CN101614767A - 功率测量装置 - Google Patents
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Abstract
一种功率测量装置，包括一射频信号输入端，用来连接一待测射频设备以接收其发射的射频信号；一测量模组，与所述射频信号输入端相连，用于接收从所述射频信号输入端输入的射频信号，并将射频信号的功率表现为电压形式输出；一通信接口，与所述测量模组相连，用于收发所述测量模组输出的电压值；一数据存储模块，与所述通信接口相连，用于存储一射频信号的功率电压对照表；以及一控制单元，与所述通信接口相连，根据所述测量模组输出的电压值通过所述通信接口在所述数据存储模块中的功率电压对照表内查找得到对应的功率值。本发明还提供一种制作功率测量装置的方法。
Description
技术领域
本发明涉及一种功率测量装置，特别涉及一种测量射频设备的输出功率的功率测量装置。
背景技术
在射频设备的生产过程中，一般需要采用射频仪表对产品进行性能测试。例如，对射频设备的输出功率进行测试时，就需要用功率计等射频仪表，射频仪表能够精确地测量输出功率，并能够为被测单元提供精度较高的射频信号，但是射频仪表的价格昂贵，体积庞大，维护费用也很高，在大批量生产测试中，一般需要多个射频仪表进行测量，造成了生产成本的提高。
发明内容
鉴于以上内容，有必要提供一种低成本的功率测量装置，方便对射频设备的输出功率进行测量。
一种功率测量装置，包括一射频信号输入端，用来连接一待测射频设备以接收其发射的射频信号；一测量模组，与所述射频信号输入端相连，用于接收从所述射频信号输入端输入的射频信号，并将射频信号的功率表现为电压形式输出；一通信接口，与所述测量模组相连，用于收发所述测量模组输出的电压值；一数据存储模块，与所述通信接口相连，用于存储一射频信号的功率电压对照表；以及一控制单元，与所述通信接口相连，根据所述测量模组输出的电压值通过所述通信接口在所述数据存储模块中的功率电压对照表内查找得到对应的功率值。
一种制作功率测量装置的方法，包括提供一射频信号源，按一已设定的功率步进值发射射频信号；提供一射频信号输入端，用来连接所述射频信号源以接收其发射的射频信号；提供一测量模组，其输入端与所述射频信号输入端相连，用于接收从所述射频信号输入端输入的射频信号，并将射频信号的功率表现为电压形式输出；提供一射频信号输出端，与所述测量模组的第一输出端相连，用于接收所述测量模组输出的射频信号；提供一功率计，与所述射频信号输出端相连，用于测量所述射频信号输出端输出的射频信号的功率值；提供一通信接口，与所述测量模组的第二输出端相连，用于收发所述测量模组输出的电压值；提供一数据存储模块，与所述通信接口相连，用于存储所述测量模组输出的电压值以及所述功率计所测量的功率值；提供一控制单元，与所述通信接口和射频信号源相连，用于设定所述射频信号源的功率步进值，控制所述射频信号源按所述功率步进值发射射频信号，并通过所述通信接口读取所述数据存储模块中的电压值及其对应的功率值，建立一功率电压对照表。
相较现有技术，本发明将射频信号的功率通过测量模组转化为电压形式输出，并通过数据存储模块中一已建立好的功率电压对照表查找得到对应的功率，可实现低成本的射频信号的功率检测。
附图说明
下面结合附图及较佳实施方式对本发明作进一步详细描述：
图1是本发明功率测量装置的较佳实施方式的电路图。
图2是本发明功率测量装置所应用的功率电压对照表的的建表流程图。
具体实施方式
请参考图1，本发明功率测量装置的较佳实施方式包括一射频信号源100、一射频信号输入端200、一测量模组300、一通信接口400、一EEPROM(Electrically ErasableProgrammable Read-Only Memory，电可擦可编程只读存储器)500、一控制单元600、一射频信号输出端700以及一功率计800。所述测量模组300的输入端通过所述射频信号输入端200连接所述射频信号源100或一待测射频设备(图未示)，所述测量模组300的第一输出端通过所述射频信号输出端700接所述功率计800，所述测量模组300的第二输出端接所述通信接口400的输入端；所述EEPROM 500作为一数据存储模块，接所述通信接口400的输出端以存储一功率电压对照表；所述控制单元600接在所述射频信号源100和通信接口400之间。
