CN204180022U - 一种射频固态功放保护电路 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种射频固态功放保护电路，由级联的检测采样单元、比较判断单元和保护执行单元组成。所述检测采样单元由功率检波电路、电流电压取样电路、温度取样电路组成；所述比较判断单元包括CPLD模块和3个高速比较电路组成；所述功率检波电路、电流电压取样电路、温度取样电路的输出端接所述比较判断单元的相应输入端。它通过CPLD对检测采样电路的信号进行判断处理，来实现对射频固态功放保护，体积小，易于调试，功耗低，高低温变化小，抗干扰能力强、响应速度快、可靠性高，易于实现，产品升级方便。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种固态功放保护电路，尤其是一种射频固态功放保护电路，属于通信电路技术领域。
背景技术
射频功率放大器是将发射机里的射频小功率信号，经过一系列的放大～激励级、中间级、末前级、末级功率放大级，获得足够大的射频功率的装置。射频功放是发送设备的重要组成部分。也是一种比较昂贵的资源。
功率放大器的功率放大管是一种相对比较脆弱的器件，尤其是与低功率小信号放大管比较。其脆弱性主要体现在：静电敏感性高；热敏感性比较高；对射频过载比较敏感，即对射频输入功率过载比较敏感；对输出失配比较敏感。
由于上述原因，在设计功率放大器时必须考虑如何保护功率放大器，以避免静电、浪涌、过热过温、过压、过流、过载造成功放故障或者失效。
目前保护功率放大器的电路有各种各样的，但都是采用分立元器件来实现上述功能。具有体积大，功耗大，高低温变化大，不易调试，抗干扰能力差，响应速度慢，可靠性低等缺点。
实用新型内容
本实用新型要解决的技术问题是提供一种结构简单、且使用方便的包络固态发射机调制装置。
为解决上述技术问题，本实用新型所采取的技术方案是：
一种射频固态功放保护电路，其特征在于：由级联的检测采样单元、比较判断单元和保护执行单元组成。所述检测采样单元由功率检波电路、电流电压取样电路、温度取样电路组成；所述比较判断单元包括CPLD模块和3个高速比较电路组成；所述功率检波电路、电流电压取样电路、温度取样电路的输出端接所述比较判断单元的相应输入端。
所述功率检波电路由耦合器A1、二极管D1、电阻R1-R2和电容C0组成；所述耦合器A1将射频信号耦合经二极管D1输出，将射频信号变为与之相对应的直流信号V0。
所述电流电压取样电路由电流取样芯片IC1、运算放大器IC2、电阻R3-R8、电容C1-C2组成；所述电流电压取样电路安装在电源输入端，电流取样芯片IC1将电流信号转化成相对应的电压信号，输入运算放大器IC2进行放大后输出电压V1。
所述温度取样电路由温度传感器IC3、运算放大器IC7、电阻R9-R13组成；温度传感器IC3将采集到温度换成与之相对应的电压信号，输入运算放大器IC3放大后输出信号V2。
所述高速比较电路由高速比较器IC4、电阻R14-R16组成；所述电阻R15和R16串联在电源和地之间；所述高速比较电路的同相输入端经电阻R14接所述高速比较电路的输入端，其单相输入端接所述电阻R15和R16的结点，其输出端作为所述高速比较电路的输出端。
所述CPLD模块由内设逻辑锁存电路的CPLD芯片组成，其相应输入端分别接所述高速比较电路的相应输出端，其输出端接所述保护执行单元的输入端。
所述保护执行电路由三极管IC5、MOS管IC6、电阻R17组成；所述三极管IC5的基极接所述CPLD模块的输出端K，其发射极接地，其集电极经电阻R17接电源；所述MOS管IC6的栅极接三极管IC5的集电极，其源极和漏极分别接电源和电源输出。
采用上述技术方案所产生的有益效果在于：
本实用新型通过CPLD对检测采样电路的信号进行，判断处理，输出控制信号来分控或者整控整个保护电路。来实现对射频固态功放保护。相比传统保护电路该设计具有体积小，易于调试，功耗低，高低温变化小，抗干扰能力强、响应速度快和可靠性高尤其是在后期的产品升级比较方便，易于实现的优点。
