CN209296812U - 一种基于tdc的脉冲载波频率检测装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种基于TDC的脉冲载波频率检测装置，包括信号调理单元、波段分频单元、功率及脉冲包络检测单元、TDC单元、功率处理单元、信号处理单元，所述信号调理单元、波段分频单元、TDC单元、信号处理单元依次连接，所述信号调理单元、功率及脉冲包络检测单元、功率处理单元、信号处理单元依次连接，所述波段分频单元与信号处理单元连接。本实用新型降低了脉冲调制信号频率测试成本，并提升了频率测试的精度；同时也实现了对脉冲调制信号的脉宽、上升时间、下降时间等脉冲参数以及连续射频信号的频率测量的能力，并能提供脉冲调制信号和连续射频信号的功率测量。

Description

一种基于TDC的脉冲载波频率检测装置

技术领域

本实用新型涉及测量、雷达技术领域，具体的说，是一种基于TDC的脉冲载波频率检测装置。

背景技术

射频微波测量技术领域中的最基本的三个测试量为场分布(驻波)、功率和频率，其他参量都可以由这三个基本量通过计算推导出，因此对信号功率和频率的精确测量技术已成为通信测量的关键环节。

现有通用频率测量方法有如下几种：直接计数法频率测量、模拟内插法计数器以及等精度频率测量方法。这些测频方法的核心部分为基于逻辑器件实现的可对输入信号或参考时钟进行计数的通用计数器，但受限于器件的工作频率其计数能力仅能达到10纳秒或纳秒级别，因而其测量范围受到一定限制，常用于低于1GHz一下的频率测量。如果测量射频或信号，就需要采用频率扩展方法将高频信号变为通用计数器测评法可以测量的信号，然后用通用计数器测频法对频率进行测量。

频率扩展的方法有如下几种：预分频法、外差降频变换法与置换法等三种常用的频率扩展方法。在选择过程中，主要考虑的因素有测量精度、测量时间、动态范围以及成本。外差降频变换法可以将输入信号变到较低的频率因而有着较高的分辨率，但是需要一个额外的调谐本振以及输入预选、混频器、中频器调理等电路，其电路相对比较复杂。置换法中闸门时间需要扩展，因此在测量时间相同时，其分辨率没有外差降频变化法高，但是由于锁相电路的应用，使得其有很高的灵敏度和环路增益，在射频频率测量中一般不使用此方法的主要原因是置换法的电路结构特别复杂，使得成本变得非常高。预分频法将输入信号经过分频器预分频后直接由计数器技术，其频率测量、灵敏度以及动态范围都是由电路中所采用的分频器来决定的，所需要的元器件比较少，在成本上也有非常大的优势，电路结构简单以及较高的性价比使得其得到了广泛的应用。

在脉冲雷达应用中，当被测信号进脉冲调制后，脉冲调制宽度直接限制了送到通用计数器的可用计数输入信号的个数，从而对频率直接测量精度产生严重影响。当在设定闸门时间(有效测量计数时间小于等于脉宽T，最佳情况等于脉宽T)内对输入信号直接计数时，通用计数器一个计数差值对应的频率误差为1/T，脉宽越窄，T越小，频率误差越大；当以调制脉宽T为闸门对周期t的参考脉冲计数时，通用计数器一个技术差值对应的频率误差t/T，在脉宽T一定的情况下，周期t越小，频率误差越小。在目前雷达脉冲宽度可窄至2微妙以内的情况下，通用计数器单次频率测量精度难以得到保证，通常采用多次测量进行结果累计或平均的方法来提高测量精度。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种基于TDC的脉冲载波频率检测装置，是一种基于时间到数字转换TDC技术的新型脉冲调制射频频率测试方法，解决了现有技术中存在的脉冲频率检测精度低与实现复杂的问题。

本实用新型通过下述技术方案实现：一种基于TDC的脉冲载波频率检测装置，包括信号调理单元、波段分频单元、功率及脉冲包络检测单元、TDC单元、功率处理单元、信号处理单元，所述信号调理单元、波段分频单元、TDC单元、信号处理单元依次连接，所述信号调理单元、功率及脉冲包络检测单元、功率处理单元、信号处理单元依次连接，所述波段分频单元与信号处理单元连接。