所述通信接口400采用一UART(Universal Asynchronous Receiver and Transmitter，通用异步收发器)，可收发数据。
所述控制单元600为一个人计算机或其他控制平台，用于发出控制指令。
所述测量模组300包括一功率分离器302、一衰减器304、一耦合器306、一放大器308、一多工器310、两二极管D1和D2、两对数视频放大器312和314以及两滤波器316和318。所述功率分离器302的输入端作为测量模组300的输入端与所述射频信号输入端200相连，所述衰减器304的输入端与所述功率分离器302的输出端相连，所述耦合器306的输入端与所述功率分离器302的输出端和衰减器304的输出端相连，所述放大器308的输入端与所述耦合器306的输出端相连，所述多工器310的输入端与所述放大器308的输出端相连，所述二极管D1和D2的阳极均与所述多工器310的输出端相连，所述多工器310的输出端还作为所述测量模组300的第一输出端与所述射频信号输出端700相连，所述对数视频放大器312和314的输入端分别与所述二极管D1和D2的阴极相连，所述滤波器316和318的输入端分别与所述对数视频放大器312和314的输出端相连，所述滤波器316和318的输出端相连作为所述测量模组300的第二输出端与所述通信接口400相连。
本较佳实施方式中，在对所述待测射频设备的输出功率检测之前，先在所述EEPROM500中建立所述功率电压对照表。在建表时，在所述射频信号输入端200与所述控制单元600之间接所述射频信号源100，同时使所述射频信号输出端700接所述功率计800。
所述控制单元600可根据待测射频设备的射频信号的功率范围和频率范围控制所述射频信号源100输出所需的射频信号，本较佳实施方式在建表时，所述控制单元600控制所述射频信号源100输出射频信号的功率范围为0~25dbm，频段为5GHz或2GHz，以确保其在所述测量模组300的测量范围内。所述射频信号源100从0db开始，每增大0.5db发射一射频信号，所述射频信号经过所述射频信号输入端200进入所述测量模组300。所述功率分离器302按照所述射频信号的功率值分成两路，第一路的射频信号的功率范围为13dbm~25dbm，经第一控制路径10进入所述耦合器306，所述第一控制路径10为通过所述衰减器304连接所述功率分离器302和耦合器306，所述衰减器304将射频信号的功率范围衰减到0~12dbm，即衰减量为13db；第二路的射频信号的功率范围为0~12dbm，经第二控制路径20进入所述耦合器306，所述第二控制路经20为通过导线将所述功率分离器302和耦合器306直接相连，所述耦合器306将输入的射频信号进行功率耦合，再通过所述放大器308进行放大，使输出的射频信号具有较大的功率动态范围，之后再输入到所述多工器310。
所述多工器310一方面将所述射频信号通过所述射频信号输出端700输出给所述功率计800进行功率测量，所述功率计800测量出的功率值通过所述控制单元600人工存储于所述EEPROM 500中；另一方面所述多工器310按照输入的射频信号的频率再次分成两路，第一路射频信号的频段为5GHz，传输模式为802.11a(802.11a/b/g，无线信号传输的三种工作模式，802.11a工作在5GHz频段上，带宽为54Mbps；802.11b工作在2GHz频段上，带宽为11Mbps；802.11g工作在2GHz频段上，带宽为54Mbps)，经过所述二极管D1进入所述对数视频放大器312，所述对数视频放大器312将所述第一路射频信号的功率值POWER1表现为对应的电压值V1，并得到一组功率POWER1对电压V1的线性曲线，所述控制单元600通过所述通信接口400将所述功率值POWER1所对应的电压值V1存储于所述EEPROM 500中；第二路射频信号的频段为2GHz，传输模式为802.11b或者802.11g，经过所述二极管D2进入所述对数视频放大器314，所述对数视频放大器314将所述射频信号的功率值POWER2表现为对应的电压值V2，并得到一组功率POWER2对电压V2的线性曲线，所述控制单元600通过所述通信接口400将功率值POWER2所对应的电压值V2存储于所述EEPROM 500中。