附图说明
下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步详细的说明。
图1是本实用新型的原理框图；
图2是本实用新型功率检波电路的电路原理图；
图3是本实用新型电流电压取样电路的电路原理图；
图4是本实用新型温度取样电路的电路原理图；
图5是本实用新型高速比较电路电路的电路原理图；
图6是本实用新型CPLD模块的电路原理图；
图7是本实用新型CPLD模块的逻辑控制电路原理图；
图8是本实用新型保护执行单元的电路原理图。
具体实施方式
实施例1：
如图1所示，一种射频固态功放保护电路，其特征在于：由级联的检测采样单元、比较判断单元和保护执行单元组成。所述检测采样单元由功率检波电路、电流电压取样电路、温度取样电路组成；所述比较判断单元包括CPLD模块和3个高速比较电路组成；所述功率检波电路、电流电压取样电路、温度取样电路的输出端接所述比较判断单元的相应输入端。
检测采样单元位于功放内部，对功放工作时的状态的检测，为判断电路提供采样数据。比较判断单元对采样数据的判断，结合射频功放保护要求进行逻辑整合。
如图2所示，所述功率检波电路由耦合器A1、二极管D1、电阻R1-R2和电容C0组成；所述耦合器A1将射频信号耦合经二极管D1输出，将射频信号变为与之相对应的直流信号V0。功率检波电路串联于射频链路内。
功率检波电路可以用作激励状态检测、匹配状态检测、功率状态检测、过脉宽检测、过占空比检测的基本检波电路。该电路通过耦合器将射频信号耦合到检波管中，这样射频信号经过检波管后就变为直流信号。直流信号就与射频电路相对应得直流电压经V0输入至比较判断单元。
如图3所示，所述电流电压取样电路由电流取样芯片IC1、运算放大器IC2、电阻R3-R8、电容C1-C2组成；所述电流电压取样电路安装在电源输入端，电流取样芯片IC1将电流信号转化成相对应的电压信号，输入运算放大器IC2进行放大后输出电压V1。
电流电压取样电路用作过流过压检测。通过取样电阻R6完成电流电压取样。电流取样芯片IC1为LT6100，将采集到的电压经过型号为LM358的运算放大器IC2 放大后由其输出端V2输出。
如图4所示，所述温度取样电路由温度传感器IC3、运算放大器IC7、电阻R9-R13组成；温度传感器IC3将采集到温度换成与之相对应的电压信号，输入运算放大器IC3放大后输出信号V2。
温度取样电路用作温度状态检测，通过温度传感器实现。温度传感器芯片IC3为AD公司的TMP36，将采集到的温度信号转换成电压信号，经过型号为LM358的运算放大器IC7放大后输出。
如图5所示，所述高速比较电路由高速比较器IC4、电阻R14-R16组成；所述电阻R15和R16串联在电源和地之间；所述高速比较电路的同相输入端经电阻R14接所述高速比较电路的输入端，其单相输入端接所述电阻R15和R16的结点，其输出端作为所述高速比较电路的输出端。
高速比较器IC4为AD844，是用来实现采样信号与预制的门限电平的比较。通过比较来实现电平的变化。检测采样单元输出端输出的电压V0、V1、V2作为高速比较器IC4的输入信号，高速比较器IC4的输出信号S0、S1、S2作为CPLD的输入电压。
高速比较电路根据预先设置好的阈值，高于和低于此阈值就产生一个信号。通过该信号的状态进行判断，将所有的判断状态全部采集到CPLD内部，通过一系列的与、或、非以及触发电路来进行逻辑处理，整合结果通过CPLD来输出给保护执行电路。
如图6所示，所述CPLD模块由内设逻辑锁存电路的CPLD芯片组成，其相应输入端分别接所述高速比较电路的相应输出端，其输出端接所述保护执行单元的输入端。该逻辑所存电路将故障信号锁存，此时无论外面输入什么信号，该锁存电路输出一直不变，一直等到复位信号到来。如图7所示。
