CN214201570U - 一种安全监控信号放大器 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种用于设备舱内部安全监控设备测试的安全监控信号放大器，包括显示控制单元、信号放大单元、电源单元、60米电缆和30米电缆，其中显示控制单元、信号放大单元、电源单元位于安全监控信号放大器内部，显示控制单元控制信号放大单元输出功率；电源单元提供其它单元工作电压，测试设备通过60米电缆与信号放大单元连接，信号放大单元通过30米电缆与设备舱连接；本实用新型可以放大安全监控信号，实现了对设备舱设备便携式随机测试，解决了分立放大设备无法快速测试设备舱内部设备的困难，同时解决了设备舱安全监控设备高平坦信号要求高的难题，实现了对放大信号实时检测和控制。

Description

一种安全监控信号放大器

技术领域

本实用新型属于信号测试硬件技术领域，具体涉及一种用于安全监控接收机测试的信号放大装置。

背景技术

现代飞机、火箭、舰船上面装备有各种安全监控设备，这些精密设备因为对使用环境要求很高，所以大多密闭安装在各种设备舱内，通过各种接口与外部连接。测试设备时需要拆装设备和设备舱，因为设备生产厂家众多，设备和设备舱的固定连接方式也很多，标准不一，有的设备安装至设备舱工序很繁琐，频繁的测试拆装很容易造成设备或者设备舱的损坏，所以现在很多情况下人们是不拆设备，而是将设备舱取出，设备就放在设备舱中，通过设备舱的接口，直接对设备舱内部的设备进行测试，因为飞机或者火箭上的设备舱一般都是由飞机、火箭厂家一并生产和安装的，所以这种拆卸方法很可靠。但是该测试方法也存在一些问题，比如只能测试方便移动或者质量较轻的设备舱，例如飞机下部各种小型的设备舱，而像火箭外壳整体即为设备舱或者舰船桅杆上的设备舱就很不方便测试，甚至难以完成测试。

目前测试安全监控接收机是采用输入模拟安全监控信号作为激励，进而判断测试结果。安全监控信号模拟器功率低，在特殊场合下需要将模拟安全监控信号通过很长的电缆引入被测设备，这时只有将原信号放大才能满足测试需求，现有的安全监控信号放大器很少，普通的功率放大器很难满足噪声低、带内平坦度高以及带外抑制高的要求。

实用新型内容

为了克服现有技术的不足，本实用新型提供一种用于设备舱内部安全监控设备测试的放大器，包括显示控制单元、信号放大单元、电源单元、60米电缆和30米电缆，其中显示控制单元、信号放大单元、电源单元位于安全监控信号放大器内部，显示控制单元控制信号放大单元输出功率；电源单元提供其它单元工作电压；测试设备通过60米电缆与安全监控信号放大器相连接，安全监控信号放大器通过30米电缆与设备舱连接。

进一步的，显示控制单元接收来自信号放大单元的检波输出信号，经过AD采样后计算并显示上述单元的输出信号功率；显示控制单元通过安全监控信号放大器面板上衰减旋钮控制信号放大单元放大系数；信号放大单元通过60米电缆接收外部的模拟安全监控信号，并在显示控制单元的控制下放大输入的安全监控信号，放大后的信号分两路输出，并通过两路30米电缆输出至设备舱内的安全监控接收机；电源单元输入为交流220V或者直流28V。

进一步的，显示控制单元包括CPU模块、面板旋钮模块、显示模块，CPU模块输入为信号放大单元的检波输出信号，CPU模块输出衰减控制信号1和衰减控制信号2至信号放大单元、CPU模块输出显示结果至显示模块，面板旋钮模块将选择代码输入至CPU模块，电源单元提供CPU模块工作电压；其中面板旋钮模块包括第1编码器、第2编码器、第1衰减旋钮、第2衰减旋钮；显示模块包括LED点阵、电流数显表；衰减旋钮固定在编码器的轴套上，旋转衰减旋钮时，编码器的编码值随之相应变化；电流数显表输入为电源单元输出的+5V直流电，输出连接信号放大单元的电源输入端；编码器均采用4bit编码器，输出为二进制编码 0000～1111共16种状态；第1衰减旋钮与第1编码器输出衰减编码1至CPU模块，形成信号放大单元第1路信号衰减控制码；第2衰减旋钮与第2编码器输出衰减编码2至CPU模块，形成信号放大单元第2路信号衰减控制码；CPU模块输出信号放大单元输出功率数据至LED 点阵；CPU模块输出衰减控制信号1和衰减控制信号2至信号放大单元；电流数显表显示信号放大单元供电电流。

