CN107831360B - 一种射频功率测量装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种射频功率测量装置，其包括信号调理电路、控制电路和供电电路；其中，所述信号调理电路对输入的射频信号进行阻抗匹配和衰减，并将射频信号转换直流信号后进行放大；所述控制电路对所述信号调理电路输出的直流信号进行解算，并输出结果；所述供电电路用于为所述信号调理电路和所述控制电路供电。因此，本发明的供电电路应用在射频功率测量仪器中时，即能提升便携性，又能提供较完善的功能。
Description
技术领域
本发明涉及电子电路技术领域，特别涉及一种射频功率测量装置。
背景技术
目前，射频技术已经广泛地应用在电子对抗、电子通信和航空航天等领域，而现有的射频功率测量仪器的结构复杂，体积大，携带不方便，而一些便携式的射频功率测量仪器由于体积限制，功能不完备。因此，有必要对射频功率测量仪器结构进行优化，即提升便携性，又提供较完善的功能。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术中所存在的上述不足，提供一种射频功率测量装置，即提升便携性，又提供较完善的功能。
为了实现上述发明目的，本发明提供了以下技术方案：
一种射频功率测量装置，其包括信号调理电路、控制电路和供电电路；其中，所述信号调理电路对输入的射频信号进行阻抗匹配和衰减，并将射频信号转换直流信号后进行放大；所述控制电路对所述信号调理电路输出的直流信号进行解算，并输出结果；所述供电电路用于为所述信号调理电路和所述控制电路供电。
根据一种具体的实施方式，本发明的射频功率测量装置中，所述信号调理电路包括阻抗匹配电路、射频分档电路、检波电路、直流分档电路和差分放大电路；其中，输入的射频信号通过所述阻抗匹配电路获得相应的阻抗匹配，所述射频分档电路通过切换不同的支路而对射频信号进行不同程度的衰减，所述检波电路将射频信号转换成直流信号，所述差分放大电路对直流信号进行一定倍数的放大处理，并且所述差分放大电路的放大倍数由所述直流分档电路控制切换。
根据一种具体的实施方式，本发明的射频功率测量装置中，所述控制电路包括微处理器、存储芯片、第一扩展芯片、第二扩展芯片、USB接口电路和SPI接口电路；其中，所述微处理器分别与所述存储芯片、所述第一扩展芯片、所述第二扩展芯片、所述USB接口电路和所述SPI接口电路连接，并且，所述微处理器通过所述存储芯片获取校准数据，通过所述第一扩展芯片与显示模块连接，通过所述第二扩展芯片与所述按键输入模块连接，通过所述USB接口电路与外部设备通信，通过所述SPI接口电路与射频信号采集电路连接。
根据一种具体的实施方式，本发明的射频功率测量装置中，所述供电电路包括电源选择电路、内置电源和电源转换模块；其中，所述电源选择电路通过所述内置电源进行供电，当所述电源选择电路与至少一个外接电源连接，则断开与所述内置电池的连接，并通过所述外接电源进行供电；所述内置电源或所述外接电源通过所述电源转换模块而得到所需直流电。
与现有技术相比，本发明的有益效果：
本发明射频功率测量装置包括信号调理电路、控制电路和供电电路；其中，信号调理电路对输入的射频信号进行阻抗匹配和衰减，并将射频信号转换直流信号后进行放大；控制电路对信号调理电路输出的直流信号进行解算，并输出结果；供电电路用于为信号调理电路和控制电路供电。因此，本发明的供电电路应用在射频功率测量仪器中时，即能提升便携性，又能提供较完善的功能。
附图说明：
图1为本发明射频功率测量装置的结构示意图；
图2为本发明供电电路的结构示意图；
图3为本发明信号调理电路包括阻抗匹配电路、射频分档电路、检波电路的电路图；
图4为本发明信号调理电路包括直流分档电路和差分放大电路的电路图；
图5为本发明电源选择电路的电路图。
具体实施方式
下面结合试验例及具体实施方式对本发明作进一步的详细描述。但不应将此理解为本发明上述主题的范围仅限于以下的实施例，凡基于本发明内容所实现的技术均属于本发明的范围。
结合图1所示的本发明射频功率测量装置的结构示意图；本发明射频功率测量装置包括信号调理电路、控制电路和供电电路。