当所述射频信号源100发射的射频信号达到最大功率值25dmb后不再发射射频信号，所述控制单元600根据所述EEPROM 500中的功率值POWER1、POWER2及其对应的电压值V1、V2建立一功率电压对照表。
功率电压对照表建成后，在实际功率测量中，将所述射频信号源100去掉，将待测射频设备连接在所述射频信号输入端200与所述控制单元600之间来测试待测射频设备的输出功率，所述射频信号输出端700及功率计800也去掉。待测射频设备发射的射频信号通过所述射频信号输入端200进入所述测量模组300，经所述多工器310判断，如果是属于802.11a模式，则待测射频信号经过所述二极管D1、对数视频放大器312得到一电压值V1，所述控制单元600通过所述通信接口400在所述EEPROM 500的功率电压对照表中查找得到对应的功率值POWER1，完成待测射频信号的功率检测；如果是属于802.11b或802.11g模式，则待测射频信号经过所述二极管D2、对数视频放大器314得到一电压值V2，所述控制单元600通过所述通信接口400在所述EEPROM 500的功率电压对照表中查找得到对应的功率值POWER2，完成待测射频信号的功率检测。
请参考图2，由于射频信号功率检测过程中包含有所述衰减器304、放大器308等具有非线性特性的器件，要检测的射频信号具有较高的功率动态范围，所以要对输入的待测射频信号进行动态的功率查询，在查询过程中要使用到上述功率电压对照表，故本发明还提供一种功率电压对照表的建表方法，其包括以下步骤：
步骤S501：在所述测量模组300允许的测量范围内，由所述控制单元600控制所述射频信号源100发射一射频信号，并通过所述功率计800测量所述射频信号的功率值，所述控制单元600将所述功率值作为功率起始值存储于所述EEPROM 500中，同时读取所述测量模组300输出的电压值，将其存储于所述EEPROM 500中；
步骤S502：所述控制单元600按照设定的功率步进值控制所述射频信号源100开始步进，所述功率计800测量步进后的射频信号的功率值，所述控制单元600将步进后的射频信号的功率值及测量模组300输出的电压值存储于所述EEPROM 500中；
步骤S503：所述控制单元600检测输入的射频信号的功率是否达到设定的最大值，如果还没有达到最大值，则返回执行步骤S502；如果达到最大值，则继续执行步骤S504；
步骤S504：所述控制单元600将所述EEPROM 500中存储的功率值与其对应的电压值建成一功率电压对照表。
本发明将射频信号的功率通过测量模组300转化为电压形式输出，并通过所述EEPROM500中一已建立好的功率电压对照表查找得到对应的功率，可实现低成本的射频信号的功率检测。利用一个功率计可制作多个本发明所述的功率测量装置，从而在大批量生产射频设备时可节省成本。
Claims (9)
1.一种功率测量装置，包括：
一射频信号输入端，用来连接一待测射频设备以接收其发射的射频信号；
一测量模组，与所述射频信号输入端相连，用于接收从所述射频信号输入端输入的射频信号，并将射频信号的功率表现为电压形式输出；
一通信接口，与所述测量模组相连，用于收发所述测量模组输出的电压值；
一数据存储模块，与所述通信接口相连，用于存储一射频信号的功率电压对照表；以及
一控制单元，与所述通信接口相连，根据所述测量模组输出的电压值通过所述通信接口在所述数据存储模块中的功率电压对照表内查找得到对应的功率值。
2.如权利要求1所述的功率测量装置，其特征在于：所述通信接口为一通用异步收发器。
3.如权利要求1所述的功率测量装置，其特征在于：所述控制单元为一个人计算机。
4.如权利要求1所述的功率测量装置，其特征在于：所述测量模组包括一功率分离器、一衰减器、一耦合器、一放大器、一多工器、一第一对数视频放大器以及一第二对数视频放大器，所述功率分离器的输入端与所述射频信号输入端相连；所述衰减器的输入端与所述功率分离器的输出端相连；所述耦合器的输入端与所述功率分离器和衰减器的输出端相连；所述放大器的输入端与所述耦合器的输出端相连；所述多工器的输入端与所述放大器的输出端相连；所述第一、第二对数视频放大器的输入端与所述双工器的输出端相连，其输出端与所述通信接口相连。