进一步的，第1编码器、第2编码器、第1衰减旋钮、第2衰减旋钮均采用NDS01J；LED点阵采用LED-054S；电流数显表采用BY456A；CPU模块采用STM32F103VET6；显示控制单元外形为插板式结构，固定于安全监控信号放大器的底板中部，尺寸为：长220mm、宽30mm、高110mm。

进一步的，信号放大单元包括第1低噪放、第1隔离匹配电路、第2低噪放、第2隔离匹配电路、腔体滤波器、第3隔离匹配电路、第1RF放大器、第4隔离匹配电路、第2RF放大器、第1功率分配器、检波器、第2功率分配器、第1数控衰减器、第3RF放大器、第2 数控衰减器、第5RF放大器；其中，外部来的安全监控信号经第1低噪放、第1隔离匹配电路、第2低噪放、第2隔离匹配电路放大后，送入腔体滤波器进行预选滤波后输出，顺次经过第3隔离匹配电路、第1RF放大器、第4隔离匹配电路、第2RF放大器送至第1功率分配器，第1功率分配器分出两路信号，一路送给检波器输出一路检波信号送至显示控制单元，另一路送至第2功率分配器；第2功率分配器分出两路信号，一路输出至第1数控衰减器，第1数控衰减器输出至第3RF放大器，第3RF放大器通过30米电缆输出至设备舱上安全监控接收机的接口1；另一路输出至第2数控衰减器，第2数控衰减器输出至第5RF放大器，第 5RF放大器通过30米电缆输出至设备舱上安全监控接收机的接口2；其中第1数控衰减器输入控制信号为显示控制单元输出的安全监控衰减控制信号1；第2数控衰减器输入控制信号为显示控制单元输出的安全监控衰减控制信号2。

进一步的，第1低噪放采用BLB03，第2低噪放1203采用；第1隔离匹配电路、第2隔离匹配电路、第3隔离匹配电路、第4隔离匹配电路均采用PAT1220-C-3DB-T；腔体滤波器采用LBPF-1753-1778；第1RF放大器、第2RF放大器、第3RF放大器、第4RF放大器均采用 BL011；第1功率分配器、第2功率分配器均采用BP2P1+；检波器采用AD8313；第1数控衰减器、第2数控衰减器均采用HMC307；信号放大单元外形为长方形结构，固定于安全监控信号放大器的底板前部，尺寸为：长220mm、宽60mm、高110mm。

进一步的，电源单元包括交直流变换模块、第1直流变压模块、第2直流变压模块，其中外部交流220V电压加至交直流变换模块输入端，交直流变换模块输出28.5V直流至第1直流变压模块和第2直流变压模块，第1直流变压模块输出5V直流至显示控制单元、信号放大单元，第2直流变压模块输出3.3V直流至显示控制单元。

进一步的，交直流变换模块采用NTA100-220S28-N、第1直流变压模块选用HZD30D-24S05、第2直流变压模块选用LM1117-3.3；电源单元外形为箱式结构，固定于安全监控信号放大器的底板后部，尺寸为：长180mm、宽100mm、高105mm。

进一步的，安全监控信号放大器外形为箱式结构，外壳材料为ABS，尺寸为：长300mm、宽150mm、高150mm，重量为20kg。

本实用新型可以放大安全监控信号，便于测试各种大型设备或舰载设备的安全监控设备，也可以用在工厂、修理厂和应用现场对安全监控设备进行现场实时检测，大大减少人力、物力和财力，实现了对设备舱设备便携式随机测试，解决了分立放大设备无法快速测试设备舱内部设备的困难；通过设计超低波纹系数的滤波器实现了对安全监控信号的稳定性控制，解决了设备舱安全监控设备高平坦信号要求高的难题；通过引入数字检测技术，实现了对放大信号实时检测和控制，满足了维修控制人员的监测需求，解决传统分立放大设备尺寸大无法实时监测的困难。

