CN107632197B - 一种射频功率计及信号收发设备 - Google Patents
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Abstract
本发明实施例公开了一种射频功率计及信号收发设备,该射频功率计包括校正信号产生模块、信号感应模块、以及信号校正模块,通过校正信号产生模块产生相应的校正信号,信号感应模块感应出待测设备功率信号的感应信号,并将该校正信号和感应信号一同输入至信号校正模块,使信号校正模块能够依据该校正信号和感应信号分别输出第一功率信号和第二功率信号,以供对待测设备的功率信号进行测量和校正。本发明实施例提供的射频功率计及设备能够通过信号校正模块输出第一功率信号和第二功率信号,以使第二功率信号能够根据第一功率信号推算出感应信号,进一步测得待测设备输出的功率信号,从而提高射频功率计的测量准确度,保证设备的运行稳定性。
Description
技术领域
本发明实施例涉及功率检测技术,尤其涉及一种射频功率计及信号收发设备。
背景技术
功率计是用于测量电功率的仪器,其中,应用于直流和低频技术中测量功率的功率计成为瓦特计,而对于复杂波形和超高频进行测量的功率计为射频功率计。通常射频功率计能够针对数字通讯信号等进行测试,尤其用于对雷达和通讯系统中发射信号的检测。
射频功率计可分为热耦式功率计和通过式功率计,其中,热耦式功率计能够将功率转换为热能,测出其所产生的能量的总和,再将其转换为相应的功率读数;通过式功率计通过一个无源的二极管射频传感器接收被测信号,再由一个定向的半波二极管检波电路检测出被测信号,并将其接到一个已校正的表头以读出有效值功率。通过式功率计能够根据置于传输线旁的传感器的方向取样出正向和反射功率,但其检测过程中易受到信号波检波电路与传输线介质耦。的影响。而热耦式功率计虽然不会受到信号波的检波电路与传输线通过介质耦合的影响,但其成本高、物理尺寸大、测试响应时间慢。
现有技术中,射频功率计多采用混频原理来实现其功能,但是混频的转换增益会随着温度、电压、以及制作工艺等的变化而变换,从而使得功率计所检测的结果产生偏差。
发明内容
有鉴于此,本发明实施例提供了一种射频功率计及信号收发设备,以解决现有技术中由于混频增益随着温度、电压、以及制作工艺等的变化而变换,从而使得功率计所检测的结果产生偏差的问题。
第一方面,本发明实施例提供了一种射频功率计,包括:校正信号产生模块、信号感应模块、以及信号校正模块;
所述校正信号产生模块的电源信号输入端与直流电源电连接、第一控制端与第一脉冲信号端电连接、第二控制端与第二脉冲信号端电连接、第一输出端与所述信号校正模块的第一控制端电连接、以及第二输出端与所述信号校正模块的第二控制端电连接,用于根据所述第一脉冲信号端输出的第一脉冲信号和所述第二脉冲信号端输出的第二脉冲信号,分别生成相应频率的第一校正信号和第二校正信号,以输入所述信号校正模块的第一控制端和第二控制端;
所述信号感应模块的输入端与待测设备的功率信号输出端电连接、第一输出端与所述信号校正模块的第三控制端电连接、以及第二输出端与所述信号校正模块的第四控制端电连接,用于接收所述待测设备的功率信号输出端输出的功率信号,并产生第一感应信号和第二感应信号分别输入所述信号校正模块的第三控制端和第四控制端;
所述信号校正模块的电源信号输入端与所述直流电源电连接、以及偏压信号输入端与偏压电源电连接,用于根据所述第一校正信号和第二校正信号产生第一功率信号,并经所述信号校正模块的第一输出端输出,以及根据所述第一感应信号和第二感应信号产生第二功率信号,并经所述信号校正模块的第二输出端输出。
可选的,所述校正信号产生模块包括第一电阻、第二电阻、第三电阻、第四电阻、第五电阻、第六电阻、第七电阻、第八电阻、第一开关、第二开关、第三开关、第四开关、第五开关、第六开关、第一晶体管、第二晶体管、以及电流计;
所述第一电阻的第一端与所述直流电源电连接、以及第二端与所述第二电阻的第一端电连接,所述第二电阻的第二端与所述第三电阻的第一端电连接,所述第三电阻的第二端与所述第四电阻的第一端电连接,所述第四电阻的第二端与所述第一晶体管的第一电极电连接;
