CN114513871B - 一种微波功率调节方法、装置、电子设备及存储介质 - Google Patents

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Abstract

本发明实施例公开了一种微波功率调节方法、装置、电子设备及存储介质，该方法包括：获取运行指令，并确定该运行指令所对应的目标工作模式；若目标工作模式为固定频点模式，从运行指令中提取出目标检波电压，并按照滤波处理算法调节单片机输出的控制电压信号，以使频率源单元输出的检波电压信号在目标检波电压的误差精度范围内；若目标工作模式为扫频模式，从运行指令中提取出目标工作频率，确定与目标工作频率所对应的目标频率检波电压，并按照校正网络算法调节单片机输出的控制电压信号，以使频率源单元输出的检波电压信号在目标频率检波电压的误差精度范围内。本发明实施例，实现了微波输出功率的精准调节控制。

Description

一种微波功率调节方法、装置、电子设备及存储介质
技术领域
本发明实施例涉及微波技术领域，尤其涉及一种微波功率调节方法、装置、电子设备及存储介质。
背景技术
微波炉广泛应用在微波加热、干燥等领域。在工业微波加热、干燥应用中的传统微波炉大多采用磁控管作为微波源，其工作频率主要采用915MHz±15MHz，微波炉整机功率位于10W～10KW范围内。
但是磁控管工作时需要高压器件，采用磁控管的微波炉其输出的功率依赖于高压条件下的阳极电压，输出功率的控制精度较差。
发明内容
本发明实施例提供一种微波功率调节方法、装置、电子设备及存储介质，以解决现有微波输出功率控制精度较差的问题。
本发明实施例提供了一种微波功率调节方法，应用于微波发生设备，所述微波发生设备包括：用于输出检波电压信号的频率源单元、用于输出控制电压信号的单片机以及电连接所述频率源单元和所述单片机的微波功率调节装置；
所述微波功率调节装置的微波功率调节方法包括：
获取运行指令，并确定该运行指令所对应的目标工作模式；
若所述目标工作模式为固定频点模式，从所述运行指令中提取出目标检波电压，并按照滤波处理算法调节所述单片机输出的控制电压信号，以使所述频率源单元输出的检波电压信号在所述目标检波电压的误差精度范围内；
若所述目标工作模式为扫频模式，从所述运行指令中提取出目标工作频率，确定与所述目标工作频率所对应的目标频率检波电压，并按照校正网络算法调节所述单片机输出的控制电压信号，以使所述频率源单元输出的检波电压信号在所述目标频率检波电压的误差精度范围内。
本发明实施例还提供了一种微波功率调节装置，应用于微波发生设备，所述微波发生设备包括：用于输出检波电压信号的频率源单元、用于输出控制电压信号的单片机以及电连接所述频率源单元和所述单片机的微波功率调节装置；
所述微波功率调节装置包括：
指令获取模块，用于获取运行指令，并确定该运行指令所对应的目标工作模式；
第一电压调节模块，用于在所述目标工作模式为固定频点模式时，从所述运行指令中提取出目标检波电压，并按照滤波处理算法调节所述单片机输出的控制电压信号，以使所述频率源单元输出的检波电压信号在所述目标检波电压的误差精度范围内；
第二电压调节模块，用于在所述目标工作模式为扫频模式，从所述运行指令中提取出目标工作频率，确定与所述目标工作频率所对应的目标频率检波电压，并按照校正网络算法调节所述单片机输出的控制电压信号，以使所述频率源单元输出的检波电压信号在所述目标频率检波电压的误差精度范围内。
本发明实施例还提供了一种电子设备，包括：
一个或多个处理器；
存储装置，用于存储一个或多个程序；
当所述一个或多个程序被所述一个或多个处理器执行，使得所述一个或多个处理器实现如上所述的微波功率调节方法。
本发明实施例还提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现如上所述的微波功率调节方法。
本发明实施例中，微波功率调节装置通过调节单片机输出的控制电压信号，以此实现对频率源单元输出的检波电压信号的调节，使得频率源单元输出的检波电压信号在固定频点模式下与对应的目标检波电压的差值位于预设检波误差区间内，或者，使得频率源单元输出的检波电压信号在扫频模式下与对应的目标频率检波电压的差值位于预设检波误差区间内。因此通过对频率源单元输出的检波电压信号的精确调节控制，能够提高微波输出功率的精度，使得微波输出功率与目标发射功率更为接近或相同，即实现对微波输出功率的精准调节控制。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图做一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图虽然是本发明的一些具体的实施例，对于本领域的技术人员来说，可以根据本发明的各种实施例所揭示和提示的器件结构，驱动方法和制造方法的基本概念，拓展和延伸到其它的结构和附图，毋庸置疑这些都应该是在本发明的权利要求范围之内。
图1是本发明实施例提供的一种微波发生设备的示意图；
图2是本发明实施例提供的一种微波功率调节方法的示意图；
图3是本发明实施例提供的固定频点模式下微波功率调节方法的示意图；
图4是本发明实施例提供的扫频模式下微波功率调节方法的示意图；
图5是本发明实施例提供的一种微波功率调节装置的示意图；