进一步地，为了更好的实现本实用新型，所述波段分频单元包括低波段分频单元、高波段分频单元，信号调理单元的输出端分别与所述低波段分频单元、高波段分频单元连接，所述低波段分频单元的输出端分别与TDC单元和信号处理单元连接，所述高波段分频单元的输出端分别与TDC单元和信号处理单元连接。

进一步地，为了更好的实现本实用新型，还包括比较器单元，功率及脉冲包络检测单元的输出端与比较器单元连接，所述比较器单元输出端与信号处理单元连接。

进一步地，为了更好的实现本实用新型，还包括外触发单元，还包括外触发单元、时钟及校准信号产生单元，所述外触发单元与信号处理单元连接，所述时钟及校准信号产生单元分别与信号调理单元和信号处理单元连接。

进一步地，为了更好的实现本实用新型，所述信号调理单元包括保护二极管、宽带SPDT开关、衰减器、射频开关、耦合器、功率分配器；所述保护二极管、宽带SPDT开关、衰减器、射频开关依次连接，所述宽带SPDT开关与射频开关连接，所述射频开关、耦合器、功率分配器依次连接；所述保护二极管的型号为0402ESDA-MLP1，所述宽带SPDT开关的型号为MASW-002103-13630G，所述衰减器的型号为FAC0606P，所述射频开关的型号为PE42540。

进一步地，为了更好的实现本实用新型，所述功率处理单元包括对数检波器、最小峰值检测器、最大峰值检测器、三极管、模拟开关，所述对数检波器分别与最小峰值检测器和最大峰值检测器连接，所述最小峰值检测器和最大峰值检测器分别与三极管连接，所述模拟开关与对数检波器连接，所述对数检波器与功率分配器连接。

进一步地，为了更好的实现本实用新型，比较器单元包括型号为AD5623RBRMZ-3的芯片；所述AD5623RBRMZ-3的输入端与对数检波器连接，其输出端与信号处理单元连接。

进一步地，为了更好的实现本实用新型，所述TDC单元采用型号为TDC7201的芯片。

进一步地，为了更好的实现本实用新型，所述信号处理单元采用型号为XC7A200T-AFBG484I的FPGA芯片。

工作原理：

本装置可以接受的被测信号为较大功率范围(大约65dB)内的连续射频信号或者脉冲调制信号，被测信号进入到测试设备时，信号调理单元根据被测信号的频率自动选择波段分频单元。被测信号被送到分频单元之前会根据输入功率大小由信号调理单元在尽量不影响脉冲调制信号的边缘特性的前提下对被测信号进行调理，以保证被测信号以合适的功率进入到波段分频单元，以便波段分频单元工作于优化状态。波段分频单元的输出根据规则进入到TDC单元和信号处理单元对被测信号进行测量，并根据信号处理单元的测量结果判断是否对波段分频单元的分频比进行优化。波段分频单元输出分频的被测信号进入到TDC单元后，由TDC单元对分频的被测信号进行精准测量，测量精度由TDC单元的分辨率以及信号处理单元的系统误差决定。功率及脉冲包络检测单元的对数检波模块对信号调理单元耦合出的被测信号进行精准的对数检波得到检波信号，为保持被测信号的脉冲宽度和边沿特性，对数检波模块不能改变被测信号的包络特征。检波信号送入信号处理单元，处理单元得到脉冲调制信号和连续射频信号的频率和功率测量，并对整个装置的各个模块或单元进行调控。

本实用新型与现有技术相比，具有以下优点及有益效果：

(1)本实用新型降低了脉冲调制信号频率测试成本，并提升了频率测试的精度；同时也实现了对脉冲调制信号的脉宽、上升时间、下降时间等脉冲参数以及连续射频信号的频率测量的能力，并能提供脉冲调制信号和连续射频信号的功率测量；

(2)本实用新型信号处理单元实现与转换芯片TDC单元的通信以及对TDC单元的控制，并且进行频率测量结果的计算与上报。信号处理单元是整个装置的控制核心，接收外部测量指令，发起测量动作、读取测量结果、上报测量结果；

(3)本实用新型支持脉冲包络上升下降时间沿检测、脉冲宽度测量、脉冲重复周期测量、脉冲序列检测测量。比较器单元检测出脉冲包络信号与10％电平、50％电平以及90％电平比较后的信号，通过脉冲包络10％电平、50％电平以及90％电平位置，信号处理单元可以计算出上升下降时间、脉冲宽度、脉冲重复周期以及脉冲序列；