其中，信号调理电路包括阻抗匹配电路、射频分档电路、检波电路、直流分档电路和差分放大电路。其中，输入的射频信号通过阻抗匹配电路获得相应的阻抗匹配，射频分档电路通过切换不同的支路而对射频信号进行不同程度的衰减，检波电路将射频信号转换成直流信号，差分放大电路对直流信号进行一定倍数的放大处理，并且差分放大电路的放大倍数由所述直流分档电路控制切换。
具体的，所述射频分档电路具有多条支路，且每条支路具有不同的阻抗特性，并通过相应的受控开关与射频信号输入端连接。所述直流分档电路具有多条支路，且每条支路上设置不同阻值的电阻，并通过相应的受控开关与射频信号输入端连接。在实施时，所述直流分档电路的各个支路上的电阻作为所述差分放大电路的反馈电阻。射频分档电路和直流分档电路中采用的受控开关芯片。
其中，控制电路包括微处理器、存储芯片、第一扩展芯片、第二扩展芯片、USB接口电路和SPI接口电路。所述微处理器分别与所述存储芯片、所述第一扩展芯片、所述第二扩展芯片、所述USB接口电路和所述SPI接口电路连接，并且，所述微处理器通过所述存储芯片获取校准数据，通过所述第一扩展芯片与显示模块连接，通过所述第二扩展芯片与所述按键输入模块连接，通过所述USB接口电路与外部设备通信，通过所述SPI接口电路与射频信号采集电路连接。而且，所述微处理器还通过所述USB接口电路进行供电，并且所述微处理器与所述USB接口电路之间设有保护芯片，用于在发生过压或短路时立即断电。
结合图2所示的本发明供电电路的结构示意图；其中，供电电路包括电源选择电路、内置电源和电源转换模块。而且，电源选择电路通过内置电源进行供电，当电源选择电路与至少一个外接电源连接，所述按键触发电路断开与所述内置电池的连接，而通过所述外接电源进行供电；并且所述内置电源或所述外接电源通过所述电源转换模块而得到所需直流电。同时，电源转换模块包括各个电源转换器，通过相应的电源转换器得到信号调理电路所需的参考电压，控制电路的微控制器、存储芯片、SPI接口电路的工作电压。
具体的，本发明还包括USB接口电路，所述USB接口电路与外接电源的输入端连接，从而通过USB接口获取电源输入。
结合图3和图4所示的电路图；本发明的信号调理电路中，为了提高测量动态范围指标，在检波前，通过射频分档电路对射频信号进行分档，该射频分档电路一共分为三档，即三个支路，其中第一级电路不衰减，第二级电路由R7，R12，R13构成，衰减一定程度，第三级电路在第二级基础上由R15，R17，R18构成，再衰减一定程度。射频信号经过检波二极管D1、D2和D3中任意一个转变为直流信号，进一步地，对直流信号进行第二次分档处理，通过控制运放的反馈电阻大小，R9，R10，R11依次放大量为10倍，100倍，1000倍。射频分档电路和直流分档电路中采用的受控开关N1B、N1C、N1D、N1E和N1F可由同一个集成开关芯片进行集中控制，从而将射频分档电路和直流分档电路一起控制，提供多种不同的档位，并根据需要选取档位对信号进行放大，以满足测量需求。
结合图5所示的电路图；本发明的电源选择电路用于在外接电源，USB电源，电池供电中自动选择。
在实施时，电源选择电路包括第一二极管、第二二极管、第三二极管、第一MOS管、第二MOS管和第一电阻。其中，第一二极管与第二二极管串联，第一二极管和第三二极管的正向端与外接电源的输入端连接，第三二极管的反向端与第一MOS管和第二MOS管的栅极连接，第一MOS管的源极和第二MOS管的源极连接，第一MOS管的漏极与所述内置电源连接，第二MOS管的漏极和第二二极管的反向端与所述电源转换模块的输入端连接；第一电阻的一端与第一MOS管和第二MOS管的栅极连接，其另一端与第一MOS管和第二MOS管的源极连接。
根据上述连接关系，当有外接电源或者USB电源进行电源输入时，第二MOS管导通，内置电源不供电。本发明的内置电源为可拆卸的五号电池。
本发明用于射频功率测量的供电电路中，电源转换模块包括开关型DC-DC转换芯片和降压型DC-DC转换芯片。开关型DC-DC转换芯片具备低电压检测功能，其电压输入范围是1.2V到6.5V。
Claims (5)
