專利名稱：：功率與駐波比的檢測(cè)裝置及方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及無線通信
技術(shù)領(lǐng)域：
，特別是涉及功率與駐波比的檢測(cè)裝置及方法。
背景技術(shù)：
：在無線通信領(lǐng)域，基站天饋系統(tǒng)和功率發(fā)射系統(tǒng)的匹配情況直接影響到信號(hào)收發(fā)質(zhì)量和設(shè)備的安全，駐波比VSWR(VoltageStandingWaveRatio,全稱電壓駐波比)是表征天饋系統(tǒng)匹配狀況的關(guān)4建指標(biāo)。實(shí)際應(yīng)用中斥企測(cè)駐波比是通過對(duì)耦合的正反向功率信號(hào)進(jìn)行檢波，得到兩個(gè)方向的功率值或功率比值，從而得到駐波比。檢測(cè)駐波比一般有兩種實(shí)現(xiàn)方案一種是純模擬電路方案，這種方案的實(shí)現(xiàn)電路比較復(fù)雜，而且普遍存在檢測(cè)精度不高、抗干擾性能較差的問題；另一種是比較常見的含單片機(jī)的檢測(cè)方案，這種方案需要通過軟件算法處理數(shù)據(jù)，但實(shí)現(xiàn)起來比較靈活，一般有兩種方案一種是雙檢波通道方案；另一種是單刀雙擲開關(guān)加單個(gè)檢波通道方案。對(duì)于雙檢波通道方案，當(dāng)兩個(gè)檢波通道的溫度頻率特性不一致時(shí)，在不同溫度頻率下檢測(cè)精度將降低；對(duì)于單刀雙擲開關(guān)加單個(gè)檢波通道的方案，溫飄和頻率的影響得到改善，但這與器件在動(dòng)態(tài)范圍內(nèi)的線性度等指標(biāo)有關(guān)系。檢波器的輸入輸出特性一般分為兩類一種是包絡(luò)檢波，一種是均方根檢波，這兩種檢波器都可以是對(duì)數(shù)特性和非對(duì)數(shù)特性的。對(duì)于對(duì)數(shù)包絡(luò)檢波器，這種器件在非調(diào)制的連續(xù)波情況下的線性度(對(duì)數(shù)線性度)往往很好，所以駐波比的檢測(cè)可以具有較高的精度(尤其在單頻連續(xù)波情況下)，但是在調(diào)制模式下對(duì)功率的檢測(cè)結(jié)果只是一個(gè)相對(duì)值，不同調(diào)制模式下相差很大，并不是絕對(duì)的真實(shí)功率值，尤其是在多載波調(diào)制情況下；對(duì)于對(duì)數(shù)均方根檢波器，如AD8362或HMC610等，基本能反映多載波調(diào)制模式下的真實(shí)功率，參見圖1和圖2所示，但在整個(gè)動(dòng)態(tài)范圍內(nèi)其對(duì)數(shù)線性度卻往往不如對(duì)數(shù)包絡(luò);險(xiǎn)波器如AD8313或HMC601等，因?yàn)樗鼈兊恼`差都隨著輸入功率呈現(xiàn)出一種不同程度的起伏，所以在點(diǎn)頻下檢測(cè)駐波比VSWR的精度往往還不如對(duì)數(shù)包絡(luò)檢波器，而且在不同調(diào)制模式下的誤差雖小很多,仍難以基本消除，在-30°C~+75匸的溫度范圍內(nèi)檢波結(jié)果的漂移也很明顯。上述方案(對(duì)數(shù)包絡(luò)或?qū)?shù)均方根檢波)還存在一個(gè)硬件濾波與軟件濾波的問題，在調(diào)制波情況下，如果檢波輸出不加硬件低通濾波，則隨著調(diào)制信號(hào)的峰均比PAR的增加，波動(dòng)會(huì)變得較大，導(dǎo)致采樣數(shù)據(jù)不穩(wěn)，軟件處理的開銷將增加；但如果加常用的RC濾波電路，由于RC濾波電路是積分特性，對(duì)數(shù)輸出的積分相當(dāng)于一種失真和誤差，所以需要綜合軟硬件處理。