取样单元的采样输出端电连接数字控制单元的控制输入端，数字控制单元的控制输出端电连接可变增益放大器单元的反馈控制端；衰减器获取射频信号，并对射频信号进行设定增益量值的减少，得到衰减射频信号，然后衰减射频信号进入可变增益放大器单元进行预设范围增益量值的增加，然后再依次进入固定增益单元进行固定增益量值增加、进入功率放大器单元进行功率放大，得到功率射频信号，该功率射频信号进入谐波滤波器进行无用谐波或二次谐波的滤除，得到滤波后的功放信号，然后将滤波后的功放信号发送至功率采样单元进行设定功率值的取样模数转换，获取有用数字射频功率信号，将该有用数字射频功率信号进行输出，同时该有用数字射频功率信号发送至数字控制单元进行二次线性转换处理，输出自动电平控制电压，该自动电平控制电压用于控制对进入可变增益单元的衰减射频信号进行增益控制。...

【技术特征摘要】
1.一种数字化实时功率控制装置，其特征在于，包括射频信号预处理单
元、功率取样单元、数字控制单元、功率放大器单元和谐波滤波器：射频预
处理单元还包括衰减器、可变增益放大器单元和固定增益单元；
可变增益放大器单元包含信号输入端、信号输出端和反馈控制端；功率取
样单元包含功率信号输入端和采样输出端；衰减器输出端电连接可变增益单
元的信号输入端，可变增益单元的信号输出端电连接固定增益单元输入端，
固定增益单元输出端电连接功率放大器单元输入端，功率放大器单元输出端
电连接谐波滤波器输入端，谐波滤波器输出端电连接功率取样单元的功率信
号输入端，功率取样单元的采样输出端电连接数字控制单元的控制输入端，
数字控制单元的控制输出端电连接可变增益放大器单元的反馈控制端；
衰减器获取射频信号，并对射频信号进行设定增益量值的减少，得到衰减
射频信号，然后衰减射频信号进入可变增益放大器单元进行预设范围增益量
值的增加，然后再依次进入固定增益单元进行固定增益量值增加、进入功率
放大器单元进行功率放大，得到功率射频信号，该功率射频信号...

【专利技术属性】
技术研发人员：阮斌，肖俊峰，
申请(专利权)人：陕西烽火电子股份有限公司，
类型：新型
国别省市：陕西;61