5.如权利要求4所述的功率测量装置，其特征在于：所述测量模组还包括一第一二极管、一第二二极管、一第一滤波器以及一第二滤波器，所述第一、第二对数视频放大器的输入端分别通过所述第一、第二二极管与所述多工器的输出端相连，所述第一、第二二极管的阴极分别与所述第一、第二对数视频放大器相连，其阳极均连接至所述多工器的输出端；所述第一、第二对数视频放大器的输出端分别通过所述第一、第二滤波器与所述通信接口相连。
6.一种制作功率测量装置的方法，包括：
提供一射频信号源；
提供一射频信号输入端，用来连接所述射频信号源以接收其发射的射频信号；
提供一测量模组，其输入端与所述射频信号输入端相连，用于接收从所述射频信号输入端输入的射频信号，并将射频信号的功率表现为电压形式输出；
提供一射频信号输出端，与所述测量模组的第一输出端相连，用于接收所述测量模组输出的射频信号；
提供一功率计，与所述射频信号输出端相连，用于测量所述射频信号输出端输出的射频信号的功率值；
提供一通信接口，与所述测量模组的第二输出端相连，用于收发所述测量模组输出的电压值；
提供一数据存储模块，与所述通信接口相连，用于存储所述测量模组输出的电压值以及所述功率计所测量的功率值；
提供一控制单元，与所述通信接口和射频信号源相连，用于设定所述射频信号源的功率步进值，控制所述射频信号源按所述功率步进值发射射频信号，并通过所述通信接口读取所述数据存储模块中的电压值及其对应的功率值，建立一功率电压对照表。
7.如权利要求6所述的制作功率测量装置的方法，其特征在于：所提供的测量模组包括一功率分离器、一衰减器、一耦合器、一放大器、一多工器、一第一对数视频放大器以及一第二对数视频放大器，所述功率分离器的输入端作为所述测量模组的输入端通过所述射频信号输入端与所述射频信号源相连；所述衰减器的输入端与所述功率分离器的输出端相连；所述耦合器的输入端与所述功率分离器和衰减器的输出端相连；所述放大器的输入端与所述耦合器的输出端相连；所述多工器的输入端与所述放大器的输出端相连，所述多工器的输出端还作为所述测量模组的第一输出端通过所述射频信号输出端接所述功率计；所述第一、第二对数视频放大器的输入端与所述双工器的输出端相连，其输出端相连还作为所述测量模组的第二输出端与所述通信接口相连。
8.如权利要求7所述的制作功率测量装置的方法，其特征在于：所提供的测量模组还包括一第一二极管、一第二二极管、一第一滤波器以及一第二滤波器，所述第一、第二对数视频放大器的输入端分别通过所述第一、第二二极管与所述多工器的输出端相连，所述第一、第二二极管的阴极分别与所述第一、第二对数视频放大器相连，其阳极均连接至所述多工器的输出端；所述第一、第二对数视频放大器的输出端分别通过所述第一、第二滤波器与所述通信接口相连。
9.如权利要求6所述的制作功率测量装置的方法，其特征在于：所述功率电压对照表的建表过程包括以下步骤：
在所述测量模组允许的测量范围内，由所述控制单元控制所述射频信号源发射一射频信号，并通过所述功率计测量所述射频信号的功率值，所述控制单元将所述功率值作为功率起始值存储于所述数据存储模块中，同时读取所述测量模组输出的电压值，将其存储于所述数据存储模块中；
所述控制单元按照设定的功率步进值控制所述射频信号源开始步进，所述功率计测量步进后的射频信号的功率值，所述控制单元将步进后的射频信号的功率值及测量模组输出的电压值存储于所述数据存储模块中；
所述控制单元检测输入的射频信号的功率是否达到设定的最大值；
如果还没有达到最大值，则所述控制单元继续按照设定的功率步进值控制所述射频信号源步进，所述功率计测量步进后的射频信号的功率值，所述控制单元将步进后的射频信号的功率值及测量模组输出的电压值存储于所述数据存储模块中；
如果达到最大值，所述控制单元将所述数据存储模块中存储的功率值与其对应的电压值建成一功率电压对照表。
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