CN208334984U - 一种多通道自动相位检测控制同相器 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种多通道自动相位检测控制同相器，包括射频输入源XS2、射频输出端XS3、参考射频源XS1、移相器N1、耦合器N5、功分器、相位检测器N2、放大器N4、数模转换器N3和FPGA控制器D1H。本实用新型解决了现有技术存在的各输出的射频相位与参考射频源相位同相，使得输出的射频相位不会因为输入射频相位变化，而导致射频输出相位变化的问题，提供一种多通道自动相位检测控制同相器，其应用时提供了一种与参考射频源相位同相的自动同相射频输出到射频端口。用同一参考射频源，增加输入射频通道，达到多通道同相射频输出到射频端口，射频输入范围宽，自动同相精度高，而且原理简单，实现方便、性能稳定可靠。

Description

一种多通道自动相位检测控制同相器

技术领域

本实用新型涉及同相器，具体涉及一种多通道自动相位检测控制同相器。

背景技术

现有的同相器是相对参考射频源，自动检测各输入射频相位与参考射频源相位差，根据检测到的相位差值，控制器自动控制对应移相器，调整相位，达到各输出的射频相位与参考射频源相位同相，现有的同相器输入射频范围窄，同相精度低。

实用新型内容

本实用新型解决了现有技术存在的各输出的射频相位与参考射频源相位同相，使得输出的射频相位不会因为输入射频相位变化，而导致射频输出相位变化的问题，提供一种多通道自动相位检测控制同相器，其应用时提供了一种与参考射频源相位同相的自动同相射频输出到射频端口。用同一参考射频源，增加输入射频通道，达到多通道同相射频输出到射频端口，射频输入范围宽，自动同相精度高，而且原理简单，实现方便、性能稳定可靠。

本实用新型通过下述技术方案实现：

一种多通道自动相位检测控制同相器，包括射频输入源XS2、射频输出端XS3、参考射频源XS1、移相器N1、耦合器N5、功分器、相位检测器N2、放大器N4、数模转换器N3和FPGA控制器D1H，所述射频输入源XS2包括第一射频输入源、第二射频输入源，所述射频输出端XS3包括第一射频输出端、第二射频输出端，其中：

参考射频源XS1的输入端与功分器的输入端连接，功分器的两路输出端分别与相位检测器N2的第2脚INPA端连接；射频输入端XS2的输入端与移相器N1的第1脚RFin端连接；移相器N1的第10脚RFout与耦合器N5的第1脚IN连接；耦合器N5的第4脚OUT与射频输出端XS3连接，耦合器N5的第6脚正向耦合端与相位检测器N2的第6脚INPB端连接；相位检测器N2的第9脚VPHS输出端与放大器N4的第3脚IN+端连接；放大器N4的第1脚OUT端与数模转换器N3的第7脚AIN端连接；数模转换器N3的第20脚D0端、第19脚D1端、第18脚D2端、第17脚D3端、第14脚D4端、第13脚D5端、第12脚D6端、第11脚D7端分别对应与FPGA控制器D1H的第27脚IO端、第26脚IO端、第24脚IO端、第22脚IO端、第21脚IO端、第20脚IO端、第19脚IO端、第18脚IO端连接；FPGA控制器D1H的第9脚IO端、第7脚IO端、第5脚IO端、第4脚IO端、第3脚IO端、第2脚IO端分别对应与移相器N1第3脚C1端、第4脚C2端、第5脚C3端、第6脚C4端、第7脚C5端、第8脚C6端连接。

本实用新型的目的主要通过以下技术方案实现：由移相器、耦合器、功分器、相位检测器、放大器、数模转换器、FPGA控制器组成。

本实用新型工作原理：射频信号通过移相器后，到达耦合器，转换成两路射频信号，一路作为同相射频输出，一路作为相位检测器检测输入；参考射频源在多通道自动相位检测控制同相器中，根据多通道数量数，选择对应通道数的功分器，分别作为对应通道相位检测器的射频参考源输入；相位检测器通过对输入的射频信号与射频参考源的相位检测，输出相应关系的电压，电压信号通过放大器放大、数模转换器转换，输出并行数字信号到现场可编程逻辑器件，现场可编程逻辑器件处理数字信号数据，自动控制移相器移相，达到输出射频信号跟射频参考源相位同相的目的。

如上所述，通过相位检测、自动控制移相器调整相位，则能很好的实现本实用新型在不同环境的应用。

进一步的，一种多通道自动相位检测控制同相器，所述移相器N1为数控移相器，所述移相器为数控移相器，在FPGA控制下，完成移相功能。

进一步的，一种多通道自动相位检测控制同相器，所述耦合器N5为射频耦合电路，所述耦合器为射频耦合电路，完成射频信号分成两路信号，一路为射频通路，一路为相位检测器提供射频信号。

进一步的，一种多通道自动相位检测控制同相器，所述功分器为射频功分电路，所述功分器为射频功分电路，完成参考射频源的分配，为相位检测器提供参考源。

进一步的，一种多通道自动相位检测控制同相器，所述相位检测器N2为相位差检测电路，所述相位检测器为相位差检测电路，完成两路射频信号相位比较，根据相差不同，输出电压不同。