對(duì)于在不同調(diào)制模式下既要精確檢測(cè)駐波比VSWR又要精確檢測(cè)出不同調(diào)制模式下真實(shí)功率的應(yīng)用場(chǎng)合，例如有的產(chǎn)品要求以瓦為單位上報(bào)真實(shí)平均功率，在-30。C~+75°〇的溫度范圍內(nèi)功率的誤差小于±10%，現(xiàn)有的上述方案就難以簡(jiǎn)單地實(shí)現(xiàn)了。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的是為了克服上述
背景技術(shù)：
的不足，提供一種適用于任何信號(hào)調(diào)制模式下的無線通信系統(tǒng)中功率與駐波比的檢測(cè)裝置及方法，具體應(yīng)用于從雙工濾波器到天饋系統(tǒng)的正反向功率及駐波比VSWR的檢測(cè)上報(bào)。本發(fā)明提供的功率與駐波比的檢測(cè)裝置包括檢波切換單元用于對(duì)正、反向耦合器引入的兩路射頻信號(hào)中的一路分別進(jìn)行檢波，以及當(dāng)收到觸發(fā)信號(hào)時(shí)通過單片機(jī)控制單刀雙擲開關(guān)來切換檢波通路，并延時(shí)以消除串?dāng)_，每路射頻信號(hào)經(jīng)檢波后轉(zhuǎn)換為輸出電壓信號(hào)；觸發(fā)計(jì)數(shù)單元用于定時(shí)向檢波切換單元發(fā)送觸發(fā)信號(hào)，并對(duì)發(fā)送觸發(fā)信號(hào)的次數(shù)進(jìn)行計(jì)數(shù)，直到該次數(shù)到達(dá)預(yù)先設(shè)定的閾值；信號(hào)轉(zhuǎn)換單元用于將4全波器的每路輸出電壓信號(hào)經(jīng)過差分運(yùn)放和有源濾波放大電路轉(zhuǎn)換成直流電壓信號(hào)，再通過單片機(jī)片內(nèi)的AD變換器對(duì)所述直流電壓信號(hào)進(jìn)行定時(shí)采樣，轉(zhuǎn)換成該路信號(hào)對(duì)應(yīng)的數(shù)字信號(hào)；功率與駐波比檢測(cè)單元用于調(diào)用功率檢測(cè)子程序?qū)γ柯窋?shù)字信號(hào)進(jìn)行檢觀'J,得到該^各信號(hào)對(duì)應(yīng)的功率值；以及用于對(duì)得到的各^各信號(hào)對(duì)應(yīng)的功率值取平均值作為功率的上報(bào)值，并由此計(jì)算得到駐波比值作為駐波比的上報(bào)值。在上述技術(shù)方案中，信號(hào)轉(zhuǎn)換單元中還可以包括線性校正子單元用于通過采用軟件補(bǔ)償算法對(duì)檢波輸出電壓信號(hào)及其AD采樣值的非線性壓縮進(jìn)行線性校正。在上述技術(shù)方案中，該裝置的具體電路實(shí)現(xiàn)中包括兩個(gè)定向耦合器、內(nèi)置單刀雙擲開關(guān)的功率檢波器、差分運(yùn)放、有源濾波放大電路和內(nèi)置AD轉(zhuǎn)換器的單片機(jī)，其中所述兩個(gè)定向耦合器按相反方向放置，正、反向耦合器的輸出端與所述功率檢波器的輸入端相連，功率檢波器的通道切換控制端與所述單片才幾的一個(gè)控制端相連，功率檢波器的休眠控制端與單片機(jī)的另一個(gè)控制端相連，功率檢波器的輸出端與所述差分運(yùn)放的同相輸入端相連，功率檢波器的反饋端與差分運(yùn)放的反相輸入端相連，差分運(yùn)放的輸出端與所述有源濾波放大電路的輸入端相連，有源濾波放大電路的輸出端與內(nèi)置于單片機(jī)的AD轉(zhuǎn)換器相連。