一种高隔离度输入输出级大动态范围功率检测电路制造技术

本发明专利技术公开了一种高隔离度输入输出级大动态范围功率检测电路，涉及射频通信领域，解决现有检测电路输入输出级不能同时检测，以及体积大，成本高，且校准复杂的技术问题，本申请文件采用的一种高隔离度输入输出级大动态范围功率检测电路，包括射频信号采集预处理模块1和功率检测模块之间进行信号传输，所述功率检测模块包括功率选段单元2，信号转换单元3，显示及控制单元4；本发明专利技术通过将信号功率调整到功率电压转换芯片和A/D转换芯片的线性区，调高检测的精准度，而且调整功率耦合模块的耦合度，减小耦合度时，可测量射频功率上下限整体下调，相反则上调。相反则上调。相反则上调。

【技术实现步骤摘要】
一种高隔离度输入输出级大动态范围功率检测电路


[0001]本专利技术涉及射频通信领域，具体涉及一种高隔离度输入输出级大动态范围功率检测电路。

技术介绍

[0002]功率检测在射频通信及雷达探测领域中有着非常广泛的应用。通过监测发射和接收端对射频信号功率值，可以提供功率告警、驻波告警等功能，确保硬件系统的正常运行，还可以辅助调控系统增益参数。
[0003]传统的功率检测电路原理为射频信号经过功率耦合器后，一部分信号进入功率检测电路，经过增益补偿单元，功率电压转换，将转换后的电压输入高速A/D转换器进行量化，量化后的信号由控制和分析处理单元查表计算，得到检测的功率值。这种方式检测信号功率范围受到功率电压转换芯片及A/D转换芯片的线性工作范围的限制，导致检测大动态范围的信号功率时误差较大。并且这种方式可以对系统的输入或者输出的射频信号分别设计功率检测电路进行单独功率检测，却无法对输入输出级同时检测，不仅体积大，成本高，且校准复杂。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的在于：为了解决上述技术问题，本专利技术提供了一种高隔离度输入输出级大动态范围功率检测电路。
[0005]本专利技术采用的技术方案如下：
[0006]一种高隔离度输入输出级大动态范围功率检测电路，包括射频信号采集预处理模块1和功率检测模块之间进行信号传输，所述功率检测模块包括功率选段单元2，信号转换单元3，显示及控制单元4；所述射频信号采集预处理模块1包括功率耦合101：用于分配输出至负载和输出至功率检测电路的射频信号功率，调整耦合度可以调整检测功率上下限；增益补偿单元102：用于对耦合出的待测信号做增益调节；幅度均衡103：采用谐振陷波结构对放大器不同频段平坦度做调节，减小变频系统中输入输出不同频段增益波动；控制及电源单元104：选择检测输入或者输出级功率，并对应检测支路增益补偿单元进行供电；开关选择105：选择射频系统输入或输出信号的测量。
[0007]本专利技术射频信号采集预处理模块采用对射频系统输入输出及先分路采集放大后合路检测的方式对同一射频系统进行输入输出级功率检测，通过分解耦合放大支路，方便针对输入输出级不同耦合量进行不同增益补偿。通过放大支路电源单元和开关选择采用同时控制方式，利用放大器断电后反向插损大的特性，大大增加输入和输出级隔离度，分支路可控供电也可以做到单支路检测低功耗。
[0008]进一步地，所述功率耦合101包括输出耦合和输入耦合，通过电阻R11、R12串联构成输入耦合，通过R21、R22串联构成输出耦合，采用电阻功分耦合便于调节输入输出不同的耦合量，减小对射频系统输入输出指标的影响，如噪声系数、输出功率等。
[0009]进一步地，所述增益补偿单元102的输入端设置有放大器U11，输出端设置有放大器U21，放大器采用支路独立控制供电方式，根据输入输出不同耦合量的大小调整增益补偿值。放大器采用支路独立可控制供电方式，不仅可以根据输入输出不同耦合量的大小设计增益补偿值，还可以利用其断电反向隔离度配合射频开关增加输入输出级隔离度，避免检测信号泄露至系统内部造成干扰。
[0010]进一步地，所述开关选择105通过射频开关U3构成，控制及电源单元104输出端口连接射频开关U3的控制引脚A,B，同时与电源单元，电源单元输出与放大器U11、U21供电端口相连。
[0011]进一步地，所述幅度均衡103的输入端和输出端，电容C11、电感L11、电阻R13和电阻R14串联形成输入端，电容C21、电感L21、电阻R23和电阻R24串联形成输出端。
[0012]进一步地，所述功率选段单元2包括第一射频开关201、射频放大202、射频直通203、均衡204和第二射频开关205，所述第一射频开关201的输出端分别与射频放大202和射频直通203连接，所述射频放大202通过均衡204与第二射频开关205连接，所述射频直通203与第二射频开关205连接。
[0013]进一步地，所述第一射频开关和第二射频开关选用SPDT开关中的HMC849LP4CE，所述射频放大选用PMA3
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83LN+放大器。
[0014]进一步地，所述信号转换单元3包括功率电压转换模块301和A/D转换模块，所述功率电压转换模块301：用于将射频信号转换为直流电压信号；所述A/D转换模块302：将直流电压信号采样量化，输出数字信号。