所述第一晶体管的控制端与所述第一脉冲信号端电连接、以及第二电极通过所述电流计接地;
所述第一开关的第一端与所述直流电源电连接、以及第二端与所述第一电阻的第二端电连接;所述第二开关的第一端与所述直流电源电连接、以及第二端与所述第二电阻的第二端电连接;所述第三开关的第一端与所述直流电源电连接、以及第二端与所述第三电阻的第二端电连接;
所述第四电阻的第二端为所述校正信号产生模块的第一输出端,以输出所述第一校正信号;
所述第五电阻的第一端与所述直流电源电连接、以及第二端与所述第六电阻的第一端电连接,所述第六电阻的第二端与所述第七电阻的第一端电连接,所述第七电阻的第二端与所述第八电阻的第一端电连接,所述第八电阻的第二端与所述第二晶体管的第一电极电连接;
所述第二晶体管的控制端与所述第二脉冲信号端电连接、以及第二电极通过所述电流计接地;
所述第四开关的第一端与所述直流电源电连接、以及第二端与所述第五电阻的第二端电连接;所述第五开关的第一端与所述直流电源电连接、以及第二端与所述第六电阻的第二端电连接;所述第六开关的第一端与所述直流电源电连接、以及第二端与所述第七电阻的第二端电连接;
所述第八电阻的第二端为所述校正信号产生模块的第二输出端,以输出所述第二校正信号。
可选的,所述第一晶体管为N型晶体管,所述第二晶体管为N型晶体管。
可选的,所述信号感应模块包括电感线圈和感应线圈;
所述电感线圈用于感应所述待测设备的功率信号输出端的功率信号,所述感应线圈用于感应所述电感线圈中的功率信号,并产生所述第一感应信号和第二感应信号。
可选的,所述信号校正模块包括第一混频器和第二混频器;
所述第一混频器的电源信号输入端与所述直流电源电连接、偏压信号输入端与所述偏压电源电连接、第一控制端与所述校正信号产生模块的第一输出端电连接、以及第二控制端与所述校正信号产生模块的第二输出端电连接,用于根据所述第一校正信号和第二校正信号生成第一功率信号,并经所述第一混频器的输出端输出;
所述第二混频器的电源信号输入端与所述直流电源电连接、偏压信号输入端与所述偏压电源电连接、第三控制端与所述信号感应模块的第一输出端电连接、以及第四控制端与所述信号感应模块的第二输出端电连接,用于根据所述第一感应信号和第二感应信号生成第二功率信号,并经所述第二混频器的输出端输出。
可选的,所述第一混频器包括:第九电阻、第一电容、第二电容、第三电容、第三晶体管、以及第四晶体管;
所述第九电阻的第一端与所述直流电源电连接、以及第二端通过所述第一电容接地;
所述第三晶体管的控制端通过所述第二电容与所述校正信号产生模块的第一输出端电连接、第一电极与所述第九电阻的第二端电连接、以及第二电极接地,所述第三晶体管的控制端还与所述偏压电源电连接;
所述第四晶体管的控制端通过所述第三电容与所述校正信号产生模块的第二输出端电连接、第一电极与所述第九电阻的第二端电连接、以及第二电极接地,所述第四晶体管的控制端还与所述偏压电源电连接;
所述第九电阻的第二端为所述第一混频器的输出端。
可选的,所述第三晶体管为N型晶体管,所述第四晶体管为N型晶体管。
可选的,所述第二混频器包括:第十电阻、第四电容、第五电容、第六电容、第五晶体管、以及第六晶体管;
所述第十电阻的第一端与所述直流电源电连接、以及第二端通过所述第四电容接地;
所述第五晶体管的控制端通过所述第五电容与所述信号感应模块的第一输出端电连接、第一电极与所述第十电阻的第二端电连接、以及第二电极接地,所述第五晶体管的控制端还与所述偏压电源电连接;
所述第六晶体管的控制端通过所述第六电容与所述信号感应模块的第二输出端电连接、第一电极与所述第十电阻的第二端电连接、以及第二电极接地,所述第六晶体管的控制端还与所述偏压电源电连接;
所述第十电阻的第二端为所述第二混频器的输出端。
可选的,所述第五晶体管为N型晶体管,所述第六晶体管为N型晶体管。
第二方面本发明实施例还提供了一种信号收发设备,包括:处理器、以及上述射频功率计;