附图说明

图1为本实用新型工作原理示意图；

图2为本实用新型组成结构图；

图3为本实用新型立体图；

图4为本实用新型中显示控制单元工作示意图；

图5为本实用新型中显示控制单元结构框图；

图6为本实用新型中信号放大单元组成结构图；

图7为本实用新型中电源单元组成结构图。

附图标记说明：1、安全监控信号放大器；2、测试设备；3、设备舱；4、待测试设备；11、显示控制单元；12、信号放大单元；13、电源单元；14、60米电缆；15、30米电缆；111、 CPU模块；112、面板旋钮模块；113、显示模块；1121、第1编码器；1122、第2编码器； 1123、第1衰减旋钮；1124、第2衰减旋钮；1131、LED点阵；1132、电流数显表；1201、第1低噪放；1202、第1隔离匹配电路；1203、第2低噪放；1204、第2隔离匹配电路；1205、腔体滤波器；1206、第3隔离匹配电路；1207、第1RF放大器；1208、第4隔离匹配电路； 1209、第2RF放大器；1210、第1功率分配器；1211、检波器；1212、第2功率分配器；1213、第1数控衰减器；1214、第3RF放大器；1215、第2数控衰减器；1216、第5RF放大器；1301、交直流变换模块；1302、第1直流变压模块；1303、第2直流变压模块。

具体实施方式

为使本实用新型的目的、技术方案以及优势更加明晰，下面结合附图和实施例对本实用新型的内容进行进一步详细说明。

如图1所示，本实用新型的主要工作原理是将安全监控信号放大器放置于测试设备与设备舱之间，测量设备输出的测量输入信号至安全监控信号放大器，经安全监控信号放大器调整、放大后输入设备舱内的待测试设备进行接收，进而得到测试结果。

如图2所示，在本发明的一个具体实施例中，待测试设备为安全监控接收机，安全监控信号放大器1包括显示控制单元11、信号放大单元12、电源单元13、60米电缆14和30米电缆15；其中显示控制单元11、信号放大单元12、电源单元13位于安全监控信号放大器1 内部，测试设备2通过60米电缆14与安全监控信号放大器1相连接，安全监控信号放大器 1通过30米电缆15与设备舱连接。

显示控制单元11接收来自信号放大单元12的检波输出信号，经过AD采样后计算并显示上述单元的输出信号功率；显示控制单元11通过安全监控信号放大器1面板上衰减旋钮控制信号放大单元12放大系数。

信号放大单元12通过60米电缆14接收外部的模拟安全监控信号，并在显示控制单元 11的控制下放大输入的安全监控信号，放大后的信号分两路输出，并通过两路30米电缆15 输出至设备舱3内的安全监控接收机。

电源单元13提供其它各单元工作所需要的电压，其输入为交流220V或者直流28V。

如图3所示，安全监控信号放大器1外形为箱式结构，外壳材料为ABS，尺寸为：长300mm、宽150mm、高150mm，重量为20kg

如图4所示，显示控制单元11包括CPU模块111、面板旋钮模块112、显示模块113，CPU模块111输入为信号放大单元12的检波输出信号，CPU模块111输出衰减控制信号1和衰减控制信号2至信号放大单元12、CPU模块111输出显示结果至显示模块113，面板旋钮模块112将选择代码输入至CPU模块111，电源单元13提供CPU模块111工作电压。

如图5所示，显示控制单元11中面板旋钮模块112包括第1编码器1121、第2编码器1122、第1衰减旋钮1123、第2衰减旋钮1124；显示模块113包括LED点阵1131、电流数显表1132；衰减旋钮固定在编码器的轴套上，旋转衰减旋钮时，编码器的编码值随之相应变化。电流数显表1132输入为电源单元13输出的+5V直流电，输出连接信号放大单元12的电源输入端；编码器均采用4bit编码器，输出为二进制编码0000～1111共16种状态；第1衰减旋钮1123与第1编码器1121输出衰减编码至CPU模块111，形成信号放大单元12第1路信号衰减控制码；第2衰减旋钮1124与第2编码器1122输出衰减编码至CPU模块111，形成信号放大单元12第2路信号衰减控制码；CPU模块111输出信号放大单元12输出功率数据至LED点阵1131；CPU模块111输出衰减控制信号1和衰减控制信号2至信号放大单元12；电流数显表1132显示信号放大单元12供电电流。