进一步的，一种多通道自动相位检测控制同相器，所述放大器N4为模拟电压放大电路，所述放大器为模拟电压放大电路，完成检测输出相位差电压信号放大，为数模转换器提供稳定的电压信号。

进一步的，一种多通道自动相位检测控制同相器，所述数模转换器N3为数模转换电路，所述数模转换器为数模转换电路，完成相位差电压信号转换成FPGA识别的数字信号，供FPGA识别相位差。

进一步的，一种多通道自动相位检测控制同相器，所述FPGA控制器D1H为逻辑控制电路，所述FPGA为逻辑控制电路，完成相位差识别及自动控制数控移相器，保证输出射频信号同相。

本实用新型与现有技术相比，具有如下的优点和有益效果：

1、本实用新型整体结构简单，易于实现，并且可通过实现功能器件的参数选择和控制，满足不同射频输入范围，不同同相精度的需求。

2、本实用新型的参考射频源增加功分、移相器后，可扩展成多通道、多相位差射频输出，具有较高的使用性、灵活性和实用性。

3、本实用新型用同一参考射频源，增加输入射频通道，达到多通道同相射频输出到射频端口的目的。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本实用新型实施例的进一步理解，构成本申请的一部分，并不构成对本实用新型实施例的限定。在附图中：

图1为本实用新型原理示意框图。

图2为本实用新型实施例电路连接图。

具体实施方式

为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合实施例和附图，对本实用新型作进一步的详细说明，本实用新型的示意性实施方式及其说明仅用于解释本实用新型，并不作为对本实用新型的限定。

实施例

如图1所示，一种多通道自动相位检测控制同相器，包括射频输入源XS2、射频输出端XS3、参考射频源XS1、移相器N1、耦合器N5、功分器、相位检测器N2、放大器N4、数模转换器N3和FPGA控制器D1H，所述射频输入源XS2包括第一射频输入源、第二射频输入源，所述射频输出端XS3包括第一射频输出端、第二射频输出端，所述移相器N1为数控移相器，所述移相器为数控移相器，在FPGA控制下，完成移相功能。所述耦合器N5为射频耦合电路，所述耦合器为射频耦合电路，完成射频信号分成两路信号，一路为射频通路，一路为相位检测器提供射频信号。所述功分器为射频功分电路，所述功分器为射频功分电路，完成参考射频源的分配，为相位检测器提供参考源。所述相位检测器N2为相位差检测电路，所述相位检测器为相位差检测电路，完成两路射频信号相位比较，根据相差不同，输出电压不同。所述放大器N4为模拟电压放大电路，所述放大器为模拟电压放大电路，完成检测输出相位差电压信号放大，为数模转换器提供稳定的电压信号。所述数模转换器N3为数模转换电路，所述数模转换器为数模转换电路，完成相位差电压信号转换成FPGA识别的数字信号，供FPGA识别相位差。所述FPGA控制器D1H为逻辑控制电路，所述FPGA为逻辑控制电路，完成相位差识别及自动控制数控移相器，保证输出射频信号同相。本实用新型由移相器、耦合器、功分器、相位检测器、放大器、数模转换器、FPGA控制器组成。

如图2所示，XS1为参考射频源输入端，外部参考射频源通过该端口，匹配后接入相位检测器N2的第2脚INPA端，作为同相射频参考源；XS2为射频输入端，匹配后接入数控移相器N1第1脚RFin端；N1为数控移相器，现场可编程逻辑器件控制数控移相器，N1第1脚RFin端输入的射频信号在N1内部移相后，从第10脚RFout端输出，N1第10脚RFout连接到耦合器N5第1脚IN；N5为耦合器，移相后的射频信号经耦合器N5第1脚IN端引入后，将射频信号分成两路，一路通过耦合器第4脚OUT输出到XS3射频同相输出端，一路通过耦合器第6脚CF(正向耦合)输出到相位检测器N2第6脚INPB端；N2为相位检测器，相位检测器N2对从第2脚INPA输入的参考射频源与从第6脚INPB输入的射频信号进行相位检测，相位检测器N2根据检测到的相位变化，通过N2第9脚VPHS输出对应的电压变化值。电压值输出到放大器N4第3脚IN+端；N4为放大器，放大器N4将从相位检测器N2第9脚VPHS输出的电压进行放大，输出到N4第1脚OUT端，然后连接到数模转换器N3第7脚AIN端；N3为数模转换器，数模转换器将从放大器N4第1脚OUT端输出的电压进行数模转换，通过数模转换器N3的第20脚D0端、第19脚D1端、第18脚D2端、第17脚D3端、第14脚D4端、第13脚D5端、第12脚D6端、第11脚D7端输出模数转化后的并行数字信号分别到现场可编程逻辑器件D1H第27脚IO端、第26脚IO端、第24脚IO端、第22脚IO端、第21脚IO端、第20脚IO端、第19脚IO端、第18脚IO端；D1H为现场可编程逻辑器件，现场可编程逻辑器件D1H处理从模数转换器N3输出的并行数字信号，然后通过现场可编程逻辑器件D1H的第9脚IO端、第7脚IO端、第5脚IO端、第4脚IO端、第3脚IO端、第2脚IO端分别输出到数控移相器N1第3脚C1端、第4脚C2端、第5脚C3端、第6脚C4端、第7脚C5端、第8脚C6端，控制数控移相器N3移相。