所述处理器的信号输入端分别与所述射频功率计的信号校正模块的第一输出端和第二输出端电连接,用于对所述信号校正模块的第一输出端输出的第一功率信号进行处理,并根据所述第一功率信号的处理结果,推算与所述信号校正模块的第二输出端输出的第二功率信号相关的所述射频功率计的信号感应模块的输入端输入的功率信号。
本发明实施例提供了一种射频功率计及信号收发设备,该射频功率计包括校正信号产生模块、信号感应模块、以及信号校正模块,通过校正信号产生模块产生相应的校正信号,信号感应模块感应出待测设备功率信号的感应信号,并将该校正信号和感应信号一同输入至信号校正模块,使信号校正模块能够依据该校正信号和感应信号分别输出第一功率信号和第二功率信号,以供对待测设备的功率信号进行测量和校正。本发明实施例提供的射频功率计及设备能够解决现有技术中对功率信号进行检测时,由于功率计中混频器的非线性,以及受温度。电压及制作工艺对转换增益的影响,使得所测量的功率值不够准确的技术问题。本发明实施例通过信号校正模块依据信号感应模块和校正信号产生模块分别生成的感应信号和校正信号,输出第一功率信号和第二功率信号,以使第二功率信号能够根据第一功率信号推算出感应信号,进一步测得待测设备输出的功率信号,从而提高射频功率计的测量准确度,保证设备的运行稳定性。
附图说明
图1是本发明实施例提供的一种射频功率计的结构示意图;
图2是本发明实施例提供的一种射频功率计校正信号产生模块的具体电路图;
图3是本发明实施例提供的一种信号感应模块的结构示意图;
图4A是本发明实施例提供的一种射频功率计包括具体的信号校正模块的结构示意图;
图4B是本发明实施例提供的一种信号校正模块的具体电路图;
图4C是本发明实施例提供的一种混频器的传输特性曲线;
图5是本发明实施例五提供的一种设备的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。可以理解的是,此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明,而非对本发明的限定。另外还需要说明的是,为了便于描述,附图中仅示出了与本发明相关的部分而非全部结构。
实施例一
图1是本发明实施例提供的一种射频功率计的结构示意图。该射频功率计适用于对任何功率输出设备所输出功率的测量和校正。如图1所示,射频功率计100包括:校正信号产生模块10、信号感应模块20、以及信号校正模块30。
其中,校正信号产生模块10的电源信号输入端与直流电源VDD电连接,校正信号产生模块10的第一控制端与第一脉冲信号端Vpulse+电连接,校正信号产生模块10的第二控制端与第二脉冲信号端Vpulse-电连接,校正信号产生模块10的第一输出端与信号校正模块30的第一控制端电连接,以及校正信号产生模块10的第二输出端与信号校正模块30的第二控制端电连接,用于根据第一脉冲信号端Vpulse+输出的第一脉冲信号Vpulse+和第二脉冲信号端Vpulse-输出的第二脉冲信号Vpulse-,分别生成相应频率的第一校正信号Vcal-和第二校正信号Vcal+,以输入信号校正模块30的第一控制端和第二控制端;信号感应模块20的输入端与待测设备的功率信号输出端电连接,信号感应模块20的第一输出端与信号校正模块30的第三控制端电连接,以及信号感应模块20的第二输出端与信号校正模块30的第四控制端电连接,用于接收功率信号输出设备输出的功率信号Vpa,并产生第一感应信号Vse+和第二感应信号Vse-分别输入信号校正模块30的第三控制端和第四控制端;信号校正模块30的电源信号输入端与直流电源VDD电连接,以及信号校正模块30的偏压信号输入端与偏压电源Vbias电连接,用于根据第一校正信号Vcal-和第二校正信号Vcal+产生第一功率信号Vcal_o,并经信号校正模块30的第一输出端输出,以及根据第一感应信号Vse+和第二感应信号Vse-产生第二功率信号Vse_o,并经信号校正模块30的第二输出端输出。
示例性的,设备的输出功率可采用功率计进行测量,常见功率计有直流功率计、工频功率计、变频功率计、射频功率计和微波功率计。其中,射频功率计因具有对复杂波形的功率和幅度测量的可用性和可靠性,而被运用于各种无线通讯行业的测量和维护中。但由于射频功率计中采用的混频器的非线性,以及转换增益的不稳定性,致使其测量结果不够准确。