在本发明的一个具体实施例中，第1编码器1121、第2编码器1122、第1衰减旋钮1123、第2衰减旋钮1124均采用NDS01J；LED点阵1131采用LED-054S；电流数显表1132采用BY456A； CPU模块111采用STM32F103VET6。

显示控制单元11外形为插板式结构，固定于安全监控信号放大器1的底板中部，尺寸为：长220mm、宽30mm、高110mm。

如图6所示，信号放大单元12包括第1低噪放1201、第1隔离匹配电路1202、第2低噪放1203、第2隔离匹配电路1204、腔体滤波器1205、第3隔离匹配电路1206、第1RF放大器1207、第4隔离匹配电路1208、第2RF放大器1209、第1功率分配器1210、检波器1211、第2功率分配器1212、第1数控衰减器1213、第3RF放大器1214、第2数控衰减器1215、第5RF放大器1216。

其中，外部来的安全监控信号经第1低噪放1201、第1隔离匹配电路1202、第2低噪放 1203、第2隔离匹配电路1204放大后，送入腔体滤波器1205进行预选滤波后输出，顺次经过第3隔离匹配电路1206、第1RF放大器1207、第4隔离匹配电路1208、第2RF放大器1209 送至第1功率分配器1210，第1功率分配器1210分出两路信号，一路送给检波器1211输出一路检波信号送至显示控制单元11，另一路送至第2功率分配器1212；第2功率分配器1212 分出两路信号，一路输出至第1数控衰减器1213，第1数控衰减器1213输出至第3RF放大器1214，第3RF放大器1214通过30米电缆15输出至设备舱上安全监控接收机1的接口；另一路输出至第2数控衰减器1215，第2数控衰减器1215输出至第5RF放大器1216，第5RF 放大器1216通过30米电缆15输出至设备舱上安全监控接收机2的接口；其中第1数控衰减器1213输入控制信号为显示控制单元11输出的安全监控衰减控制信号1；第2数控衰减器 1215输入控制信号为显示控制单元11输出的安全监控衰减控制信号2。

在本发明的一个具体实施例中，第1低噪放1201采用BLB03，第2低噪放1203采用BL011，使用上述超低噪声放大器使噪声系数仅为0.38dB；第1隔离匹配电路1202、第2隔离匹配电路1204、第3隔离匹配电路1206、第4隔离匹配电路1208均采用PAT1220-C-3DB-T；腔体滤波器1205采用LBPF-1753-1778，带内平坦度高，实测带内平坦度＜±0.1dB，同时带外抑制高，实测带外抑制＞70dB；第1RF放大器1207、第2RF放大器1209、第3RF放大器1214、第5RF放大器1216均采用BL011；第1功率分配器1210、第2功率分配器1212均采用BP2P1+；检波器1211采用AD8313；第1数控衰减器1213、第2数控衰减器1215均采用HMC307。

信号放大单元12外形为长方形结构，固定于安全监控信号放大器1的底板前部，尺寸为：长220mm、宽60mm、高110mm。

如图7所示，电源单元13包括交直流变换模块1301、第1直流变压模块1302、第2直流变压模块1303，其中外部交流220V电压加至交直流变换模块1301输入端，交直流变换模块1301输出28.5V直流至第1直流变压模块1302和第2直流变压模块1303，第1直流变压模块1302输出5V直流至显示控制单元11、信号放大单元12，第2直流变压模块1303输出 3.3V直流至显示控制单元11。

在本发明的一个具体实施例中，交直流变换模块1301采用NTA100-220S28-N、第1直流变压模块1302选用HZD30D-24S05、第2直流变压模块1303选用LM1117-3.3。