图6是本发明实施例提供的一种电子设备的示意图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，以下将参照本发明实施例中的附图，通过实施方式清楚、完整地描述本发明的技术方案，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例所揭示和提示的基本概念，本领域的技术人员所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明实施例提供一种微波功率调节方法，该微波功率调节方法应用于微波发生设备中。参考图1所示，为本发明实施例提供的一种微波发生设备的示意图，如图1所示，该微波发生设备包括：用于输出检波电压信号的频率源单元10、用于输出控制电压信号的单片机20以及电连接频率源单元10和单片机20的微波功率调节装置。本实施例的技术方案适用于微波发生设备控制频率源能量精准输出的情况，微波发生设备可以为任意一种基于微波功能的微波发生设备。
可选微波功率调节装置至少包括滤波处理模块31和校正网络模块32。可选滤波处理模块31设置在频率源单元10和单片机20之间，在其他实施例中也可选滤波处理模块设置在单片机内，不限于此。可选校正网络模块32设置在频率源单元10和单片机20之间，在其他实施例中也可选校正网络模块设置在单片机内，不限于此。
可选频率源单元10包括频率源芯片11和至少一个调节电路12，该调节电路12至少由依次串联的功率放大器121、耦合器122和环形器123构成。频率源芯片11可以具有至少一个频率源通道。调节电路12中耦合器122还通过第1检波器13与单片机20电连接，调节电路12中环形器123还通过第2检波器14与单片机20电连接。可选滤波处理模块31设置在频率源芯片11和单片机20之间，校正网络模块32设置在调节电路12和检波器之间，但不限于此。
本实施例中，单片机20输出的控制电压信号传输至频率源单元10，频率源单元10在控制电压信号的控制下输出微波发射功率P。具体的，频率源芯片11在控制电压信号的控制下输出微波信号，该微波信号传输至调节电路12，经由调节电路12中功率放大器121进行功率放大后传输至耦合器122进行处理，处理后的信号再传输至环形器123进行处理，则环形器123输出微波发射功率P。
另外，单片机20还从频率源单元10获得检波电压信号。具体的，耦合器122输出的信号还通过第1检波器13进行检波处理以生成检波电压信号，并传输至单片机20，则单片机20对检波电压信号进行检测可以实现对调节电路12的发射信号进行正向功率检测。环形器123输出的信号还通过第2检波器14处理并传输至单片机20，则单片机20对该信号进行检测可以实现对调节电路12的反射信号进行反向功率检测。由此可知，频率源单元10输出至单片机20的检波电压信号实质为校正网络模块32和第1检波器13对耦合器122的输出信号进行检波处理后传输至单片机20的信号。频率源单元10的检波电压信号用于表征微波输出功率，该微波输出功率即为对被加热物体进行加热的微波发射功率P。
基于此，校正网络模块32设置在调节电路12与单片机20之间，具体的，耦合器122经由校正网络模块32电连接单片机20，环形器123经由校正网络模块32电连接单片机20。
微波功率调节装置根据检波电压信号调节单片机20输出的控制电压信号，使得频率源单元10输出的检波电压信号接近或等于目标电压值，以此实现对微波加热过程中频率源单元10输出的检波电压信号的精准调节控制。而频率源单元10的检波电压信号用于表征实际微波输出功率，基于此，对微波加热过程中频率源单元10输出的检波电压信号的精准调节控制即是实现对实际微波输出功率的精准调节控制。精准调节使频率源单元10输出的检波电压信号接近或等于目标检波电压，根据目标检波电压与目标发射功率的对应关系，则表征了对实际微波输出功率的精准调节控制，使其接近或等于对被加热物体进行加热的目标发射功率。
下文将基于该微波发生设备对其微波功率调节方法进行详细描述。可以理解，对微波加热过程中频率源单元输出的检波电压信号的精准调节控制即是对微波输出功率的精准调节控制。另外，图1所示微波发生设备的结构仅是一种简单示例，任意一种微波发生设备均落入本发明的保护范围，且图1仅示出了微波发生设备的部分结构，微波发生设备还包括其他辅助工作的器件、模块和装置等，在此不具体示例。
本发明实施例提供一种微波功率调节方法，该方法应用于微波发生设备，微波发生设备包括：用于输出检波电压信号的频率源单元、用于输出控制电压信号的单片机以及电连接频率源单元和单片机的微波功率调节装置。
参考图2所示，为本发明实施例提供的一种微波功率调节方法的示意图，如图2所示，微波功率调节装置的微波功率调节方法包括：
步骤S10、获取运行指令，并确定该运行指令所对应的目标工作模式；
步骤S20、若目标工作模式为固定频点模式，从运行指令中提取出目标检波电压，并按照滤波处理算法调节单片机输出的控制电压信号，以使频率源单元输出的检波电压信号在目标检波电压的误差精度范围内；
步骤S30、若目标工作模式为扫频模式，从运行指令中提取出目标工作频率，确定与目标工作频率所对应的目标频率检波电压，并按照校正网络算法调节单片机输出的控制电压信号，以使频率源单元输出的检波电压信号在目标频率检波电压的误差精度范围内。
按照以上微波功率调节方法，根据不同运行指令所对应的工作模块，微波功率调节装置所采用的调节方法存在区别。可以理解，固定频点模式是对单一频点的控制电压进行调节，而扫频模式包括多个频率且其中单一频点的控制电压调节过程与固定频点模式一致。区别在于，扫频模式下会根据一个频点的控制电压对至少两个频点进行调节。
以上是本发明的核心思想，以下将分别对固定频点模式和扫频模式两种工作模式进行详细描述。
固定频点模式下微波功率调节过程如下文所示。本实施例中，微波功率调节方法可以由微波功率调节装置来执行，该装置可以采用软件和/或硬件的方式实现，并配置在微波发生设备中执行。可选微波功率调节装置调用滤波处理模块执行固定频点模式下微波功率调节方法。