如图1所示,本发明实施例在射频功率计100中配置有校正信号产生模块10、信号感应模块20、以及信号校正模块30。通过信号感应模块20对待测设备输出的功率信号Vpa进行感应后生成第一感应信号Vse+和第二感应信号Vse-,再由校正信号产生模块10根据第一脉冲信号Vpulse+和第二脉冲信号Vpulse-生成第一校正信号Vcal-和第二校正信号Vcal+,从而使得信号校正模块30能够根据第一校正信号Vcal-和第二校正信号Vcal+输出第一功率信号Vcal_o,以及根据第一感应信号Vse+和第二感应信号Vse-输出第二功率信号Vse_o,以能够根据已知的第一校正信号Vcal-、第二校正信号Vcal+、第一功率信号Vcal_o、以及第二功率信号Vse_o,推算出第一感应信号Vse+和第二感应信号Vse-,并进一步获得待测设备输出的功率信号Vpa。
本发明实施例提供的一种射频功率计,通过校正信号产生模块产生相应的校正信号,信号感应模块感应出待测设备功率信号的感应信号,并将该校正信号和感应信号一同输入至信号校正模块,使信号校正模块能够依据该校正信号和感应信号分别输出第一功率信号和第二功率信号,能够对待测设备输出的功率信号进行测量,从而提高射频功率计的测量准确度,保证设备的运行稳定性。
实施例二
图2是本发明实施例提供的一种射频功率计校正信号产生模块的具体电路图。本实施例在上述实施例的基础上进行了具体化,提供了射频功率计中校正信号产生模块的具体电路图。结合图1和图2所示,校正信号产生模块10包括:第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R3、第四电阻R4、第五电阻R5、第六电阻R6、第七电阻R7、第八电阻R8、第一开关S1、第二开关S2、第三开关S3、第四开关S4、第五开关S5、第六开关S6、第一晶体管M1、第二晶体管M2、以及电流计IB。
其中,第一电阻R1的第一端与直流电源VDD电连接,第一电阻R1的第二端与第二电阻R2的第一端电连接,第二电阻R2的第二端与第三电阻R3的第一端电连接,第三电阻R3的第二端与第四电阻R4的第一端电连接,第四电阻的R4第二端与第一晶体管M1的第一电极电连接;第一晶体管M1的控制端与第一脉冲信号端Vpulse+电连接,以及第一晶体管M1的第二电极通过电流计IB接地;第一开关S1的第一端与直流电源VDD电连接,第一开关S1的第二端与第一电阻R1的第二端电连接;第二开关S2的第一端与直流电源VDD电连接,第二开关S2的第二端与第二电阻R2的第二端电连接;第三开关S3的第一端与直流电源VDD电连接,第三开关S3的第二端与第三电阻R3的第二端电连接;第四电阻R4的第二端为校正信号产生模块10的第一输出端Vcal-,以输出第一校正信号Vcal-;第五电阻R5的第一端与直流电源VDD电连接,第五电阻R5的第二端与第六电阻R6的第一端电连接,第六电阻R6的第二端与第七电阻R7的第一端电连接,第七电阻R7的第二端与第八电阻R8的第一端电连接,第八电阻R8的第二端与第二晶体管M2的第一电极电连接;第二晶体管M2的控制端与第二脉冲信号端Vpulse-电连接,第二晶体管M2的第二电极通过电流计IB接地;第四开关S4的第一端与直流电源VDD电连接,第四开关S4的第二端与第五电阻R5的第二端电连接;第五开关S5的第一端与直流电源VDD电连接,第五开关S5的第二端与第六电阻R6的第二端电连接;第六开关S6的第一端与直流电源VDD电连接,第六开关S6的第二端与第七电阻R7的第二端电连接;第八电阻R8的第二端为校正信号产生模块10的第二输出端,以输出第二校正信号Vcal+。
示例性的,校正信号产生模块10所产生的校正信号幅值的大小通过控制各开关的通断来实现,而第一校正信号Vcal-和第二校正信号Vcal+频率的大小与第一脉冲信号Vpulse+和第二脉冲信号Vpulse-的频率相关,其中,电流计IB测得的电流为I。若第一脉冲信号Vpulse+控制第一晶体管M1导通,第二脉冲信号Vpulse-控制第二晶体管M2断开,当第一开关S1、第二开关S2、以及第三开关S3均断开时,校正信号产生模块10的第一输出端输出的第一校正信号Vcal-的大小为:
Vcal-=(R1+R2+R3+R4)×I
当第一开关闭合S1,第二开关S2和第三开关S3断开时,校正信号产生模块10的第一输出端输出的第一校正信号Vcal-的大小为:
Vcal-=(R2+R3+R4)×I
当第一开关S1和第二开关S2闭合,第三开关S3断开时,校正信号产生模块10的第一输出端输出的第一校正信号Vcal-的大小为:
Vcal-=(R3+R4)×I
而当第一开关S1、第二开关S2、以及第三开关S3均闭合时,校正信号产生模块10的第一输出端输出的第一校正信号Vcal-的大小为:
Vcal-=R4×I
相应的,当第一脉冲信号Vpulse+控制第一晶体管M1断开,第二脉冲信号Vpulse-控制第二晶体管M2导通时,第四开关S4、第五开关S5、以及第六开关S6导通与断开的情况,使得校正信号产生模块10的第二输出端输出的第二校正信号Vcal+的大小与前述第一输出端输出的第一校正信号Vcal-的情况的技术原理类似,在此不再赘述。由此可知,校正信号产生模块10输出的第一校正信号Vcal-和第二校正信号Vcal+的幅值大小可通过调整其中电阻的大小来确定,本实施例仅适应性的示出每个输出端对应四个电阻的情况,其还可依据实际需求进一步设计具体电路的元器件连接方式,只要满足输出端输出的校正信号已知即可。
可选的,第一晶体管M1和/或第二晶体管M2为N型晶体管。对于N型晶体管其控制端即栅极输入高电平信号时,晶体管导通;反之,晶体管断开。因此,对于N型的第一晶体管M1和第二晶体管M2,当第一脉冲信号Vpulse+为高电平信号时,第一晶体管M1导通;当第二脉冲信号Vpulse-为高电平信号时,第二晶体管M2导通。
可选的,图3是本发明实施例提供的一种信号感应模块的结构示意图。结合图1和图3所示,信号感应模块20包括电感线圈G1和感应线圈G2。其中,电感线圈G1用于感应待测设备的功率信号输出端的功率信号Vpa,该功率信号Vpa可由Vpa+和Vpa-组成,感应线圈G2用于感应电感线圈G1中的功率信号Vpa,并产生第一感应信号Vse+和第二感应信号Vse-。其中,当待测设备为功率放大计时,电感线圈G1可以是功率放大器的线圈,从而使得电感线圈G1的两端能够输出功率放大计的输出电压Vpa+和Vpa-,相应的,感应线圈G2通过电磁感应,输出与功率放大计的输出电压Vpa+和Vpa-相对应的第一感应信号Vse+和第二感应信号Vse-。
本发明实施例通过校正信号产生模块的具体电路图,分析该校正信号产生模块中输出的第一校正信号和第二校正信号的产生过程及大小,从而能够通过已知的第一校正信号和第二校正信号对待测设备输出的功率信号进行测量,从而提高射频功率计的测量准确度,保证设备的运行稳定性。
实施例三
图4A是本发明实施例提供的一种射频功率计包括具体的信号校正模块的结构示意图。本实施例在上述实施例的基础上进一步优化,提供了优选的信号校正模块的具体结构。如图4A所示,射频功率计100包括校正信号产生模块10、信号感应模块20、以及信号校正模块30。其中,信号校正模块30包括第一混频器31和第二混频器32。而第一混频器31的电源信号输入端与直流电源VDD电连接,第一混频器31的偏压信号输入端与偏压电源Vbias电连接,第一混频器31的第一控制端与校正信号产生模块10的第一输出端电连接,第一混频器31的第二控制端与校正信号产生模块10的第二输出端电连接,用于根据第一校正信号Vcal-和第二校正信号Vcal+生成第一功率信号Vcal_o,并经第一混频器31的输出端输出;第二混频器32的电源信号输入端与直流电源VDD电连接,第二混频器32的偏压信号输入端与偏压电源Vbias电连接,第二混频器32的第三控制端与信号感应模块20的第一输出端电连接,第二混频器32的第四控制端与信号感应模块20的第二输出端电连接,用于根据第一感应信号Vse+和第二感应信号Vse-生成第二功率信号Vse_o,并经第二混频器32的输出端输出。