当交流220V没有输入时，可以将外部输入的直流28.5V电压通过电源接口输至第1直流变压模块1302和第2直流变压模块1303产生工作电压。

电源单元13外形为箱式结构，固定于安全监控信号放大器1的底板后部，尺寸为：长 180mm、宽100mm、高105mm。

在本发明的另一个具体实施例中，外部安全监控信号通过60米射频电缆与信号放大单元 12连接，对信号调整、放大、滤波变化后经两路30米射频线缆与屏蔽暗室墙壁的接口连接，屏蔽暗室墙壁的接口还连接飞机机载安全监控接收机，测量设备在屏蔽暗室外部检测安全监控接收机参数是否正常。

本实用新型通过集成设备舱安全监控设备的线性放大、检测功能，实现了对设备舱设备便携式随机测试，解决了分立放大设备无法快速测试设备舱内部设备的困难；通过设计超低波纹系数的滤波器实现了对安全监控信号的稳定性控制，解决了设备舱安全监控设备高平坦信号要求高的难题；通过引入数字检测技术，实现了对放大信号实时检测和控制，满足了维修控制人员的监测需求，解决传统分立放大设备尺寸大无法实时监测的困难。

Claims (7)

1.一种安全监控信号放大器，包括显示控制单元(11)、信号放大单元(12)、电源单元(13)、60米电缆(14)和30米电缆(15)，其特征在于：显示控制单元(11)、信号放大单元(12)、电源单元(13)位于安全监控信号放大器(1)内部，显示控制单元(11)控制信号放大单元(12)输出功率；电源单元(13)提供其它单元工作电压；测试设备(2)通过60米电缆(14)与安全监控信号放大器(1)相连接，安全监控信号放大器(1)通过30米电缆(15)与设备舱连接；显示控制单元(11)接收来自信号放大单元(12)的检波输出信号，经过AD采样后计算并显示上述单元的输出信号功率；显示控制单元(11)通过安全监控信号放大器(1)面板上衰减旋钮控制信号放大单元(12)放大系数；信号放大单元(12)通过60米电缆(14)接收外部的模拟安全监控信号，并在显示控制单元(11)的控制下放大输入的安全监控信号，放大后的信号分两路输出，并通过两路30米电缆(15)输出至设备舱(3)内的安全监控接收机；电源单元(13)输入为交流220V或者直流28V；显示控制单元(11)包括CPU模块(111)、面板旋钮模块(112)、显示模块(113)，CPU模块(111)输入为信号放大单元(12)的检波输出信号，CPU模块(111)输出第一衰减控制信号和第二衰减控制信号至信号放大单元(12)、CPU模块(111)输出显示结果至显示模块(113)，面板旋钮模块(112)将选择代码输入至CPU模块(111)，电源单元(13)提供CPU模块(111)工作电压；其中面板旋钮模块(112)包括第1编码器(1121)、第2编码器(1122)、第1衰减旋钮(1123)、第2衰减旋钮(1124)；显示模块(113)包括LED点阵(1131)、电流数显表(1132)；衰减旋钮固定在编码器的轴套上，旋转衰减旋钮时，编码器的编码值随之相应变化；电流数显表(1132)输入为电源单元(13)输出的+5V直流电，输出连接信号放大单元(12)的电源输入端；编码器均采用4bit编码器，输出为二进制编码0000～1111共16种状态；第1衰减旋钮(1123)与第1编码器(1121)输出第一衰减编码至CPU模块(111)，形成信号放大单元(12)第1路信号衰减控制码；第2衰减旋钮(1124)与第2编码器(1122)输出第二衰减编码至CPU模块(111)，形成信号放大单元(12)第2路信号衰减控制码；CPU模块(111)输出信号放大单元(12)输出功率数据至LED点阵(1131)；CPU模块(111)输出第一衰减控制信号和第二衰减控制信号至信号放大单元(12)；电流数显表(1132)显示信号放大单元(12)供电电流；电源单元(13)外形为箱式结构，固定于安全监控信号放大器(1)的底板后部，尺寸为：长180mm、宽100mm、高105mm。