参考图3所示，为本发明实施例提供的固定频点模式下微波功率调节方法的示意图。本实施例中，可选目标工作模式为固定频点模式；微波功率调节方法中的如下操作，按照滤波处理算法调节所述单片机输出的控制电压信号以使所述频率源单元输出的检波电压信号在所述目标检波电压的误差精度范围内。
如图3所示，固定频点模式下微波功率调节方法包括具体以下步骤：
步骤S110、确定与目标检波电压所对应的第1控制电压；
步骤S120、驱动单片机输出第i控制电压，再采集频率源单元输出的第i检波电压，i取值大于或等于1的正整数；
步骤S130、若第i检波电压和目标检波电压的差值超出预设检波误差区间，按照设定规则调节第i控制电压以生成第i+1控制电压。
其中，设定规则为：第i检波电压大于目标检波电压，减小第i控制电压以生成第i+1控制电压；第i检波电压小于目标检波电压，增大第i控制电压以生成第i+1控制电压。
本实施例中，微波功率调节装置根据用户输入的运行指令进行运行，以对被加热物体进行加热。微波功率调节装置中设置有存储器，存储器中预先存储有多个不同的运行指令，还存储有每个运行指令的工作模式，若工作模式为固定频点模式，则还存储有对应的目标检波电压，以及还存储有每个目标检波电压所对应的第1控制电压。微波功率调节装置按照用户输入的运行指令控制微波发生设备运行时，第1控制电压是单片机在该运行指令下输出的初始控制电压，目标检波电压是频率源单元在该运行指令下期望达到的理想检波电压。可选确定的运行指令下，固定频点模式所对应的扫描频点固定不变。
具体的，微波功率调节装置接收用户输入的运行指令，然后从存储器中提取出与该运行指令所对应的目标检波电压，再从存储器中提取出与该目标检波电压所对应的第1控制电压。微波功率调节装置驱动单片机输出初始控制电压即第1控制电压，再将第1控制电压传输至频率源单元，则频率源单元在第1控制电压的控制下输出的检波电压信号为第1检波电压。
理论情况下，单片机输出与目标检波电压所对应的第1控制电压，那么频率源单元输出的第1检波电压应接近或等于目标检波电压。然而实际运行时信号容易受电源、温度、干扰、纹波等影响，使得频率源单元在第1控制电压下输出的第1检波电压可能偏离目标检波电压。基于此，需要比较第1检波电压和目标检波电压。
微波功率调节装置的存储器中还预先存储有预设检波误差区间，该预设检波误差区间是目标检波电压允许的误差精度。若频率源单元输出的第1检波电压与目标检波电压的差值在预设检波误差区间内，说明频率源单元输出的第1检波电压接近或等于目标检波电压，此时无需调节频率源单元输出的检波电压信号，单片机保持输出第1控制电压使频率源单元输出接近或等于目标检波电压的第1检波电压。若频率源单元输出的第1检波电压与目标检波电压的差值超出预设检波误差区间，说明频率源单元输出的第1检波电压受干扰而偏离目标检波电压，此时需要调节频率源单元输出的检波电压信号，具体通过调节单片机输出的控制电压信号以使频率源单元输出的检波电压信号接近或等于目标检波电压。
具体的，若第1检波电压大于目标检波电压，则减小第1控制电压以生成第2控制电压，即第2控制电压小于第1控制电压；若第1检波电压小于目标检波电压，则增大第2控制电压以生成第2控制电压，即第2控制电压大于第1控制电压。
然后，微波功率调节装置驱动单片机输出第2控制电压，再将第2控制电压传输至频率源单元，使频率源单元在第2控制电压的控制下输出第2检波电压。再比较第2检波电压和目标检波电压。若第2检波电压和目标检波电压的差值超出预设检波误差区间，按照设定规则调节第2控制电压以生成第3控制电压；反之，单片机保持输出第2控制电压使频率源单元输出接近或等于目标检波电压的第2检波电压。
以此类推，通过对单片机输出的第i控制电压的增大或减小调节，反复迭代使频率源单元输出的第i检波电压逐渐接近目标检波电压。直至第i检波电压和目标检波电压的差值位于预设检波误差区间内，此时单片机保持输出第i控制电压使频率源单元输出接近或等于目标检波电压的第i检波电压。
本发明实施例中，固定频点模式下，通过反复迭代调节单片机的控制电压信号以实现对频率源单元输出的检波电压信号的调节，使得频率源单元输出的检波电压信号等于目标检波电压或满足其误差精度。由此实现对频率源单元输出的检波电压信号的精确控制，使得频率源单元快速输出目标检波电压，通过对微波加热过程中频率源单元输出的检波电压信号的精准调节控制，即实现对微波输出功率的精准调节控制。
可选i=1，按照设定规则调节第i控制电压以生成第i+1控制电压包括：
若第1检波电压大于目标检波电压，按照第一步进值减小第1控制电压以生成第2控制电压；
或者，若第1检波电压小于目标检波电压，按照第一步进值增大第1控制电压以生成第2控制电压。
本实施例中，第1控制电压作为单片机输出的初始控制电压，在对第1控制电压调节时其波动量没有参考依据，据此直接在存储器中预先设定第一步进值，按照第一步进值增大或减小第1控制电压以生成第2控制信号。具体的，第1检波电压大于目标检波电压，第1控制电压减第一步进值得到第2控制电压，则第2控制电压小于第1控制电压，微波功率调节装置驱动单片机输出第2控制电压，可使频率源单元输出的第2检波电压相对于第1检波电压有所降低，那么第2检波电压相对于第1检波电压更接近目标检波电压。同理，第1检波电压小于目标检波电压，第1控制电压加第一步进值得到第2控制电压，则第2控制电压大于第1控制电压，微波功率调节装置驱动单片机输出第2控制电压，可使频率源单元输出的第2检波电压相对于第1检波电压有所提升，那么第2检波电压相对于第1检波电压更接近目标检波电压。
可选i≠1，按照设定规则调节第i控制电压以生成第i+1控制电压包括：
计算第i检波电压与第i-1检波电压的第一检波增量以及目标检波电压与第i检波电压的第二检波增量；
根据第一检波增量、第二检波增量以及第i控制电压与第i-1控制电压的第一控制增量，按照比例运算算法计算第i控制电压的第二控制增量并以此调节第i控制电压。