CPLD对比较电路的输出信号进行逻辑处理，实现延时控制、报警触发控制、负压保护控制、以及这些控制相互运算关系（与、或、非）。这种控制比原来分立元器件控制，体积小，易于调试，便于更改。
如图8所示，所述保护执行电路由三极管IC5、MOS管IC6、电阻R17组成；所述三极管IC5的基极接所述CPLD模块的输出端K，其发射极接地，其集电极经电阻R17接电源；所述MOS管IC6的栅极接三极管IC5的集电极，其源极和漏极分别接电源和电源输出。
保护执行电路中的MOS管IC6为开关MOS管，受CPLD的输出电压K控制，保护执行电路通过开关MOS管来完成对电源的控制。
Claims (7)
1.一种射频固态功放保护电路，其特征在于：由级联的检测采样单元、比较判断单元和保护执行单元组成；
所述检测采样单元由功率检波电路、电流电压取样电路、温度取样电路组成；所述比较判断单元包括CPLD模块和3个高速比较电路组成；所述功率检波电路、电流电压取样电路、温度取样电路的输出端接所述比较判断单元的相应输入端。
2.根据权利要求1所述的射频固态功放保护电路，其特征在于：所述功率检波电路由耦合器A1、二极管D1、电阻R1-R2和电容C0组成；所述耦合器A1将射频信号耦合经二极管D1输出，将射频信号变为与之相对应的直流信号V0。
3.根据权利要求1所述的射频固态功放保护电路，其特征在于：所述电流电压取样电路由电流取样芯片IC1、运算放大器IC2、电阻R3-R8、电容C1-C2组成；所述电流电压取样电路安装在电源输入端，电流取样芯片IC1将电流信号转化成相对应的电压信号，输入运算放大器IC2进行放大后输出电压V1。
4.根据权利要求1所述的射频固态功放保护电路，其特征在于：所述温度取样电路由温度传感器IC3、运算放大器IC7、电阻R9-R13组成；温度传感器IC3将采集到温度换成与之相对应的电压信号，输入运算放大器IC3放大后输出信号V2。
5.根据权利要求1所述的射频固态功放保护电路，其特征在于：所述高速比较电路由高速比较器IC4、电阻R14-R16组成；所述电阻R15和R16串联在电源和地之间；所述高速比较电路的同相输入端经电阻R14接所述高速比较电路的输入端，其单相输入端接所述电阻R15和R16的结点，其输出端作为所述高速比较电路的输出端。
6.根据权利要求1所述的射频固态功放保护电路，其特征在于：所述CPLD模块由内设逻辑锁存电路的CPLD芯片组成，其相应输入端分别接所述高速比较电路的相应输出端，其输出端接所述保护执行单元的输入端。
7.据权利要求1所述的射频固态功放保护电路，其特征在于：所述保护执行电路由三极管IC5、MOS管IC6、电阻R17组成；所述三极管IC5的基极接所述CPLD模块的输出端K，其发射极接地，其集电极经电阻R17接电源；所述MOS管IC6的栅极接三极管IC5的集电极，其源极和漏极分别接电源和电源输出。
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| CN201420637852.7U CN204180022U (zh) | 2014-10-29 | 2014-10-29 | 一种射频固态功放保护电路 |
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Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN106941648A (zh) * | 2017-05-03 | 2017-07-11 | 广州市花都区国光音频科技中心（普通合伙） | 一种集合多功能的智能音响系统 |
| CN107678339A (zh) * | 2017-09-29 | 2018-02-09 | 安德信微波设备有限公司 | 一种固态放大器并联过载保护控制系统及其控制方法 |
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