在上述技術(shù)方案中，所述有源濾波放大電^^最好采用二階巴特沃斯有源濾波放大電路。在上述技術(shù)方案中，所述差分運(yùn)放和有源濾波放大電路最好采用軌對(duì)軌自穩(wěn)零單電源雙差分運(yùn)放AD8572或AD8552作為運(yùn)放。在上述技術(shù)方案中，所述單刀雙擲開關(guān)最好為平方律功率檢波器LMV232TL片內(nèi)集成的吸收式單刀雙擲開關(guān)。本發(fā)明提供的功率與駐波比的檢測(cè)方法步驟如下a、正、反向耦合器31入的射頻信號(hào)到達(dá)功率檢波器內(nèi)的單刀雙擲開關(guān)，通過單片機(jī)控制單刀雙擲開關(guān)選取其中一路射頻信號(hào)進(jìn)行檢波，檢波后同時(shí)得到檢波輸出電壓和反饋電壓；b、上述檢波輸出電壓和反饋電壓信號(hào)經(jīng)過差分運(yùn)放和有源濾波放大電路被轉(zhuǎn)換成直流電壓信號(hào)，單片機(jī)片內(nèi)AD變換器將所述直流電壓信號(hào)定時(shí)采樣，變換成相應(yīng)的數(shù)字信號(hào)，再調(diào)用功率^r測(cè)子程序得到該路射頻信號(hào)對(duì)應(yīng)的功率值；c、通過單片機(jī)控制單刀雙擲開關(guān)的切換來選擇另一路射頻信號(hào)進(jìn)行檢波，并通過延時(shí)以消除串?dāng)_，然后按照步驟b對(duì)該路檢波輸出電壓和反饋電壓信號(hào)進(jìn)行處理，得到該路射頻信號(hào)對(duì)應(yīng)的功率值；d、按照預(yù)先設(shè)定的次數(shù)重復(fù)步驟c,分別得到與兩路射頻信號(hào)對(duì)應(yīng)的兩組功率值，然后分別取上述兩組功率值的平均值作為正、反向功率的上報(bào)值，并由此計(jì)算得到駐波比值作為駐波比的上報(bào)值。在上述技術(shù)方案中，步驟b中還可以采用軟件補(bǔ)償算法對(duì)輸出電壓信號(hào)的非線性壓縮進(jìn)4于線性校正。在上述技術(shù)方案中，步驟b中所述功率^r測(cè)子程序的算法為選定落在線性動(dòng)態(tài)范圍中間的某一功率值及該功率值對(duì)應(yīng)的AD采樣值的均值作為一個(gè)參考點(diǎn)，以無功率時(shí)的檢波輸出采樣值為另一個(gè)參考點(diǎn)，按照功率檢波器的輸入射頻功率與整個(gè)檢波電路末級(jí)輸出電壓的AD采樣平均值具有的線性對(duì)應(yīng)關(guān)系，根據(jù)當(dāng)前AD采樣平均值，計(jì)算得到對(duì)應(yīng)的射頻功率值。在上述技術(shù)方案中，步驟b中輸出電壓信號(hào)經(jīng)過差分運(yùn)放后采用二階巴特沃斯有源濾波放大電路對(duì)檢波電壓進(jìn)行強(qiáng)濾波處理。與現(xiàn)有技術(shù)相比本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)如下(1)所采用的功率檢波器LMV232TL成本低、封裝小、節(jié)省印刷電路板PCB的空間，由于其輸入功率(單位為W)與檢波輸出電壓(單位為mV)成線性關(guān)系，參見圖3所示，單片機(jī)計(jì)算處理比較方便，不需太復(fù)雜的算法，尤其適合需要知道準(zhǔn)確真實(shí)功率的大功率數(shù)字集群系統(tǒng)的功率檢測(cè)。(2)調(diào)制波和非調(diào)制波的功率檢測(cè)誤差極小，在TETRA模式下二者可偏差約2-3%，目前其他常規(guī)的功率與駐波比檢測(cè)的IC器件很難達(dá)到。