(4)本实用新型当调制脉冲序列可重复或脉冲数量较多时可对多次测量结果进行统计平均可进一步提升频率测量精度。

附图说明

图1为本实用新型检测装置系统框图；

图2为本实用新型TDC单元脉冲周期波形图；

图3为本实用新型信号调理单元部分电路示意图；

图4为本实用新型信号调理单元部分电路示意图；

图5为本实用新型功率处理单元部分电路示意图；

图6为本实用新型功率处理单元部分电路示意图；

图7为本实用新型比较器单元电路示意图；

图8为本实用新型高波段分频单元电路示意图；

图9为本实用新型低波段分频单元电路示意图；

图10为本实用新型TDC单元电路示意图；

图11为本实用新型信号处理单元示意图。

具体实施方式

下面结合实施例对本实用新型作进一步地详细说明，但本实用新型的实施方式不限于此。

实施例1：

本实用新型通过下述技术方案实现，如图1-图2所示，一种基于TDC的脉冲载波频率检测装置，包括信号调理单元、波段分频单元、功率及脉冲包络检测单元、TDC单元、功率处理单元、信号处理单元，所述信号调理单元、波段分频单元、TDC单元、信号处理单元依次连接，所述信号调理单元、功率及脉冲包络检测单元、功率处理单元、信号处理单元依次连接，所述波段分频单元与信号处理单元连接。

需要说明的是，通过上述改进，本实用新型提出一种基于TDC的脉冲载波频率检测装置及方法，该装置包括信号调理单元、波段分频单元、功率及脉冲包络检测单元、TDC单元、时钟及校准信号产生单元以及信号处理单元，本装置可以接受的被测信号为较大功率范围(大约65dB)内的连续射频信号或者脉冲调制信号，被测信号进入到测试设备时，信号调理单元根据被测信号的频率自动选择波段分频单元。被测信号被送到分频单元之前会根据输入功率大小由信号调理单元在尽量不影响脉冲调制信号的边缘特性的前提下对被测信号进行调理，以保证被测信号以合适的功率进入到波段分频单元，以便波段分频单元工作于优化状态。波段分频单元的输出根据规则进入到TDC单元和信号处理单元对被测信号进行测量，并根据信号处理单元的测量结果判断是否对波段分频单元的分频比进行优化。波段分频单元输出分频的被测信号进入到TDC单元后，由TDC单元对分频的被测信号进行精准测量，测量精度由TDC单元的分辨率以及信号处理单元的系统误差决定。功率及脉冲包络检测单元的对数检波模块对信号调理单元耦合出的被测信号进行精准的对数检波得到检波信号，为保持被测信号的脉冲宽度和边沿特性，对数检波模块不能改变被测信号的包络特征。检波信号送入信号处理单元，处理单元得到脉冲调制信号和连续射频信号的频率和功率测量，并对整个装置的各个模块或单元进行调控。

本实用新型降低了脉冲调制信号频率测试成本，并提升了频率测试的精度；同时也实现了对脉冲调制信号的脉宽、上升时间、下降时间等脉冲参数以及连续射频信号的频率测量的能力，并能提供脉冲调制信号和连续射频信号的功率测量。

本实施例的其他部分与上述实施例相同，故不再赘述。

实施例2：

本实施例在上述实施例的基础上做进一步优化，如图1所示，所述波段分频单元包括低波段分频单元、高波段分频单元，信号调理单元的输出端分别与所述低波段分频单元、高波段分频单元连接，所述低波段分频单元的输出端分别与TDC单元和信号处理单元连接，所述高波段分频单元的输出端分别与TDC单元和信号处理单元连接。

需要说明的是，通过上述改进，所述波段分频单元包括高波段分频单元和低波段分频单元，且高波段分频单元和低波段分频单元均分别与信号处理单元和TDC单元连接。信号调理单元根据输入被测信号的频率自动选择高波段或低波段，将高波段被测信号发送至高频段分频单元，将低波段被测信号发送至高频段分频信号。