多通道自动相位检测控制同相器的工作原理：射频信号通过移相器后，到达耦合器，转换成两路射频信号，一路作为同相射频输出，一路作为相位检测器检测输入；参考射频源在多通道自动相位检测控制同相器中，根据多通道数量数，选择对应通道数的功分器，分别作为对应通道相位检测器的射频参考源输入；相位检测器通过对输入的射频信号与射频参考源的相位检测，输出相应关系的电压，电压信号通过放大器放大、数模转换器转换，输出并行数字信号到现场可编程逻辑器件，现场可编程逻辑器件处理数字信号数据，自动控制移相器移相，达到输出射频信号跟射频参考源相位同相的目的。

根据参考射频源，自动调整各输入射频相对于参考射频源的相位，达到每个对应射频端口输出的射频相位与参考射频源相位同相。具有良好的适应性和较低的成本。

对于需要参考射频源同相的多通道射频输出，都存在自动检测各通道射频与参考射频源的相位，并控制对应移相器，满足各射频输出与参考射频源相位同相的问题，对于需要多通道自动相位检测控制相位同相输出的要求能较好的满足。

对于参考射频源，各输入射频相位变化，自动检测各输入射频相位相对参考射频源的相位变化，并控制对应移相器，自动调整移相，达到各射频输出相位与参考射频源相位同相。

如上所述，通过相位检测、自动控制移相器调整相位，则能很好的实现本实用新型在不同环境的应用。

本实用新型采用上述原理，整体结构简单，易于实现，并且可通过实现功能器件的参数选择和控制，满足不同射频输入范围，不同同相精度的需求。参考射频源增加功分、移相器后，可扩展成多通道、多相位差射频输出，具有较高的使用性、灵活性和实用性。

以上所述的具体实施方式，对本实用新型的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本实用新型的具体实施方式而已，并不用于限定本实用新型的保护范围，凡在本实用新型的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种多通道自动相位检测控制同相器，其特征在于，包括射频输入源XS2、射频输出端XS3、参考射频源XS1、移相器N1、耦合器N5、功分器、相位检测器N2、放大器N4、数模转换器N3和FPGA控制器D1H，所述射频输入源XS2包括第一射频输入源、第二射频输入源，所述射频输出端XS3包括第一射频输出端、第二射频输出端，其中：

参考射频源XS1的输入端与功分器的输入端连接，功分器的两路输出端分别与相位检测器N2的第2脚INPA端连接；射频输入端XS2的输入端与移相器N1的第1脚RFin端连接；移相器N1的第10脚RFout与耦合器N5的第1脚IN连接；耦合器N5的第4脚OUT与射频输出端XS3连接，耦合器N5的第6脚正向耦合端与相位检测器N2的第6脚INPB端连接；相位检测器N2的第9脚VPHS输出端与放大器N4的第3脚IN+端连接；放大器N4的第1脚OUT端与数模转换器N3的第7脚AIN端连接；数模转换器N3的第20脚D0端、第19脚D1端、第18脚D2端、第17脚D3端、第14脚D4端、第13脚D5端、第12脚D6端、第11脚D7端分别对应与FPGA控制器D1H的第27脚IO端、第26脚IO端、第24脚IO端、第22脚IO端、第21脚IO端、第20脚IO端、第19脚IO端、第18脚IO端连接；FPGA控制器D1H的第9脚IO端、第7脚IO端、第5脚IO端、第4脚IO端、第3脚IO端、第2脚IO端分别对应与移相器N1第3脚C1端、第4脚C2端、第5脚C3端、第6脚C4端、第7脚C5端、第8脚C6端连接。

2.根据权利要求1所述的一种多通道自动相位检测控制同相器，其特征在于，所述移相器N1为数控移相器。

3.根据权利要求1所述的一种多通道自动相位检测控制同相器，其特征在于，所述耦合器N5为射频耦合电路。

4.根据权利要求1所述的一种多通道自动相位检测控制同相器，其特征在于，所述功分器为射频功分电路。

5.根据权利要求1所述的一种多通道自动相位检测控制同相器，其特征在于，所述相位检测器N2为相位差检测电路。

6.根据权利要求1所述的一种多通道自动相位检测控制同相器，其特征在于，所述放大器N4为模拟电压放大电路。

7.根据权利要求1所述的一种多通道自动相位检测控制同相器，其特征在于，所述数模转换器N3为数模转换电路。

8.根据权利要求1所述的一种多通道自动相位检测控制同相器，其特征在于，所述FPGA控制器D1H为逻辑控制电路。