1.一种射频功率测量装置，其特征在于，包括信号调理电路、控制电路和供电电路；其中，
所述信号调理电路对输入的射频信号进行阻抗匹配和衰减，并将射频信号转换直流信号后进行放大；所述控制电路对所述信号调理电路输出的直流信号进行解算，并输出结果；所述供电电路用于为所述信号调理电路和所述控制电路供电；
所述信号调理电路包括阻抗匹配电路、射频分档电路、检波电路、直流分档电路和差分放大电路；其中，输入的射频信号通过所述阻抗匹配电路获得相应的阻抗匹配，所述射频分档电路通过切换不同的支路而对射频信号进行不同程度的衰减，所述检波电路将射频信号转换成直流信号，所述差分放大电路对直流信号进行一定倍数的放大处理，并且所述差分放大电路的放大倍数由所述直流分档电路控制切换；
所述射频分档电路具有多条支路，且每条支路具有不同的阻抗特性，并通过相应的受控开关与射频信号输入端连接；
所述直流分档电路具有多条支路，且每条支路上设置不同阻值的电阻，并通过相应的受控开关与射频信号输入端连接；
所述直流分档电路的各个支路上的电阻作为所述差分放大电路的反馈电阻；
所述射频分档电路一共分为三档，即三个支路，其中第一级电路不衰减，第二级电路由电阻R7，电阻R12，电阻R13构成衰减电路，衰减一定程度，第三级电路在第二级基础上由电阻R15，电阻R17，电阻R18构成衰减电路，再衰减一定程度，射频信号经过检波二极管D1、检波二极管D2和检波二极管D3中任意一个转变为直流信号，进一步地，对直流信号进行第二次分档处理，通过控制运放的反馈电阻大小，电阻R9，电阻R10，电阻R11放大量分别为10倍，100倍，1000倍，所述电阻R9、电阻R10、电阻R11的一端均与放大器N2的第6端口电连接，所述电阻R9的另一端与所述受控开关NID的第10端口电连接，所述电阻R10的另一端与所述受控开关NIE的第12端口电连接，所述电阻R9的另一端口、所述受控开关NID的第9端口、所述受控开关NIE的第11端口均与所述放大器的第2端口电连接，射频分档电路和直流分档电路中采用的受控开关N1B、受控开关N1C、受控开关N1D、受控开关NIE和受控开关NIF由同一个集成开关芯片进行集中控制，从而将射频分档电路和直流分档电路一起控制，提供多种不同的档位，并根据需要选取档位对信号进行放大。
2.如权利要求1所述的射频功率测量装置，其特征在于，所述控制电路包括微处理器、存储芯片、第一扩展芯片、第二扩展芯片、USB接口电路和SPI接口电路；其中，所述微处理器分别与所述存储芯片、所述第一扩展芯片、所述第二扩展芯片、所述USB接口电路和所述SPI接口电路连接，并且，所述微处理器通过所述存储芯片获取校准数据，通过所述第一扩展芯片与显示模块连接，通过所述第二扩展芯片与按键输入模块连接，通过所述USB接口电路与外部设备通信，通过所述SPI接口电路与射频信号采集电路连接。
3.如权利要求1所述的射频功率测量装置，其特征在于，所述供电电路包括电源选择电路、内置电源和电源转换模块；其中，所述电源选择电路通过所述内置电源进行供电，当所述电源选择电路与至少一个外接电源连接，按键触发电路断开与所述内置电源连接，而通过所述外接电源进行供电；并且所述内置电源或所述外接电源通过所述电源转换模块而得到所需直流电。
4.如权利要求3所述的射频功率测量装置，其特征在于，所述电源选择电路包括第一二极管、第二二极管、第三二极管、第一MOS管、第二MOS管和第一电阻；其中，第一二极管与第二二极管串联，第一二极管和第三二极管的正向端与外接电源的输入端连接，第三二极管的反向端与第一MOS管和第二MOS管的栅极连接，第一MOS管的源极和第二MOS管的源极连接，第一MOS管的漏极与所述内置电源连接，第二MOS管的漏极和第二二极管的反向端与所述电源转换模块的输入端连接；第一电阻的一端与第一MOS管和第二MOS管的栅极连接，其另一端与第一MOS管和第二MOS管的源极连接。
5.如权利要求3所述的射频功率测量装置，其特征在于，还包括USB接口电路，所述USB接口电路与外接电源的输入端连接。
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