波段分频单元根据规则将初始的被测信号送入信号处理单元，由信号处理单元对初始被测信号进行测量，然后信号处理单元根据初始测量结果对波段分频单元的分频比进行快速优化，波段分频单元输出分频后的被测信号至TDC单元后，由TDC单元对分频的被测信号进行精准测量，测量精度由TDC单元的分辨率以及信号处理单元的系统误差决定。

本实施例的其他部分与上述实施例相同，故不再赘述。

实施例3：

本实施例在上述实施例的基础上做进一步优化，如图1所示，还包括比较器单元，功率及脉冲包络检测单元的输出端与比较器单元连接，所述比较器单元输出端与信号处理单元连接。

需要说明的是，通过上述改进，功率及脉冲包络检测单元对信号调理单元耦合出的被测信号进行精准的对数检波，检波信号同时送到功率处理单元和比较器单元中。输入信号调理单元的被测信号为脉冲调制信号或连续射频信号，检波信号同时送往功率处理单元和比较器单元后。当输入的被测信号为连续射频信号时，检波信号为检波电压信号；当输入的被测信号为脉冲调制信号时，检波信号为包络信号。比较器单元只对脉冲调制信号进行时间参数处理，功率处理单元只对检波信号进行电压(功率)测量。

功率处理单元对检波信号进行峰值保持，然后由功率处理单元的精密ADC对峰值保持信号进行采样和转换后送至信号处理单元，采样结果反映了当前被测信号的输入功率，然后由信号处理单元对信号调理单元进行控制，并调整整个链路的功率分配，保证被测信号在不失真的状态下以合适的功率大小进入波段分频单元，并使各个模块或单元正常工作。

比较器单元将检波输出的包络信号与设定的电压值进行比较，比较器送出的被测信号到信号处理进行处理并得到脉冲信号特征，其信号特征包括上升时间、下降时间、占空比、脉冲宽度、脉冲重复时间及频率等，比较器的传播延迟以及上升、下降时间等参数会影响测量结果。

本实施例的其他部分与上述实施例相同，故不再赘述。

实施例4：

本实施例在上述实施例的基础上做进一步优化，如图1所示，还包括外触发单元、时钟及校准信号产生单元，所述外触发单元与信号处理单元连接，所述时钟及校准信号产生单元分别与信号调理单元和信号处理单元连接。

需要说明的是，通过上述改进，时钟及校准信号产生单元可以使用内部的时基产生数字处理单元所需的基准时钟，亦可使用外部时基信号。当使用外部时基信号时，可默认被测信号和信号处理单元的时钟同步，有助于提高功率和频率测量精度。时钟及校准信号产生单元的校准信号产生电路产生频率、功率已知且准确的校准信号用于TDC单元计时精度和包络电平检波精度校准，以保证装置的实时性能。

当本装置与外部设备组成系统时，可由外触发单元产生触发信号启动本装置完成被测信号的频率、功率测量，也可以使本装置自动接收被测信号进行处理和测量。

本实施例的其他部分与上述实施例相同，故不再赘述。

实施例5：

本实施例在上述实施例的基础上做进一步优化，如图1所示，一种基于TDC的脉冲载波频率检测装置的使用方法具体包括以下步骤：

步骤F1：初始被测信号输入信号调理单元，信号调理单元根据初始被测信号的频率自动判断高波段或低波段后，将高波段被测信号发送至高波段分频单元，将低波段被测信号发送至低波段被测单元；

所述步骤F1具体是指：

工作人员可手动将外触发单元接入信号调理单元实现测量与被测信号同步，或由信号调理单元自动接收被测信号；

步骤F2：低波段分频单元和高波段分频单元根据波段分频单元的规则将初始被测信号同时送入TDC单元和信号处理单元对初始被测信号进行测量，并根据信号处理单元的初始测量结果决定是否对波段分频单元的分频比进行快速优化；

步骤F3：低波段分频单元和高波段分频单元将被测信号送入TDC单元后，由TDC单元对已分频的被测信号进行精准测量，然后将测量的时间信息发送至信号处理单元经计算得到频率信息；

步骤F4：信号调理单元将被测信号发送至功率及脉冲包络检测单元，功率及脉冲包络检测单元的对数检波模块对信号调理单元耦合出的被测信号进行精确地对数检波，检波信号同时送至比较器单元和功率处理单元进行处理，处理后分别送入信号处理单元以提供TDC单元的测量起止；