本实施例中，i≠1，首先i为2，则微波功率调节装置驱动单片机输出第2控制电压，再将第2控制电压传输至频率源单元，频率源单元在第2控制电压的控制下输出第2检波电压。若第2检波电压和目标检波电压的差值超出预设检波误差区间，需要对第2控制电压进行调节以生成第3控制电压即i为3。以此类推，通过i的反复迭代实现对频率源单元输出的检波电压信号的调节，使其等于目标检波电压或满足误差精度。
假设目标检波电压V1为5V，第一步进值为2V，预设检波误差区间为±0.1V，第1控制电压U11为10V。其运算过程如下：
1）运行初始，单片机输出第1控制电压U11为10V，采集得到频率源单元的第1检波电压V11为4V；
2）计算得到V11与V1的差值超出±0.1V，且V11小于V1，则给U11增加第一步进值以得到第2控制电压U12，U12=12V；
3）单片机输出第2控制电压U12为12V，采集得到频率源单元的第2检波电压V12为4.4V；
4）计算得到V12与V1的差值超出±0.1V，且V12小于V1，则按照第二控制增量增大U12以得到第3控制电压U13，计算第二控制增量的过程如下：
4.1、计算第一检波增量V12-V11=0.4V，第二检波增量V1-V12=0.6V，第一控制增量U12-U11=2V，即，U12相对于U11的增量为2V的条件下，V12相对于V11的增量为0.4V；
4.2、设第二控制增量为x，则（V12-V11）/（V1-V12）=（U12-U11）/x，即0.4/0.6=2/x，求得x=3；
5）如上所述，控制电压增量为2V可使检波电压增量为0.4V，那么按照比例运算算法可知控制电压增量为3V可使检波电压增量为0.6V，基于此按照第二控制增量x增大U12，得到的第3控制电压U13为15V，则采集得到频率源单元的第3检波电压V13为5V，可以理解，实际中V13信号可能受干扰影响而不等于5V，但其与V1的误差有极大可能落在误差精度范围±0.1V内。
以此类推，若V13与V1的误差超出误差精度范围±0.1V，则通过反复迭代，直至频率源单元输出的检波电压信号等于目标检波电压或在目标检波电压的误差精度范围内。
由此，快速有效的实现了对频率源单元输出的检波电压信号的精确控制。可以理解，以上数值仅是一种简单示例，旨在采用示例数值描述运算过程，并非是对微波发生设备的运行参数的限制。
另外，以上运算算法也是对单片机输出的控制电压信号的波动量的不确定性进行预判。例如，调节U12以得到第3控制电压U13时，根据当前状态参数，运算以预判得出U12的第二控制增量x，实现对下一个状态中第3控制电压的预测。
可选i≠1，按照设定规则调节第i控制电压以生成第i+1控制电压包括：若第i检波电压和目标检波电压的差值位于第一检波误差区间，按照第二步进值增大或减小第i控制电压以生成第i+1控制电压，其中，第一检波误差区间包含预设检波误差区间。可选第二步进值小于第一步进值。
本实施例中，随着迭代次数的增加，第i检波电压逐渐接近目标检波电压，此时可以通过微小步进调节单片机输出的控制电压信号，以实现频率源单元输出的检波电压信号的微调。
具体的，存储器中预先设置有第一检波误差区间和第二步进值，该第一检波误差区间包含预设检波误差区间，例如预设检波误差区间为±0.1V，第一检波误差区间为±0.16V。若第i检波电压和目标检波电压的差值位于第一检波误差区间，且超出预设检波误差区间，那么此时按照第二步进值增大或减小第i控制电压以生成第i+1控制电压。
通过反复迭代，直至第i检波电压与目标检波电压的差值位于预设检波误差区间，则单片机保持输出的第i控制电压稳定不变，可使频率源单元保持输出第i检波电压，第i检波电压无限接近目标检波电压，两者差值位于预设检波误差区间。
对于以上任意实施例，可选微波功率调节装置在处理单片机输出的控制电压波动量时采用卡尔曼滤波，该处理算法可以对单片机输出的控制电压波动量的不确定性进行预判，即依据当前的状态参数来预测下一个状态参数。卡尔曼滤波处理算法具有特定的预测函数Fk，该预测函数会对单片机输出的控制电压波动量的所有可能性进行预测，并给出新的高斯分布。预测函数Fk会将单片机输出的控制电压信号调整到一个新的预测电压，再通过采样频率源单元的检波电压信号，与目标检波电压进行对比，判断预测电压是否正确，若正确，则新的预测电压就是系统下一步会调整到的电压。
综上所述，采用卡尔曼滤波算法，在迭代初期，按照第一步进值调节单片机输出的控制电压信号；在迭代中期，按照比例算法调节单片机输出的控制电压信号，实现快速调节；在迭代后期，按照第二步进值调节单片机输出的控制电压信号，实现精准调节，使得频率源单元输出的检波电压信号与目标检波电压的差值位于预设检波误差区间。
扫频模式下微波功率调节过程如下文所示。本实施例中，微波功率调节方法可以由微波功率调节装置来执行，该装置可以采用软件和/或硬件的方式实现，并配置在微波发生设备中执行。可选微波功率调节装置调用校正网络模块执行扫频模式下微波功率调节方法。扫频模式是对目标工作频率内的全部频点顺序扫描的模式。
微波发生设备在输出功率精确控制中，对于一个目标输出功率P1，其工作频率中每个频点的检波电压信号有不同的幅度响应，例如整个工作频率内n个频点(f1,f2,f3,…,fn)一一对应的检波电压信号为(V1，V2，V3，…，Vn)，则目标输出功率P1在n个频点分别对应检波电压信号V1，V2，V3，…，Vn。当微波发生设备工作中准备输出P1时，频率源单元在整个工作频率的n个频点需要分别输出V1，V2，V3，…，Vn。