示例性的,通常射频功率计中所采用的混频器为非线性的,用以提供所需的频率变换。但是,非线性的混频器会使得射频功率计中所测功率信号与实际功率信号之间产生偏差,致使功率计所测数据不准确。如图4A所示,本发明实施例提供的射频功率计100中信号校正模块30的第一混频器31的第一控制端和第二控制端分别输入由校正信号产生模块10产生的第一校正信号Vcal-和第二校正信号Vcal+,且由上述实施例可知第一校正信号Vcal-和第二校正信号Vcal+为已知数据。因而,若第一混频器31与第二混频器32为相同结构时,则可通过第一混频器31和第二混频器32输出的第一功率信号Vcal_o和第二功率信号Vse_o,以及第一校正信号Vcal-和第二校正信号Vcal+,推算出第二混频器32的第三控制端输入的第一感应信号Vse+,以及第四控制端输入的第二感应信号Vse-,进而测出待测设备输出的功率信号Vpa。
可选的,图4B是本发明实施例提供的一种信号校正模块的具体电路图。结合图4A和图4B所示,信号校正模块30的第一混频器31包括:第九电阻R9、第一电容C1、第二电容C2、第三电容C3、第三晶体管M3、以及第四晶体管M4。其中,第九电阻R9的第一端与直流电源VDD电连接,以及第九电阻R9的第二端通过第一电容C1接地;第三晶体管M3的控制端通过第二电容C2与校正信号产生模块10的第一输出端电连接,第三晶体管M3的第一电极与第九电阻R9的第二端电连接,以及第三晶体管M3的第二电极接地,此外,第三晶体管M3的控制端还与偏压电源Vbias电连接;第四晶体管M4的控制端通过第三电容C3与校正信号产生模块10的第二输出端电连接,第四晶体管M4的第一电极与第九电阻R9的第二端电连接,以及第四晶体管M4的第二电极接地,此外,第四晶体管M4的控制端还与偏压电源Vbias电连接;第九电阻R9的第二端为第一混频器31的输出端。
第一混频器31的第三晶体管M3和第四晶体管M4的控制端输入校正信号产生模块10产生的差分信号,即第一校正信号Vcal-和第二校正信号Vcal+,且第一校正信号Vcal-与第二校正信号Vca+的功率已知,同时,第一混频器31输出端输出的第一功率信号Vcal_o可通过测量得出。因而,可以通过多个已知功率的差分信号和输出的第一功率信号Vcal_o经多项式拟合后得出相应的传输特性曲线,例如图4C所示。由图4C可以获知第一混频器输出的第一功率信号Vcal_o对应的各个输入功率值。且可将第三晶体管M3和第四晶体管M4均优选为N型晶体管。
相应的,第二混频器32包括第十电阻R10、第四电容C4、第五电容C5、第六电容C6、第五晶体管M5、以及第六晶体管M6。其中,第十电阻R10的第一端与直流电源VDD电连接,第十电阻R10的第二端通过所述第四电容接地;第五晶体管M5的控制端通过第五电容C5与信号感应模块20的第一输出端电连接,第五晶体管M5的第一电极与第十电阻R10的第二端电连接,以及第五晶体管M5的第二电极接地,第五晶体管M5的控制端还与偏压电源Vbias电连接;第六晶体管M6的控制端通过第六电容C6与信号感应模块20的第二输出端电连接,第六晶体管M6的第一电极与第十电阻R10的第二端电连接,以及第六晶体管M6的第二电极接地,第六晶体管M6的控制端还与偏压电源Vbias电连接;第十电阻R10的第二端为第二混频器32的输出端。
第二混频器32的第五晶体管M5和第六晶体管M6的控制端输入信号感应模块20产生的差分信号,即第一感应信号Vse+和第二感应信号Vse-。由于第一感应信号Vse+和第二感应信号Vse-是由信号感应模块20感应的待测设备功率信号输出端输出的功率所得,故该第一感应信号Vse+和第二感应信号Vse-的功率值即为待测数据,但是,第二混频器32的输出端输出的第二功率信号Vse_o可通过测量获知,故可结合第一校正信号Vcal-和第二校正信号Vcal+的功率值,推算得出第一感应信号Vse+和第二感应信号Vse-的功率值。如上例中,第一混频器31可拟合得出一传输特性曲线,此时,可将第二混频器32输出的第二功率信号Vse_o与该传输特性曲线上的数据点进行匹配,即可得出第一感应信号Vse+和第二感应信号Vse-对应的功率值。