(3)利用軌對(duì)軌自穩(wěn)零單電源雙差分運(yùn)放分別接LMV232TL的檢波輸出端和反饋端，使整個(gè)電路的溫度漂移得到極大改善，特別是減小了在小信號(hào)檢波時(shí)因溫飄引起的相對(duì)誤差，在限定檢測(cè)精度要求的條件下，使器件的全溫檢波動(dòng)態(tài)范圍向低端得到了延伸，在-30°C~+75。C的溫度范圍內(nèi)，基本不需軟件溫度補(bǔ)償。(4)采用了軟件線性補(bǔ)償技術(shù)，使檢波器件能滿足限定精度要求的線性動(dòng)態(tài)范圍向高端得到了延伸。(5)采用在正反向耦合器后取不同衰減量的方法，使功率相對(duì)較小的反向信號(hào)也能落在檢波器的動(dòng)態(tài)范圍內(nèi)，從而拓展了LMV232TL本身的駐波比檢測(cè)的工作動(dòng)態(tài)范圍。(6)采用運(yùn)放構(gòu)成的二階巴特沃斯Butterworth有源濾波電路，對(duì)于TETRA等高峰均比調(diào)制模式下的功率檢波輸出電壓信號(hào)進(jìn)行強(qiáng)濾波處理，大大降低了采樣時(shí)間間隔要求和軟件濾波開銷。例如實(shí)施例按所附原理圖中設(shè)置有源濾波的RC參數(shù)，對(duì)于每幀約57mS的TETRA7T/4DQPSK調(diào)制信號(hào)，每隔lmS只需要采樣一次即可。本發(fā)明在TETRA7T/4DQPSK的調(diào)制才莫式的14個(gè)時(shí)隙任意組合狀態(tài)下均能正常上報(bào)功率與駐波比，還可以使用于TETRA數(shù)字集群系統(tǒng)的雙工器中作為凄t字功率計(jì)DPM的核心部分，由單片才幾通過CAN總線接口向系統(tǒng)上報(bào)功率與駐波比信息。圖1為對(duì)數(shù)RMS檢波器AD8362的檢波特性曲線圖2為對(duì)數(shù)RMS檢波器HMC610的檢波特性曲線圖3為功率檢波器LMV232TL的檢波特性曲線圖4為本發(fā)明功率與駐波比的檢測(cè)裝置的結(jié)構(gòu)示意圖5為本發(fā)明實(shí)施例具體裝置的示意框圖6為本發(fā)明實(shí)施例具體電路的示意框圖7為本發(fā)明功率與駐波比的檢測(cè)方法的步驟流程圖8為本發(fā)明實(shí)施例功率與駐波比檢測(cè)的軟件算法流程圖9為本發(fā)明實(shí)施例功率檢測(cè)子函數(shù)的軟件算法流程圖10為本發(fā)明實(shí)施例的門限設(shè)置與調(diào)試流程圖。具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖及實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的詳細(xì)描述，但該實(shí)施例不應(yīng)理解為對(duì)本發(fā)明的限制。本發(fā)明提供一種與信號(hào)調(diào)制模式無關(guān)的功率與駐波比的檢測(cè)裝10置，參見圖4所示，該裝置包括檢波切換單元用于對(duì)正、反向耦合器引入的兩路射頻信號(hào)中的一路分別進(jìn)行檢波，以及當(dāng)收到觸發(fā)信號(hào)時(shí)通過單片機(jī)控制單刀雙擲開關(guān)來切換檢波通路，并延時(shí)以消除串?dāng)_，每路射頻信號(hào)經(jīng)檢波后同時(shí)得到檢波輸出電壓和反饋電壓；觸發(fā)計(jì)數(shù)單元用于定時(shí)向^r波切換單元發(fā)送觸發(fā)信號(hào)，并對(duì)發(fā)送觸發(fā)信號(hào)的次數(shù)進(jìn)行計(jì)數(shù)，直到該次數(shù)到達(dá)預(yù)先設(shè)定的閾值；信號(hào)轉(zhuǎn)換單元用于將檢波器的每路輸出電壓信號(hào)經(jīng)過差分運(yùn)放和有源濾波放大電路轉(zhuǎn)換成直流電壓信號(hào)，再通過單片機(jī)片內(nèi)的AD變換器對(duì)所述直流電壓信號(hào)進(jìn)行定時(shí)采樣，轉(zhuǎn)換成該路信號(hào)對(duì)應(yīng)的數(shù)字信號(hào)；功率與駐波比檢測(cè)單元用于調(diào)用功率檢測(cè)子程序?qū)γ柯窋?shù)字信號(hào)進(jìn)行檢測(cè)計(jì)算，得到該路信號(hào)對(duì)應(yīng)的功率值；以及用于對(duì)得到的各路信號(hào)對(duì)應(yīng)的功率值取平均值作為功率的上報(bào)值，并由此計(jì)算得到駐波比值作為駐波比的上報(bào)值。其中，信號(hào)轉(zhuǎn)換單元中還可以包括線性校正子單元用于通過采用軟件補(bǔ)償算法對(duì)檢波輸出電壓信號(hào)及其AD采樣值的非線性壓縮進(jìn)行線性校正。參見圖5所示，在具體的電路實(shí)現(xiàn)中，該裝置可以包括兩個(gè)定向耦合器、內(nèi)置單刀雙擲開關(guān)的功率檢波器、差分運(yùn)放、有源濾波放大電路和集成了10位A/D轉(zhuǎn)換通道的單片機(jī)，其中功率檢波器采用片內(nèi)集成吸收式單刀雙擲開關(guān)的平方律功率檢波器LMV232TL，其兩通道之間的隔離度大于50dB,且調(diào)制波與非調(diào)制連續(xù)波的功率檢測(cè)結(jié)果偏差極小；有源濾波放大電路采用二階巴特沃斯有源濾波放大單電源雙差分運(yùn)》丈AD8572或AD8552。兩個(gè)定向耦合器具有高方向性，布置在雙工器發(fā)射濾波器的輸出主桿與天線接插件之間。兩個(gè)定向耦合器按相反方向放置，正、反向耦合器的輸出端與功率檢波器的輸入端相連，功率檢波器的通道切換控制端與單片機(jī)的一個(gè)控制端相連，功率檢波器的休眠控制端與單片機(jī)的另一個(gè)控制端相連，功率檢波器的輸出端與差分運(yùn)放的同相輸入端相連，功率檢波器的反饋端與差分運(yùn)放的反相輸入端相連，差分運(yùn)放的輸出端與所述有源濾波放大電路的輸入端相連，有源濾波放大電路的輸出端與內(nèi)置于單片機(jī)的AD轉(zhuǎn)換器相連。工作原理具體如下參見圖6所示，LMV232TL的檢波輸出端A3和反饋端A2分別接雙差分運(yùn)放AD8572內(nèi)部第一個(gè)差分運(yùn)放的同相輸入端與反向輸入端，以降低基準(zhǔn)電壓的溫飄對(duì)檢測(cè)結(jié)果的影響，從而保證在小功率(動(dòng)態(tài)范圍的低端)情況下的相對(duì)誤差比較小，提高駐波比檢測(cè)精度。然后AD8572內(nèi)部第二個(gè)運(yùn)放與阻容網(wǎng)絡(luò)構(gòu)成了二階巴特沃斯有源濾波電路將第一個(gè)運(yùn)放的輸出信號(hào)進(jìn)行濾波、放大。由于器件的平方律特性，輸入功率(以W位單位)與輸出電壓(以mV為單位)成線性關(guān)系，所以可以對(duì)電路進(jìn)行強(qiáng)濾波，而不會(huì)出現(xiàn)象其它對(duì)數(shù)特性的檢波器件一樣的失真，軟件濾波算法只剩下簡(jiǎn)單的求和再平均，就可以得到真實(shí)平均功率。