在第1频点，单片机需要通过多次尝试判断和调整控制其输出的控制电压信号，使得频率源单元的检波电压信号接近其对应的V1。顺序的，在第2频点，单片机仍旧需要通过多次尝试判断和调整控制其输出的控制电压信号，使得频率源单元的检波电压信号接近其对应的V2。以此类推，在每个频点，单片机都需要通过多次尝试判断和调整其输出的控制电压信号，使得频率源单元的检波电压信号接近其对应的检波电压值，以此提高输出功率精确控制。如此虽然实现了功率精确控制，但大大增加了单片机的控制时间，降低响应速度。而如果为了快速响应，那么必然需要牺牲每个频点下单片机的精度控制时间，导致输出功率的控制精度差。
基于此，本实施例在扫描模式下提供微波功率调节方法，可以满足快速响应和高精度的需求。
参考图4所示，为本发明实施例提供的扫频模式下微波功率调节方法的示意图。本实施例中，可选目标工作模式为扫频模式；微波功率调节方法中的如下操作，按照校正网络算法调节单片机输出的控制电压信号，以使频率源单元输出的检波电压信号在目标频率检波电压的误差精度范围内。
如图4所示，扫频模式下微波功率调节方法包括具体以下步骤：
步骤S210、在目标工作频率的一特定频点调节单片机输出的控制电压信号，再采集频率源单元输出的检波电压信号；
步骤S220、当检波电压信号和目标频率检波电压的差值在预设检波误差区间内时，将所对应的控制电压信号确定为单片机在目标工作频率的目标控制电压。
本实施例中，微波功率调节装置根据用户输入的运行指令进行运行，以对被加热物体进行加热。微波功率调节装置中设置有存储器，存储器中预先存储有多个不同的运行指令，还存储有每个运行指令的工作模式，若工作模式为扫频模式，则还存储有对应的目标工作频率，以及还存储有每个目标工作频率所对应的目标频率检波电压。微波功率调节装置按照用户输入的运行指令控制微波发生设备运行时，在目标工作频率内的每个频点进行顺序扫描，目标频率检波电压是频率源单元在该目标工作频率下期望达到的理想检波电压。可以理解，运行指令下所对应的目标输出功率固定不变。
本实施例中，工作频率包括多个频点，微波发生设备根据运行指令运行时，其工作模式是工作频率内的每个频点进行顺序扫描。可选目标工作频率包括n个频点，该n个频点包括第1至第n频点，且第1至第n频点为从小到大顺序排列，那么根据运行指令运行时，在目标工作频率内每个频点进行顺序扫描。
具体的，微波功率调节装置接收用户输入的运行指令，然后从存储器中提取出与该运行指令所对应的目标工作频率，再从存储器中提取出与该目标工作频率所对应的目标频率检波电压。对目标工作频率的n个频点进行顺序扫描。
可选特定频点为目标工作频率的最小频点即第1频点。在第1频点，微波功率调节装置驱动单片机输出初始控制电压，再将初始控制电压传输至频率源单元，则频率源单元在初始控制电压的控制下输出检波电压信号。若此时频率源单元的检波电压信号和目标频率检波电压的差值超出预设检波误差区间，那么单片机调节输出的控制电压信号，再采集频率源单元输出的检波电压信号；直至检波电压信号和目标频率检波电压的差值在预设检波误差区间内，由此将当前时刻下的控制电压信号确定为单片机在目标工作频率下的目标控制电压。
顺序的，在第2频点，单片机直接输出目标控制电压，则频率源单元在第2频点下输出的检波电压信号可以接近或在目标频率检波电压的误差精度范围内。
顺序的，以此类推，在目标工作频率的每个频点下，单片机直接输出目标控制电压，可使频率源单元在每个频点输出的检波电压信号为目标频率检波电压或在误差精度范围内。
需要说明的是，微波功率调节装置的存储器中还预先存储有预设检波误差区间，该预设检波误差区间是目标频率检波电压允许的误差精度。在任一频点，若频率源单元输出的检波电压信号与目标频率检波电压的差值在预设检波误差区间内，说明频率源单元输出的检波电压信号接近或等于目标频率检波电压。在任一频点，若频率源单元输出的检波电压信号与目标频率检波电压的差值超出预设检波误差区间，说明频率源单元输出的检波电压信号偏离目标频率检波电压，此时需要调节频率源单元输出的检波电压信号，具体通过调节单片机输出的控制电压信号以使频率源单元输出的检波电压信号接近或等于目标频率检波电压。
基于此，若频率源单元输出的检波电压信号大于目标频率检波电压，单片机减小输出的控制电压信号，以调节频率源单元输出的检波电压信号；或者，若频率源单元输出的检波电压信号小于目标频率检波电压，单片机增大输出的控制电压信号，以调节频率源单元输出的检波电压信号。直至频率源单元输出的检波电压信号为目标频率检波电压或在误差精度范围。
如上所述，微波功率调节装置驱动单片机在目标工作频率的每个频点下，始终输出目标控制电压，可使频率源单元在每个频点输出的检波电压信号在目标频率检波电压的误差精度范围内。具体的，单片机在目标工作频率内对应固定的目标频率检波电压，那么在目标工作频率的频点顺序扫描模式下，单片机仅需要在目标工作频率的其中一个频点，通过多次尝试判断和调整控制，使得频率源单元的检波电压信号接近目标频率检波电压，然后将该时刻的控制电压确定为单片机在目标工作频率下的目标控制电压，即可实现目标工作频率内所有频点的控制电压的确定。
例如，目标输出功率P1，目标频率检波电压为第1频点的检波电压信号V1，那么目标输出功率P1在整个工作频率的n个频点(f1,f2,f3,…,fn)均对应相同的检波电压信号V1。则当微波发生设备工作中准备输出P1时，计算第1频点所对应的目标控制电压为U1，那么单片机在目标工作频率的n个频点均保持输出目标控制电压U1，可使频率源单元保持输出V1，实现输出功率为P1。
本发明实施例中，单片机通过计算得到目标工作频率内的目标控制电压，以此校正频率源单元的检波电压信号，实现对频率源单元输出的检波电压信号的精确控制，不仅可以实现精确控制输出功率，还可以降低单片机的控制时间，提升响应速度，满足快速响应和高精度的需求。