可选的,第五晶体管M5和第六晶体管M6均可优选为N型晶体管。
本发明实施例通过为射频功率计提供具体的信号校正模块结构,从而由信号校正模块中第一混频器中输出的第一功率信号对第二混频器输出的第二功率信号进行推算,从而得出较为准确的功率测量值,进一步提高射频功率计测量的准确性。
实施例五
图5是本发明实施例五提供的一种设备的结构示意图。该设备可以为任何信号收发设备,例如可以是雷达、无线通讯设备等。如图5所示,该设备包括处理器200、以及本发明实施例提供的射频功率计100。其中,处理器200的信号输入端分别与射频功率计100的信号校正模块的第一输出端和第二输出端电连接,用于对该信号校正模块的第一输出端输出的第一功率信号进行处理,并根据该第一功率功率信号的处理结果,推算与信号校正模块的第二输出端输出的第二功率信号相关的射频功率计100的信号感应模块的输入端输入的功率信号。
本发明实施例提供的设备能够通过其中的射频功率计测量及计算相应的输出功率信号,从而能够降低功率计的测量误差,提高设备运行的稳定性。
此外,上述仅为本发明的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解,本发明不限于这里所述的特定实施例,对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本发明的保护范围。因此,虽然通过以上实施例对本发明进行了较为详细的说明,但是本发明不仅仅限于以上实施例,在不脱离本发明构思的情况下,还可以包括更多其他等效实施例,而本发明的范围由所附的权利要求范围决定。
Claims (10)
1.一种射频功率计,其特征在于,包括:校正信号产生模块、信号感应模块、以及信号校正模块;
所述校正信号产生模块的电源信号输入端与直流电源电连接、第一控制端与第一脉冲信号端电连接、第二控制端与第二脉冲信号端电连接、第一输出端与所述信号校正模块的第一控制端电连接、以及第二输出端与所述信号校正模块的第二控制端电连接,用于根据所述第一脉冲信号端输出的第一脉冲信号和所述第二脉冲信号端输出的第二脉冲信号,分别生成相应频率的第一校正信号和第二校正信号,以输入所述信号校正模块的第一控制端和第二控制端;
所述信号感应模块的输入端与待测设备的功率信号输出端电连接、第一输出端与所述信号校正模块的第三控制端电连接、以及第二输出端与所述信号校正模块的第四控制端电连接,用于接收所述待测设备的功率信号输出端输出的功率信号,并产生第一感应信号和第二感应信号分别输入所述信号校正模块的第三控制端和第四控制端;
所述信号校正模块的电源信号输入端与所述直流电源电连接、以及偏压信号输入端与偏压电源电连接,用于根据所述第一校正信号和第二校正信号产生第一功率信号,并经所述信号校正模块的第一输出端输出,以及根据所述第一感应信号和第二感应信号产生第二功率信号,并经所述信号校正模块的第二输出端输出。
2.根据权利要求1所述的射频功率计,其特征在于,所述校正信号产生模块包括:第一电阻、第二电阻、第三电阻、第四电阻、第五电阻、第六电阻、第七电阻、第八电阻、第一开关、第二开关、第三开关、第四开关、第五开关、第六开关、第一晶体管、第二晶体管、以及电流计;
所述第一电阻的第一端与所述直流电源电连接、以及第二端与所述第二电阻的第一端电连接,所述第二电阻的第二端与所述第三电阻的第一端电连接,所述第三电阻的第二端与所述第四电阻的第一端电连接,所述第四电阻的第二端与所述第一晶体管的第一电极电连接;
所述第一晶体管的控制端与所述第一脉冲信号端电连接、以及第二电极通过所述电流计接地;
所述第一开关的第一端与所述直流电源电连接、以及第二端与所述第一电阻的第二端电连接;所述第二开关的第一端与所述直流电源电连接、以及第二端与所述第二电阻的第二端电连接;所述第三开关的第一端与所述直流电源电连接、以及第二端与所述第三电阻的第二端电连接;
所述第四电阻的第二端为所述校正信号产生模块的第一输出端,以输出所述第一校正信号;
所述第五电阻的第一端与所述直流电源电连接、以及第二端与所述第六电阻的第一端电连接,所述第六电阻的第二端与所述第七电阻的第一端电连接,所述第七电阻的第二端与所述第八电阻的第一端电连接,所述第八电阻的第二端与所述第二晶体管的第一电极电连接;
所述第二晶体管的控制端与所述第二脉冲信号端电连接、以及第二电极通过所述电流计接地;
所述第四开关的第一端与所述直流电源电连接、以及第二端与所述第五电阻的第二端电连接;所述第五开关的第一端与所述直流电源电连接、以及第二端与所述第六电阻的第二端电连接;所述第六开关的第一端与所述直流电源电连接、以及第二端与所述第七电阻的第二端电连接;
所述第八电阻的第二端为所述校正信号产生模块的第二输出端,以输出所述第二校正信号。
3.根据权利要求2所述的射频功率计,其特征在于,所述第一晶体管为N型晶体管,所述第二晶体管为N型晶体管。
4.根据权利要求1所述的射频功率计,其特征在于,所述信号感应模块包括电感线圈和感应线圈;
所述电感线圈用于感应所述待测设备的功率信号输出端的功率信号,所述感应线圈用于感应所述电感线圈中的功率信号,并产生所述第一感应信号和第二感应信号。
5.根据权利要求1所述的射频功率计,其特征在于,所述信号校正模块包括第一混频器和第二混频器;
所述第一混频器的电源信号输入端与所述直流电源电连接、偏压信号输入端与所述偏压电源电连接、第一控制端与所述校正信号产生模块的第一输出端电连接、以及第二控制端与所述校正信号产生模块的第二输出端电连接,用于根据所述第一校正信号和第二校正信号生成第一功率信号,并经所述第一混频器的输出端输出;
所述第二混频器的电源信号输入端与所述直流电源电连接、偏压信号输入端与所述偏压电源电连接、第三控制端与所述信号感应模块的第一输出端电连接、以及第四控制端与所述信号感应模块的第二输出端电连接,用于根据所述第一感应信号和第二感应信号生成第二功率信号,并经所述第二混频器的输出端输出。
6.根据权利要求5所述的射频功率计,其特征在于,所述第一混频器包括:第九电阻、第一电容、第二电容、第三电容、第三晶体管、以及第四晶体管;
所述第九电阻的第一端与所述直流电源电连接、以及第二端通过所述第一电容接地;
所述第三晶体管的控制端通过所述第二电容与所述校正信号产生模块的第一输出端电连接、第一电极与所述第九电阻的第二端电连接、以及第二电极接地,所述第三晶体管的控制端还与所述偏压电源电连接;
所述第四晶体管的控制端通过所述第三电容与所述校正信号产生模块的第二输出端电连接、第一电极与所述第九电阻的第二端电连接、以及第二电极接地,所述第四晶体管的控制端还与所述偏压电源电连接;
所述第九电阻的第二端为所述第一混频器的输出端。
7.根据权利要求6所述的射频功率计,其特征在于,所述第三晶体管为N型晶体管,所述第四晶体管为N型晶体管。
8.根据权利要求5所述的射频功率计,其特征在于,所述第二混频器包括:第十电阻、第四电容、第五电容、第六电容、第五晶体管、以及第六晶体管;
所述第十电阻的第一端与所述直流电源电连接、以及第二端通过所述第四电容接地;
所述第五晶体管的控制端通过所述第五电容与所述信号感应模块的第一输出端电连接、第一电极与所述第十电阻的第二端电连接、以及第二电极接地,所述第五晶体管的控制端还与所述偏压电源电连接;
所述第六晶体管的控制端通过所述第六电容与所述信号感应模块的第二输出端电连接、第一电极与所述第十电阻的第二端电连接、以及第二电极接地,所述第六晶体管的控制端还与所述偏压电源电连接;
所述第十电阻的第二端为所述第二混频器的输出端。
9.根据权利要求8所述的射频功率计,其特征在于,所述第五晶体管为N型晶体管,所述第六晶体管为N型晶体管。
10.一种信号收发设备,其特征在于,包括处理器、以及权利要求1~9任一项所述的射频功率计;
所述处理器的信号输入端分别与所述射频功率计的信号校正模块的第一输出端和第二输出端电连接,用于对所述信号校正模块的第一输出端输出的第一功率信号进行处理,并根据所述第一功率信号的处理结果,推算与所述信号校正模块的第二输出端输出的第二功率信号相关的所述射频功率计的信号感应模块的输入端输入的功率信号。
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