CN105337675A - 一种470m微功率信号功率检测电路 - Google Patents

一种470m微功率信号功率检测电路 Download PDF

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CN105337675A CN201510908784.2A CN201510908784A CN105337675A CN 105337675 A CN105337675 A CN 105337675A CN 201510908784 A CN201510908784 A CN 201510908784A CN 105337675 A CN105337675 A CN 105337675A
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李琪林
覃剑
吴维德
李方硕
向景睿
申杰
张峰
赵永春
刘晶晶
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State Grid Corp of China SGCC
Electric Power Research Institute of State Grid Sichuan Electric Power Co Ltd
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State Grid Corp of China SGCC
Electric Power Research Institute of State Grid Sichuan Electric Power Co Ltd
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Abstract

本发明提供了一种470M微功率信号功率检测电路，包括分别与混频器输入端连接的带通滤波器和本振单元，混频器输出端连接中频滤波器的输入端，中频滤波器的输出端连接功率检测单元的输入端，功率检测单元的输出端连接A/D采样单元的输入端，A/D采样单元的输出端连接控制单元；本发明能够方便而又快速的对现场的470M微功率通信信道进行检测，分析微功率通信模块的信号发送功率，频偏等参数进行定量的测量，同时能够更好的解决在微功率通信过程中所遇到的常见问题。