可选目标工作频率包括n个频点，n取值大于1的正整数；确定与目标工作频率所对应的目标频率检波电压的具体执行过程为：将n个频点中最小频点所对应的目标检波电压确定为目标频率检波电压。对目标工作频率的n个频点进行顺序扫描，其中第1频点至第n频点按照从小到大的顺序排布，则第1频点为目标工作频率的最小频点。
在第1频点，微波功率调节装置驱动单片机输出初始控制电压，再将初始控制电压传输至频率源单元，则频率源单元在初始控制电压的控制下输出检波电压信号。若此时频率源单元的检波电压信号和目标频率检波电压的差值超出预设检波误差区间，那么单片机通过调节输出控制电压信号，达到调节频率源单元输出的检波电压信号的目的；单片机通过多次调节，使得频率源单元输出的检波电压信号和目标频率检波电压的差值在预设检波误差区间内，由此将当前时刻下的控制电压信号确定为单片机在目标工作频率下的目标控制电压。
顺序的，在第2频点至第n频点，单片机保持输出目标控制电压，则频率源单元在每个频点下输出的检波电压信号和目标频率检波电压的差值在预设检波误差区间内。由此通过精确控制频率源单元在每个频点下达到目标频率检波电压，实现快速精确控制输出功率的效果。
可选目标工作频率包括g个频段，该g个频段包括第1至第g频段，1个频段包括至少两个频点，g取值大于1的正整数；确定与目标工作频率所对应的目标频率检波电压的具体执行过程为：在第i频段，将第i频段中最小频点所对应的目标检波电压确定为第i频段的目标频率检波电压，i取值大于或等于1且小于或等于g的正整数。
可选将所对应的控制电压信号确定为单片机在目标工作频率的目标控制电压包括：在第i频段，当检波电压信号和第i频段的目标频率检波电压的差值在预设检波误差区间内时，将所对应的控制电压信号确定为单片机在第i频段的目标控制电压。
本实施例中，将目标工作频率分为g个频段，每个频段对应有一个目标频率检波电压，不同频段所对应的目标频率检波电压可能不同。例如目标工作频率包括20个频点，分为3个频段，依次为f1-f5构成的第1频段，f6-f12构成的第2频段，f13-f20构成的第3频段。
在第1个频段，将第1频段中最小频点f1所对应的目标检波电压V1确定为第1频段的目标频率检波电压。那么在第1频段的f1频点，单片机多次调节控制电压信号，直至频率源单元输出的检波电压信号和V1的差值在预设检波误差区间内时，将所对应的控制电压信号确定为单片机在第1频段的目标控制电压；顺序的，在f2至f5频点，单片机均输出目标控制电压，使频率源单元输出的检波电压信号接近V1。则第1频段的扫描完成，实现了对输出功率的精准控制。
同理，在第2个频段，将第2频段中最小频点f6所对应的目标检波电压V6确定为第2频段的目标频率检波电压。那么在f6频点，单片机多次调节控制电压信号，直至频率源单元输出的检波电压信号和V6的差值在预设检波误差区间内时，将所对应的控制电压信号确定为单片机在第2频段的目标控制电压；顺序的，在f7至f12频点，单片机均输出该目标控制电压，使频率源单元输出的检波电压信号接近V6。第2频段的扫描完成，实现了对输出功率的精准控制。
同理，在第3个频段，将第3频段中最小频点f13所对应的目标检波电压V13确定为第3频段的目标频率检波电压。在f13频点，确定单片机在第3频段的目标控制电压；顺序的，在f14至f20频点，单片机输出该目标控制电压，使频率源单元输出的检波电压信号接近V13。第3频段的扫描完成，实现了对输出功率的精准控制。
由此，快速有效的实现了对频率源单元输出的检波电压信号的精确控制。可以理解，以上数值仅是一种简单示例，旨在采用示例数值描述运算过程，并非是对微波发生设备的运行参数的限制。可选目标工作频率的特定频点不限于频段内的最小频点，还可选为频段内的最大频点或中间频点等，不限于此。
微波功率调节装置内设置有校正网络等硬件补偿电路，可以将通过耦合器及环形器的耦合信号进行幅度和相位补偿，使得采集的正反向检测信号在频带内具有良好的频率和相位响应，以便单片机在数据处理时更精准，更快速。具体的，本实施例中对调节电路的输出功率进行精确控制，在其他实施例中，还可选对调节电路的相位进行精确控制。
在输出功率精确控制中，以目标输出功率P1为例。本实施例中，将原有的整个工作频率内P1对应n个频点的检波电压(V1，V2，V3，…，Vn)，调节为P1在n个频点均对应V1；或者，调节为P1在第i频段对应Vi电压信号。由此，单片机在目标工作频率的部分频点进行控制电压信号，可以大大降低单片机在目标工作频率的控制时间，实现了快速响应，同时还保证了输出功率控制精度。
可选微波功率调节装置包括一校正网络。该校正网络可以校正耦合器的正向功率信号，将校正后的信号传输至第1检波器进行检波处理，检波处理后生成的检波电压信号传输至单片机；该校正网络还可以校正环形器的反向功率信号，将校正后的信号传输至第2检波器进行检波处理，检波处理后生成的电压信号传输至单片机。
还可选微波功率调节装置包括2个校正网络，耦合器与单片机之间设置有一校正网络，该校正网络可以校正耦合器输出的正向功率信号，将校正后的信号传输至第1检波器进行检波处理，检波处理后生成的检波电压信号传输至单片机；环形器与单片机之间设置有另一校正网络，该校正网络可以校正环形器输出的反向功率信号，将校正后的信号传输至第2检波器进行检波处理，检波处理后生成的电压信号传输至单片机。
需要说明的是，在出厂前，以上各个程序、电路、参数等已写入微波发生设备的存储器中，实际应用中，存储器调用预存的程序、电路和参数等进行微波功率调节，实现对检波电压信号的精确控制，可以理解，不同产品或不同应用环境的产品，其存储器中存储的内容可能存在差异，在此不具体示例。