所述步骤F4具体是指：

对数检波模块不会改变被测信号的包络特征以保证被测信号的脉冲宽度和边沿特征；功率处理单元对检波信号进行峰值保持，然后由功率处理单元的精密ADC对峰值保持信号进行采样和转换，采样和转换结果反映了当前被测信号的输入功率，再将被测信号送至信号处理单元；

比较器单元将检波输出的包络信号与设定的电压值进行比较，比较后送至信号处理单元进行处理，信号处理单元得到被测信号的脉冲特征；

所述脉冲特征包括被测信号的上升时间、下降时间、占空比、脉冲重复时间及频率；

步骤F5：信号处理单元计算并得到被测信号的脉冲特征；

所述步骤F5具体是指：

信号处理单元根据被测信号的脉冲特征及功率，对信号调理单元进行控制，控制整个系统各个链路的功率分配，保证被测信号在不失真的状态下以合适的功率大小进入分频单元并正常工作；

还包括以下步骤：

步骤F6：时钟及校准信号产生单元使用内部时基信号或外部时基信号产生信号处理单元所需的基准时钟和信号调理单元所需的功率校准信号。

当输入的被测信号为连续波信号时，功率及脉冲包络检测单元的对数检波模块对被测信号进行对数检波后，形成的检波信号为检波电压信号；当输入信号为脉冲调制信号时，功率及脉冲包络检测单元的对数检波模块对被测信号进行对数检波后，形成的检波信号为包络信号；

检波信号同时进入比较器单元和功率处理单元，比较器单元只对包络信号进行时间参量处理，功率处理单元只对检波电压信号进行处理。

需要说明的是，通过上述改进，信号处理单元处理所有来自波段分频单元、TDC单元、比较器单元、功率处理单元、时钟及校准信号产生单元、外触发单元的信号，并且根据比较器单元的输出信号构造所需要的闸门时间、起止时间，对分频信号或是TDC单元的输出信号进行分析并得到被测信号的准备特征，包含了载波频率信号、包络特征信息等，且本装置可以自适应测量连续射频信号或者脉冲调制信号。

信号处理单元根据初始被测信号对所有的单元或模块进行控制，比如信号调理模块的射频开关、分频系数，以及时钟及校准信号产生单元的锁相环，还有功率处理单元的精密ADC或者DAC等。信号处理单元接收或者发送单端3.3.V LVTTL信号、高速SPI信号、差分2.5V PECL信号等。

本实施例的其他部分与上述实施例相同，故不再赘述。

实施例6：

本实施例在上述实施例的基础上做进一步优化，如图1所示，在本装置使用前，首先要进行功率和频率测量的出厂校准和系统校准工作，出厂校准使用外部标准型号和功率计，从50MHz～6GHz，以10MHz为步进，在标定输入标准信号功率-10dBm、0dBm和10dBm时分别对高衰减通道和低衰减通道进行校准，校准值存储在设备的非易失存储介质中。

系统校准使用内部标准功率源与标准频率源，初次系统校准时将测量结果存储在设备的非易失存储介质中，下次系统校准时，计算当次测量结果与存储测量结果的偏差，将偏差修正到频率和功率的计算处理中。

脉冲包络信号输入进频率测量设备后，经过默认的高衰减通道，进行输入功率初测。信号处理单元根据预设的高低衰减功率判断门限，根据初测功率的范围，选择脉冲频率测量通道使用高衰减通道测量和低衰减通道测量。

经过高低量程通道选择过后的信号，同时进入高、低波段分频单元进行信号分频处理，依据信号频段的划分，选择使用高波段处理还是低波段处理。信号处理单元根据通过内部低通滤波器后的信号功率大小，自动识别和确认被测信号高低频段的选择。高低波段的信号由于频率较高，都需要进行分频处理。根据脉冲包络的宽度，信号处理软件自动调整输入信号的分频系数，当脉冲包络宽度内，检测到不超过5个输入信号上升沿，认为信号分频处于最优状态。

本实施例的其他部分与上述实施例相同故不再赘述。

实施例7：

本实施例在上述实施例的基础上做进一步优化，如图1-图2所示，本装置支持连续波和脉冲调制信号的自动识别、支持连续射频信号和脉冲调制信号的频率测量。连续射频信号和脉冲调制信号通过脉冲包络的形状进行区分。连续射频信号的包络检波输出为固定电平信号，而脉冲调制信号的包络检波输出为带有上升下降沿的脉冲信号。