Description

一种470M微功率信号功率检测电路
技术领域
本发明涉及一种信号检测电路，具体涉及一种470M微功率信号功率检测电路。
背景技术
随着工业化的发展，在电力通信系统中，从原有的手工抄表模式已经发展到远程智能抄表模式，470M微功率无线抄表因其具有独特的优势，正在得到越来越广泛的应用；在微功率通信系统中，由于微功率模块在安装过程中，或者经过长时间的使用，其发射功率会出现偏低的情况，容易导致终端无法正常抄表；目前一般采用各种分立式仪器设备组成测试系统，进行测试；但是这种测试设备结构复杂，对于操作人员的要求较高，需要对于仪器熟练操作；难以简单快速的对于通信模块的发射功率和其产生异常的原因进行检测。
发明内容
本发明提供一种470M微功率信号功率检测电路。
本发明采用的技术方案是：一种470M微功率信号功率检测电路，包括分别与混频器输入端连接的带通滤波器和本振单元，混频器输出端连接中频滤波器的输入端，中频滤波器的输出端连接功率检测单元的输入端，功率检测单元的输出端连接A/D采样单元的输入端，A/D采样单元的输出端连接控制单元。
作为优选，所述本振单元输出频率范围为：35MHz至4400MHz；具有小数N分频频率合成器和整数N分频频率合成器。
作为优选，所述本振单元为ADF4351芯片集成电压控制振荡器。
作为优选，所述混频器输入射频频率范围：5~1000MHz；本振输入频率范围：5~1000MHz；输出中频频率范围：DC-1000MHz。
作为优选，所述中频滤波器为10.7M晶体滤波器。
作为优选，所述功率检测单元混频输入和功率检测的动态范围为80dB，射频信号频率范围为500M，功率检测时间为200nS；所述功率检测单元为AD608芯片。
作为优选，所述A/D采样单元采样速率最高为1MSPS，内置宽带宽采样保持放大器。
作为优选，所述A/D采样单元为AD7091芯片。
作为优选，所述控制单元主频处理速度最高达72MHz，内设乘法器。
作为优选，所述控制单元为STM32F103RBT6芯片。
本发明的有益效果是：
（1）本发明通过集成化模式将现场运行终端的470M的微功率通信模块的发送功率检测出来，能够在设备现场方便快速的对微功率信号功率进行分析和判断；
（2）本发明减少了外部硬件设备的数量，提高了硬件设计的可操作性，并且测试的安全性和有效性高；
（3）本发明采用嵌入式系统独立控制，中间环节无需人工操作，减少出错概率，提高了测试人员的工作效率。
附图说明
图1为本发明结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明。
如图1所示，一种470M微功率信号功率检测电路，包括分别与混频器输入端连接的带通滤波器和本振单元，混频器输出端连接中频滤波器的输入端，中频滤波器的输出端连接功率检测单元的输入端，功率检测单元的输出端连接A/D采样单元的输入端，A/D采样单元的输出端连接控制单元；
被测470M微功率信号，首先进入带通滤波器；带通滤波器由16nH、27nH、10nH的电感，2.2pF、10pF、4.7pF、18pF的电容以及51欧姆的电阻组成，能够有效的滤除被测信号中的高频成份和低频成份，可以满足准确测量被测信号的要求；
本振单元用于产生混频器所需要的本地振荡频率LO信号；
混频器用于将本振信号和经滤波器后的信号进行混频，产生所需的中频信号；
中频滤波器用于将滤除中频以外的信号；
功率检测单元用于对信号的功率进行检测；
A/D采样单元用于采样功率检测电路的输出模拟信号；
所述控制单元用于读取A/D转换器的采样数据，进行数据分析和处理，并对于处理结果进行显示。
所述本振单元输出频率范围为：35MHz至4400MHz；具有小数N分频频率合成器和整数N分频频率合成器；能够精确的输出混频器所需的本振频率。
所述本振单元为ADF4351芯片集成电压控制振荡器；采样ADI公司生产的ADF4351芯片。
所述混频器输入射频频率范围：5~1000MHz；本振输入频率范围：5~1000MHz；输出中频频率范围：DC-1000MHz；能够有效的产生系统所需要的中频信号；采用Mini-Circuits公司的ADE-2+芯片完成，该芯片具有非常宽的频率范围。
所述中频滤波器为10.7M晶体滤波器；该滤波器具有较高的频率分辨率，降低中频带宽，增加带外抑制度，减少差损，能够为后级提供一个稳定的中频信号。
所述功率检测单元混频输入和功率检测的动态范围为80dB，射频信号频率范围为500M，功率检测时间为200nS；可以进行快速测量，使得微功率信号的检测功能得以实现；所述功率检测单元为AD608芯片；采用ADI公司的AD608芯片完成，该芯片集成了混频、对数放大、功率检测（RSSI）。
所述A/D采样单元采样速率最高为1MSPS，内置宽带宽采样保持放大器；可处理超过1.5MHz以内的输入频率，可以完全实现在该系统中的应用。
所述A/D采样单元为AD7091芯片，采用ADI公司的AD7091芯片，该芯片具有多通道、12位、超低功耗、逐次逼近型模数转换器（ADC）的特点。
所述控制单元主频处理速度最高达72MHz，内设乘法器；其外设功能丰富，快速的运算能力足以完成本设计的需求。
所述控制单元为STM32F103RBT6芯片；采用ST公司STM32F103RBT6芯片，该芯片采用了低功耗的ARM32-bitCortex-M3内核。
使用时，被测470M微功率信号首先经过带通滤波器，带通滤波器的输出端连接到混频器的射频信号输入端，将被测信号传输到混频器；本振单元产生混频器所需的本振信号，本振单元的输出端连接到射频器的本振信号输入端，将本振信号传输到混频器；被测信号与本振信号由混频器进行混频，产生所需的中频信号；混频器的输出端连接中频滤波器的输入端，将中频信号传输到中频滤波器；中频滤波器将中频信号中无效的带外信号进行滤除；中频滤波器的输出端连接到功率检测单元的输入端，将经过滤波的中频信号传输到功率检测单元；功率检测单元对信号进行功率检测；功率检测单元的输出端连接A/D采样单元的输入端，将信号输入到A/D采样单元；A/D采样单元对信号的功率值进行实时采样；A/D采样单元的输出端连接控制单元，将信号传输到控制单元；控制单元对采样结果进行控制，由控制单元给出测试结果，完成对现场的470M微功率通信模块的发送功率的测量。
本发明能够方便而又快速的对现场的470M微功率通信信道进行检测，分析微功率通信模块的信号发送功率，频偏等参数进行定量的测量,同时能够更好的解决在微功率通信过程中所遇到的常见问题；能够方便、快速、有效的将微功率通信模块的发送功率大小直接检测出来，便于直接排查现场通信故障原因；并且可以降低成本，减少错误率，提高工作效率，对通信信道的检测提供有力的参考；并且本发明通过集成化模式将现场运行终端的470M的微功率通信模块的发送功率检测出来，简化了由各种分立式仪器设备组成的测试系统，简化了现场测试人员操作复杂性，对仪器操作的熟练性；减少了外部硬件设备的数量，提高了硬件设备的可操作性，同时也提高了测试的安全性和有效性，提高了测试人员的工作效率，整个电路采用由嵌入式系统独立控制，中间环节无需人工操作，减少了出错概率。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种470M微功率信号功率检测电路，其特征在于：包括分别与混频器输入端连接的带通滤波器和本振单元，混频器输出端连接中频滤波器的输入端，中频滤波器的输出端连接功率检测单元的输入端，功率检测单元的输出端连接A/D采样单元的输入端，A/D采样单元的输出端连接控制单元。
2.根据权利要求1所述的一种470M微功率信号功率检测电路，其特征在于：所述本振单元输出频率范围为：35MHz至4400MHz；具有小数N分频频率合成器和整数N分频频率合成器。
3.根据权利要求1或2所述的一种470M微功率信号功率检测电路，其特征在于：所述本振单元为ADF4351芯片集成电压控制振荡器。
4.根据权利要求1所述的一种470M微功率信号功率检测电路，其特征在于：所述混频器输入射频频率范围：5~1000MHz；本振输入频率范围：5~1000MHz；输出中频频率范围：DC-1000MHz。
5.根据权利要求1所述的一种470M微功率信号功率检测电路，其特征在于：所述中频滤波器为10.7M晶体滤波器。
6.根据权利要求1所述的一种470M微功率信号功率检测电路，其特征在于：所述功率检测单元混频输入和功率检测的动态范围为80dB，射频信号频率范围为500M，功率检测时间为200nS；所述功率检测单元为AD608芯片。
7.根据权利要求1所述的一种470M微功率信号功率检测电路，其特征在于：所述A/D采样单元采样速率最高为1MSPS，内置宽带宽采样保持放大器。
8.根据权利要求1或7所述的一种470M微功率信号功率检测电路，其特征在于：所述A/D采样单元为AD7091芯片。
9.根据权利要求1所述的一种470M微功率信号功率检测电路，其特征在于：所述控制单元主频处理速度最高达72MHz，内设乘法器。
10.根据权利要求1或9所述的一种470M微功率信号功率检测电路，其特征在于：所述控制单元为STM32F103RBT6芯片。
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