参见图5所示，为本发明实施例提供的一种微波功率调节装置的示意图。该微波功率调节装置应用于微波发生设备，用于执行上述任意实施例所述的微波功率调节方法，该微波功率调节装置配置在微波发生设备中，例如可配置在微波发生设备的单片机内，但不限于此。其中，微波发生设备至少包括：用于输出检波电压信号的频率源单元、用于输出控制电压信号的单片机以及电连接频率源单元和单片机的微波功率调节装置。
如图5所示，本实施例中微波功率调节装置包括：
指令获取模块210，用于获取运行指令，并确定该运行指令所对应的目标工作模式；
第一电压调节模块220，用于在目标工作模式为固定频点模式时，从运行指令中提取出目标检波电压，并按照滤波处理算法调节单片机输出的控制电压信号，以使频率源单元输出的检波电压信号在目标检波电压的误差精度范围内；
第二电压调节模块230，用于在目标工作模式为扫频模式，从运行指令中提取出目标工作频率，确定与目标工作频率所对应的目标频率检波电压，并按照校正网络算法调节单片机输出的控制电压信号，以使频率源单元输出的检波电压信号在目标频率检波电压的误差精度范围内。
本实施例中，微波功率调节装置通过调节单片机输出的控制电压信号，以此实现对频率源单元输出的检波电压信号的调节，使得频率源单元输出的检波电压信号在固定频点模式下与对应的目标检波电压的差值位于预设检波误差区间内，或者，使得频率源单元输出的检波电压信号在扫频模式下与对应的目标频率检波电压的差值位于预设检波误差区间内。因此通过对频率源单元输出的检波电压信号的精确调节控制，能够提高微波输出功率的精度，使得微波输出功率与目标发射功率更为接近或相同。
参见图6所示，为本发明实施例提供的一种电子设备的示意图。本发明实施例还提供一种电子设备，该电子设备包括：一个或多个处理器310；存储装置320，用于存储一个或多个程序330，当一个或多个程序330被一个或多个处理器310执行，使得一个或多个处理器310实现如上任一所述的微波功率调节方法。
可选电子设备还包括输入装置和输出装置，电子设备中处理器、存储装置、输入装置和输出装置可以通过总线或其他方式连接。所述电子设备可以是微波炉、电烤箱等微波加热的设备。本领域技术人员可以理解，以上仅仅是电子设备的示例，并不构成对电子设备的限定；电子设备还可以包括更多或更少的部件，或者组合某些部件，或者不同的部件，例如所述电子设备还可以包括输入输出设备、网络接入设备、总线等。
存储装置即存储器作为一种计算机可读存储介质，可用于存储软件程序、计算机可执行程序以及模块，如本发明实施例中的微波功率调节方法对应的程序指令/模块。处理器通过运行存储在存储装置中的软件程序、指令以及模块，从而执行电子设备的各种功能应用以及数据处理，即实现本发明实施例所提供的微波功率调节方法。
存储装置可主要包括存储程序区和存储数据区，其中，存储程序区可存储操作系统、至少一个功能所需的应用程序；存储数据区可存储根据终端的使用所创建的数据等。此外，存储装置可以包括高速随机存取存储器，还可以包括非易失性存储器，例如至少一个磁盘存储器件、闪存器件、或其他非易失性固态存储器件。在一些实例中，存储装置可进一步包括相对于处理器远程设置的存储器，这些远程存储器可以通过网络连接至电子设备。上述网络的实例包括但不限于互联网、企业内部网、局域网、移动通信网及其组合。
输入装置可用于接收输入的数字或字符信息，以及产生与电子设备的用户设置以及功能控制有关的键信号输入，可以包括键盘、鼠标等。输出装置可包括显示屏等显示设备。
本实施例还提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序即计算机可执行指令，该程序被处理器执行时用于实现本发明实施例所提供的微波功率调节方法。
当然，本发明实施例所提供的一种包含计算机可执行指令的存储介质，其计算机可执行指令不限于如上所述的方法操作，还可以执行本发明任意实施例所提供的微波功率调节方法中的相关操作。
通过以上关于实施方式的描述，所属领域的技术人员可以清楚地了解到，本发明可借助软件及必需的通用硬件来实现，当然也可以通过硬件实现，但很多情况下前者是更佳的实施方式。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品可以存储在计算机可读存储介质中，如计算机的软盘、只读存储器（Read-Only Memory，ROM）、随机存取存储器（RandomAccess Memory，RAM）、闪存（FLASH）、硬盘或光盘等，包括若干指令用以使得一台计算机设备（可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等）执行本发明各个实施例所述的方法。
值得注意的是，上述搜索装置的实施例中，所包括的各个单元和模块只是按照功能逻辑进行划分的，但并不局限于上述的划分，只要能够实现相应的功能即可；另外，各功能单元的具体名称也只是为了便于相互区分，并不用于限制本发明的保护范围。
注意，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、相互结合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 (11)

1.一种微波功率调节方法，其特征在于，应用于微波发生设备，所述微波发生设备包括：用于输出检波电压信号的频率源单元、用于输出控制电压信号的单片机以及电连接所述频率源单元和所述单片机的微波功率调节装置；
所述微波功率调节装置的微波功率调节方法包括：
获取运行指令，并确定该运行指令所对应的目标工作模式；