脉冲包络检测用于确定时间转换工作的有效范围，使用宽频段范围的包络检波器，校测出脉冲调制信号的包络波形。通过信号处理单元查到包络波形10％电平、50％电平以及90％电平。通过高速的比较器单元，检测出脉冲包络信号与10％电平、50％电平以及90％电平比较后的信号，送入信号处理单元进行处理。信号处理单元根据这三组信号的次序关系，判断出脉冲包络的有效上升沿与下降沿。脉冲包络的上升沿与下降沿之间的区间为TDC单元进行时间间隔测量的有效区间。高低波段分频单元处理完成后的信号，进入转换芯片TDC单元中进行脉冲周期的测量。

如图2所示，START信号的定义为：由包络信号产生，当比较器单元依次送出10％、50％、90％判决信号，即可认为是一次有效的START信号；当使用外部触发信号产生START信号时，此时需屏蔽由包络产生的START信号；在进行连续射频信号频率测量时，此时包络检波为直流电压输出，由信号处理单元主动产生START信号，可构造1ms、1s闸门信号替代包络信号。

STOP信号的定义为：STOP信号由脉冲调制信号经分频得到，为避免脉冲分频首尾的不稳定性，丢弃掉首尾各一个时钟沿。

频率测量的定义为：计算任意相邻的两个STOP信号的时间差，取倒数即可得到分频后信号的频率；初次测量时，考虑到全频段输入覆盖，分频比会设置得很小以保证全频段输入产生至少2个以上STOP信号，当频率低端输入50MHz、800MHz产生2个STOP信号时，那么高频率输入时势必产生多于5个STOP信号，但不影响TDC单元工作，只是精度降低而已；初次测出输入信号频率范围后，可优化分频比以提高测量精度，以每个脉冲包络内包含2～4个分频脉冲为宜；计算两个STOP信号间的时间差，并根据分频比计算脉冲调制频率。

设被测射频信号频率为f_c，调制脉宽为t_pw，分频比为m，每个包络内含n个分频脉冲，被测信号与本装置共用参考时钟时，TDC单元的分辨率为t_acc，考虑TDC单元测量的误差精度，最终频率测量的误差经过估算为频率误差与包络内分频脉冲数量的平方成正比，其中n最小为2，在输入信号频率未知时，m会设到最小值，从而导致n很大，因此频率误差较大，所以需要根据初测值优化配置m和n；频率误差与t_acc成正比，由TDC单元的性能确定，t_acc越小，频率误差越小；频率误差与调制脉宽t_pw的平方成反比，脉冲宽度越宽，频率误差越小；通过信号处理软件自动调整分频系数，可以得到最优的频率测量精度。经过实际测试，对脉冲宽度为20us的950MHz～1150MHz频率范围的脉冲调制射频频率，测量精度在10kHz以内。若被测信号与本装置使用不同的参考时钟时，在计算频率测量误差时应将时钟参考误差考虑在内。

本实施例的其他部分与上述实施例相同，故不再赘述。

实施例8：

本实施例在上述实施例的基础上做进一步优化，如图1-图2所示，信号处理单元实现与转换芯片TDC单元的通信以及对TDC单元的控制，并且进行频率测量结果的计算与上报。信号处理单元是整个装置的控制核心，接收外部测量指令，发起测量动作、读取测量结果、上报测量结果。

支持脉冲包络上升下降时间沿检测、脉冲宽度测量、脉冲重复周期测量、脉冲序列检测测量。比较器单元检测出脉冲包络信号与10％电平、50％电平以及90％电平比较后的信号，通过脉冲包络10％电平、50％电平以及90％电平位置，信号处理单元可以计算出上升下降时间、脉冲宽度、脉冲重复周期以及脉冲序列。

当调制脉冲序列可重复或脉冲数量较多时可对多次测量结果进行统计平均可进一步提升频率测量精度。

本实施例的其他部分与上述实施例相同，故不再赘述。

实施例8：

本实施例在上述实施例的基础上做进一步优化，所述信号调理单元包括保护二极管、宽带SPDT开关、衰减器、射频开关、耦合器、功率分配器；所述保护二极管、宽带SPDT开关、衰减器、射频开关依次连接，所述宽带SPDT开关与射频开关连接，所述射频开关、耦合器、功率分配器依次连接；所述保护二极管的型号为0402ESDA-MLP1，所述宽带SPDT开关的型号为MASW-002103-13630G，所述衰减器的型号为FAC0606P，所述射频开关的型号为PE42540。