2.如权利要求1所述的一种安全监控信号放大器，其特征在于：第1编码器(1121)、第2编码器(1122)、第1衰减旋钮(1123)、第2衰减旋钮(1124)均采用NDS01J；LED点阵(1131)采用LED-054S；电流数显表(1132)采用BY456A；CPU模块(111)采用STM32F103VET6；显示控制单元(11)外形为插板式结构，固定于安全监控信号放大器(1)的底板中部，尺寸为：长220mm、宽30mm、高110mm。

3.如权利要求1所述的一种安全监控信号放大器，其特征在于：信号放大单元(12)包括第1低噪放(1201)、第1隔离匹配电路(1202)、第2低噪放(1203)、第2隔离匹配电路(1204)、腔体滤波器(1205)、第3隔离匹配电路(1206)、第1RF放大器(1207)、第4隔离匹配电路(1208)、第2RF放大器(1209)、第1功率分配器(1210)、检波器(1211)、第2功率分配器(1212)、第1数控衰减器(1213)、第3RF放大器(1214)、第2数控衰减器(1215)、第5RF放大器(1216)；其中，外部来的安全监控信号经第1低噪放(1201)、第1隔离匹配电路(1202)、第2低噪放(1203)、第2隔离匹配电路(1204)放大后，送入腔体滤波器(1205)进行预选滤波后输出，顺次经过第3隔离匹配电路(1206)、第1RF放大器(1207)、第4隔离匹配电路(1208)、第2RF放大器(1209)送至第1功率分配器(1210)，第1功率分配器(1210)分出两路信号，一路送给检波器(1211)输出一路检波信号送至显示控制单元(11)，另一路送至第2功率分配器(1212)；第2功率分配器(1212)分出两路信号，一路输出至第1数控衰减器(1213)，第1数控衰减器(1213)输出至第3RF放大器(1214)，第3RF放大器(1214)通过30米电缆(15)输出至设备舱上安全监控接收机的第一接口；另一路输出至第2数控衰减器(1215)，第2数控衰减器(1215)输出至第5RF放大器(1216)，第5RF放大器(1216)通过30米电缆(15)输出至设备舱上安全监控接收机的第二接口；其中第1数控衰减器(1213)输入控制信号为显示控制单元(11)输出的安全监控第一衰减控制信号；第2数控衰减器(1215)输入控制信号为显示控制单元(11)输出的安全监控第二衰减控制信号。

4.如权利要求3所述的一种安全监控信号放大器，其特征在于：第1低噪放(1201)采用BLB03，第2低噪放(1203)采用BL011；第1隔离匹配电路(1202)、第2隔离匹配电路(1204)、第3隔离匹配电路(1206)、第4隔离匹配电路(1208)均采用PAT1220-C-3DB-T；腔体滤波器(1205)采用LBPF-1753-1778；第1RF放大器(1207)、第2RF放大器(1209)、第3RF放大器(1214)、第5RF放大器(1216)均采用BL011；第1功率分配器(1210)、第2功率分配器(1212)均采用BP2P1+；检波器(1211)采用AD8313；第1数控衰减器(1213)、第2数控衰减器(1215)均采用HMC307；信号放大单元(12)外形为长方形结构，固定于安全监控信号放大器(1)的底板前部，尺寸为：长220mm、宽60mm、高110mm。

5.如权利要求1所述的一种安全监控信号放大器，其特征在于：电源单元(13)包括交直流变换模块(1301)、第1直流变压模块(1302)、第2直流变压模块(1303)，其中外部交流220V电压加至交直流变换模块(1301)输入端，交直流变换模块(1301)输出28.5V直流至第1直流变压模块(1302)和第2直流变压模块(1303)，第1直流变压模块(1302)输出5V直流至显示控制单元(11)、信号放大单元(12)，第2直流变压模块(1303)输出3.3V直流至显示控制单元(11)。

6.如权利要求5所述的一种安全监控信号放大器，其特征在于：交直流变换模块(1301)采用NTA100-220S28-N、第1直流变压模块(1302)选用HZD30D-24S05、第2直流变压模块(1303)选用LM1117-3.3。

7.如权利要求1所述的一种安全监控信号放大器，其特征在于：安全监控信号放大器(1)外形为箱式结构，外壳材料为ABS，尺寸为：长300mm、宽150mm、高150mm，重量为20kg。

Images