若所述目标工作模式为固定频点模式，从所述运行指令中提取出目标检波电压，并按照滤波处理算法调节所述单片机输出的控制电压信号，以使所述频率源单元输出的检波电压信号在所述目标检波电压的误差精度范围内；其中，确定与所述目标检波电压所对应的第1控制电压；驱动所述单片机输出第i控制电压，再采集所述频率源单元输出的第i检波电压，i取值大于或等于1的正整数；若所述第i检波电压和所述目标检波电压的差值超出预设检波误差区间，按照设定规则调节所述第i控制电压以生成第i+1控制电压；所述设定规则为：所述第i检波电压大于所述目标检波电压，减小所述第i控制电压以生成所述第i+1控制电压；所述第i检波电压小于所述目标检波电压，增大所述第i控制电压以生成所述第i+1控制电压；
若所述目标工作模式为扫频模式，从所述运行指令中提取出目标工作频率，确定与所述目标工作频率所对应的目标频率检波电压，并按照校正网络算法调节所述单片机输出的控制电压信号，以使所述频率源单元输出的检波电压信号在所述目标频率检波电压的误差精度范围内；其中，在所述目标工作频率的一特定频点调节所述单片机输出的控制电压信号，再采集所述频率源单元输出的检波电压信号；当所述检波电压信号和所述目标频率检波电压的差值在预设检波误差区间内时，将所对应的控制电压信号确定为所述单片机在所述目标工作频率的目标控制电压。
2.根据权利要求1所述的微波功率调节方法，其特征在于，i=1，按照设定规则调节所述第i控制电压以生成第i+1控制电压包括：
若第1检波电压大于所述目标检波电压，按照第一步进值减小所述第1控制电压以生成第2控制电压；
或者，若第1检波电压小于所述目标检波电压，按照第一步进值增大所述第1控制电压以生成第2控制电压。
3.根据权利要求1所述的微波功率调节方法，其特征在于，i≠1，按照设定规则调节所述第i控制电压以生成第i+1控制电压包括：
计算所述第i检波电压与第i-1检波电压的第一检波增量以及所述目标检波电压与所述第i检波电压的第二检波增量；
根据所述第一检波增量、所述第二检波增量以及所述第i控制电压与第i-1控制电压的第一控制增量，按照比例运算算法计算所述第i控制电压的第二控制增量并以此调节所述第i控制电压。
4.根据权利要求2所述的微波功率调节方法，其特征在于，i≠1，按照设定规则调节所述第i控制电压以生成第i+1控制电压包括：
若所述第i检波电压和所述目标检波电压的差值位于第一检波误差区间，按照第二步进值增大或减小所述第i控制电压以生成所述第i+1控制电压，其中，所述第一检波误差区间包含所述预设检波误差区间。
5.根据权利要求4所述的微波功率调节方法，其特征在于，所述第二步进值小于所述第一步进值。
6.根据权利要求1所述的微波功率调节方法，其特征在于，所述目标工作频率包括n个频点，n取值大于1的正整数；
确定与所述目标工作频率所对应的目标频率检波电压的具体执行过程为：将所述n个频点中最小频点所对应的目标检波电压确定为所述目标频率检波电压。
7.根据权利要求1所述的微波功率调节方法，其特征在于，所述目标工作频率包括g个频段，该g个频段包括第1至第g频段，1个所述频段包括至少两个频点，g取值大于1的正整数；
确定与所述目标工作频率所对应的目标频率检波电压的具体执行过程为：在第i频段，将所述第i频段中最小频点所对应的目标检波电压确定为所述第i频段的目标频率检波电压，i取值大于或等于1且小于或等于g的正整数。
8.根据权利要求7所述的微波功率调节方法，其特征在于，将所对应的控制电压信号确定为所述单片机在所述目标工作频率的目标控制电压，包括：
在所述第i频段，当所述检波电压信号和所述第i频段的目标频率检波电压的差值在所述预设检波误差区间内时，将所对应的控制电压信号确定为所述单片机在所述第i频段的目标控制电压。
9.一种微波功率调节装置，其特征在于，应用于微波发生设备，所述微波发生设备包括：用于输出检波电压信号的频率源单元、用于输出控制电压信号的单片机以及电连接所述频率源单元和所述单片机的微波功率调节装置；
所述微波功率调节装置包括：
指令获取模块，用于获取运行指令，并确定该运行指令所对应的目标工作模式；
第一电压调节模块，用于在所述目标工作模式为固定频点模式时，从所述运行指令中提取出目标检波电压，并按照滤波处理算法调节所述单片机输出的控制电压信号，以使所述频率源单元输出的检波电压信号在所述目标检波电压的误差精度范围内；其中，确定与所述目标检波电压所对应的第1控制电压；驱动所述单片机输出第i控制电压，再采集所述频率源单元输出的第i检波电压，i取值大于或等于1的正整数；若所述第i检波电压和所述目标检波电压的差值超出预设检波误差区间，按照设定规则调节所述第i控制电压以生成第i+1控制电压；所述设定规则为：所述第i检波电压大于所述目标检波电压，减小所述第i控制电压以生成所述第i+1控制电压；所述第i检波电压小于所述目标检波电压，增大所述第i控制电压以生成所述第i+1控制电压；
第二电压调节模块，用于在所述目标工作模式为扫频模式，从所述运行指令中提取出目标工作频率，确定与所述目标工作频率所对应的目标频率检波电压，并按照校正网络算法调节所述单片机输出的控制电压信号，以使所述频率源单元输出的检波电压信号在所述目标频率检波电压的误差精度范围内；其中，在所述目标工作频率的一特定频点调节所述单片机输出的控制电压信号，再采集所述频率源单元输出的检波电压信号；当所述检波电压信号和所述目标频率检波电压的差值在预设检波误差区间内时，将所对应的控制电压信号确定为所述单片机在所述目标工作频率的目标控制电压。
10.一种电子设备，其特征在于，包括：
一个或多个处理器；
存储装置，用于存储一个或多个程序；
当所述一个或多个程序被所述一个或多个处理器执行，使得所述一个或多个处理器实现如权利要求1~8中任一所述的微波功率调节方法。
11.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，该程序被处理器执行时实现如权利要求1~8中任一所述的微波功率调节方法。
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