[0015]进一步地，所述功率电压转换模块选用微波射频元器件ADL5902ACPZ
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R7，所述A/D转换模块选用模数转换器AD7091BCPZ
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RL。
[0016]进一步地，所述显示及控制单元4包括数据处理控制模块401和显示模块402，所述数据处理控制模块401：用于处理数据并控制功率选段；所述显示模块402：用于显示当前测试的射频功率值。
[0017]射频系统输入输出级信号通过射频信号采集预处理模块得到待测信号，待测信号进入功率选段单元，功率选段单元根据不同功率值选通不同电路，通过功率选段单元后进入功率电压转换模块，功率电压转换模块对射频信号进行功率电压转换及放大，送入下一级A/D转换模块对信号进行采样量化得到数字信号，量化后的数字信号输入到数据处理控制模块，数据处理控制模块对数据进行处理，针对处理后的结果控制功率选段单元，得到正确数据后输入至显示模块显示功率值。
[0018]本专利技术的有益效果如下：
[0019]1.本专利技术一种高隔离度输入输出级大动态范围功率检测电路，宽动态范围功率检测模块通过闭环反馈调节，无需对电路做复杂的控制和校准，就可以扩大功率检测动态范围，解决了因线性工作范围限制导致的检测范围小的问题。
[0020]2.本专利技术一种高隔离度输入输出级大动态范围功率检测电路，通过将信号功率调整到功率电压转换芯片和A/D转换芯片的线性区，调高检测的精准度，而且调整功率耦合模块的耦合度，减小耦合度时，可测量射频功率上下限整体下调，相反则上调。
[0021]3.本专利技术一种高隔离度输入输出级大动态范围功率检测电路，本装置易于实现，校准后无需控制，灵活性高，实用性强。
附图说明
[0022]为了更清楚地说明本专利技术实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，本说明书附图中的各个部件的比例关系不代表实际选材设计时的比例关系，其仅仅为结构或者位置的示意图，其中：
[0023]图1高隔离输入输出功率检测原理框图；
[0024]图2宽动态范围功率检测模块；
[0025]图3射频信号采集预处理模块电路图；
[0026]图4控制模块控制功率选段流程图；
[0027]图5实施例4中的超外差变频系统状态实时监测框图。
具体实施方式
[0028]为了使本专利技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本专利技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术，即所描本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种高隔离度输入输出级大动态范围功率检测电路，其特征在于，包括射频信号采集预处理模块(1)和功率检测模块之间进行信号传输，所述功率检测模块包括功率选段单元(2)，信号转换单元(3)，显示及控制单元(4)；所述射频信号采集预处理模块(1)包括功率耦合101、增益补偿单元102、幅度均衡103、控制及电源单元104和开关选择105；所述功率耦合101：用于分配输出至负载和输出至功率检测电路的射频信号功率，调整耦合度可以调整检测功率上下限；所述增益补偿单元102：用于对耦合出的待测信号做增益调节；所述幅度均衡103：采用谐振陷波结构对放大器不同频段平坦度做调节，减小变频系统中输入输出不同频段增益波动；所述控制及电源单元104：选择检测输入或者输出级功率，并对应检测支路增益补偿单元进行供电；所述开关选择105：选择射频系统输入或输出信号的测量。2.根据权利要求1所述的一种高隔离度输入输出级大动态范围功率检测电路，其特征在于，所述功率耦合101包括输出耦合和输入耦合，通过电阻R11、R12串联构成输入耦合，通过R21、R22串联构成输出耦合，采用电阻功分耦合便于调节输入输出不同的耦合量，减小对射频系统输入输出指标的影响。3.根据权利要求1所述的一种高隔离度输入输出级大动态范围功率检测电路，其特征在于，所述增益补偿单元102的输入端设置有放大器U11，输出端设置有放大器U21，放大器采用支路独立控制供电方式，根据输入输出不同耦合量的大小调整增益补偿值。4.根据权利要求3所述的一种高隔离度输入输出级大动态范围功率检测电路，其特征在于，所述开关选择105通过射频开关U3构成，控制及电源单元104输出端口连接射频开关U3的控制引脚A,B，同时连接电源单元，电源单元输出与放大器U11、U21供电端口相连。5.根据权利要求3所述的一种高隔离度输入输出级大动态范围功率检测电路，其特...

【专利技术属性】
技术研发人员：石玉，雷紫阳，尉旭波，钟慧，江茹，廉翅，罗鸿飞，董文浦，
申请(专利权)人：电子科技大学，
类型：发明
国别省市：