所述功率处理单元包括对数检波器、最小峰值检测器、最大峰值检测器、三极管、模拟开关，所述对数检波器分别与最小峰值检测器和最大峰值检测器连接，所述最小峰值检测器和最大峰值检测器分别与三极管连接，所述模拟开关与对数检波器连接，所述对数检波器与功率分配器连接。

比较器单元包括型号为AD5623RBRMZ-3的芯片；所述AD5623RBRMZ-3的输入端与对数检波器连接，其输出端与信号处理单元连接。所述TDC单元采用型号为TDC7201的芯片。所述信号处理单元采用型号为XC7A200T-AFBG484I的FPGA芯片；所述FPGA芯片与TDC7201和AD5623RBRMZ-3连接。

如图3-11所示，为本实用新型各模块或单元之间的简易电路原理图。

以上所述，仅是本实用新型的较佳实施例，并非对本实用新型做任何形式上的限制，凡是依据本实用新型的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化，均落入本实用新型的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种基于TDC的脉冲载波频率检测装置，其特征在于：包括信号调理单元、波段分频单元、功率及脉冲包络检测单元、TDC单元、功率处理单元、信号处理单元，所述信号调理单元、波段分频单元、TDC单元、信号处理单元依次连接，所述信号调理单元、功率及脉冲包络检测单元、功率处理单元、信号处理单元依次连接，所述波段分频单元与信号处理单元连接。

2.根据权利要求1所述的一种基于TDC的脉冲载波频率检测装置，其特征在于：所述波段分频单元包括低波段分频单元、高波段分频单元，信号调理单元的输出端分别与所述低波段分频单元、高波段分频单元连接，所述低波段分频单元的输出端分别与TDC单元和信号处理单元连接，所述高波段分频单元的输出端分别与TDC单元和信号处理单元连接。

3.根据权利要求1或2所述的一种基于TDC的脉冲载波频率检测装置，其特征在于：还包括比较器单元，功率及脉冲包络检测单元的输出端与比较器单元连接，所述比较器单元输出端与信号处理单元连接。

4.根据权利要求3所述的一种基于TDC的脉冲载波频率检测装置，其特征在于：还包括外触发单元、时钟及校准信号产生单元，所述外触发单元与信号处理单元连接，所述时钟及校准信号产生单元分别与信号调理单元和信号处理单元连接。

5.根据权利要求1所述的一种基于TDC的脉冲载波频率检测装置，其特征在于：所述信号调理单元包括保护二极管、宽带SPDT开关、衰减器、射频开关、耦合器、功率分配器；所述保护二极管、宽带SPDT开关、衰减器、射频开关依次连接，所述宽带SPDT开关与射频开关连接，所述射频开关、耦合器、功率分配器依次连接；所述保护二极管的型号为0402ESDA-MLP1，所述宽带SPDT开关的型号为MASW-002103-13630G，所述衰减器的型号为FAC0606P，所述射频开关的型号为PE42540。

6.根据权利要求1所述的一种基于TDC的脉冲载波频率检测装置，其特征在于：所述功率处理单元包括对数检波器、最小峰值检测器、最大峰值检测器、三极管、模拟开关，所述对数检波器分别与最小峰值检测器和最大峰值检测器连接，所述最小峰值检测器和最大峰值检测器分别与三极管连接，所述模拟开关与对数检波器连接，所述对数检波器与功率分配器连接。

7.根据权利要求1所述的一种基于TDC的脉冲载波频率检测装置，其特征在于：比较器单元包括型号为AD5623RBRMZ-3的芯片；所述AD5623RBRMZ-3的输入端与对数检波器连接，其输出端与信号处理单元连接。

8.根据权利要求1所述的一种基于TDC的脉冲载波频率检测装置，其特征在于：所述TDC单元采用型号为TDC7201的芯片。

9.根据权利要求1所述的一种基于TDC的脉冲载波频率检测装置，其特征在于：所述信号处理单元采用型号为XC7A200T-AFBG484I的FPGA芯片。