單片機(jī)的兩個(gè)控制端連接射頻功率檢波器LMV232TL的通道切換控制端和休眠控制端，用來切換兩路功率信號(hào)交替進(jìn)行檢波，與決定是否進(jìn)入休眠省電模式。單片機(jī)的輸入端接收整個(gè)功率檢波(含濾波、放大)模塊電路輸出的直流信號(hào)，通過其片內(nèi)IO位AD變換器將此直流電壓信號(hào)變換為數(shù)字量。雙定向耦合器分別耦合無線通信基站的前向功率與反射功率，經(jīng)過衰減器后，由單刀雙擲開關(guān)引入功率檢波器轉(zhuǎn)換為輸出電壓；經(jīng)自穩(wěn)零差分運(yùn)放取出檢波電壓，再經(jīng)過放大和有源濾波送到單片機(jī)的A/D口進(jìn)行定時(shí)采樣和模數(shù)轉(zhuǎn)換；正反向采樣數(shù)據(jù)經(jīng)過軟件濾波后計(jì)算得到正反向功率值和電壓駐波比VSWR。軟件中對(duì)器件在大功率檢波時(shí)的非線性失真進(jìn)行線性校正，從而以較低的軟硬件成本實(shí)現(xiàn)在任意信號(hào)調(diào)制模式下準(zhǔn)確檢測(cè)真實(shí)功率和上報(bào)駐波比。在上述功率與駐波比的檢測(cè)裝置的基礎(chǔ)上，本發(fā)明還提供一種功率與駐波比的檢測(cè)方法，參見圖7所示，該方法步驟如下步驟a、正、反向耦合器引入的射頻信號(hào)到達(dá)功率檢波器內(nèi)的單刀雙擲開關(guān)，通過單片機(jī)控制單刀雙擲開關(guān)選取其中一路信號(hào)進(jìn)行檢波，檢波后同時(shí)得到檢波輸出電壓和反饋電壓；步驟b、上述招r波輸出電壓和反饋電壓信號(hào)經(jīng)過差分運(yùn)放和有源濾波放大電路被轉(zhuǎn)換成直流電壓信號(hào)，單片機(jī)片內(nèi)AD變換器將所述直流電壓信號(hào)定時(shí)采樣，變換成相應(yīng)的數(shù)字信號(hào)，再調(diào)用功率檢測(cè)子程序得到該^各射頻信號(hào)對(duì)應(yīng)的相應(yīng)的功率值；步驟c、通過單片機(jī)控制單刀雙擲開關(guān)選取另一路射頻信號(hào)進(jìn)行檢波，并延時(shí)以消除串?dāng)_，然后按照步驟b對(duì)該路^r波輸出電壓和反饋電壓信號(hào)進(jìn)行處理，得到該路射頻信號(hào)對(duì)應(yīng)的功率值；步驟d、按照預(yù)先設(shè)定的次數(shù)(本實(shí)施例設(shè)定為至少四次)重復(fù)步驟c,分別得到與兩路射頻信號(hào)對(duì)應(yīng)的兩組功率值，然后分別取上述兩組功率值的平均值作為正、反向功率的上報(bào)值，并由此計(jì)算得到駐波比值，作為功率與駐波比的上才艮值。其中步驟a中正、反向耦合器分別耦合無線通信基站的前向功率與反射功率，經(jīng)過衰減器后由單刀雙擲開關(guān)引入功率檢波器轉(zhuǎn)換為輸出電壓；步驟b中檢波電壓經(jīng)過差分運(yùn)放后采用二階巴特沃斯有源濾波放大電路對(duì)檢波電壓進(jìn)行強(qiáng)濾波處理，使軟件濾波開銷降低；步13驟b中所述功率斥企測(cè)子程序的算法為取所述數(shù)字信號(hào)中若干幀的平均值，并選定落在線性動(dòng)態(tài)范圍中間的某一功率值及該功率值對(duì)應(yīng)的AD采樣值的均值作為一個(gè)參考點(diǎn)，以無功率時(shí)的檢波輸出采樣值為另一個(gè)參考點(diǎn)，按照功率檢波器的輸入射頻功率與整個(gè)檢波電路末級(jí)輸出電壓的AD采樣平均值具有的線性對(duì)應(yīng)關(guān)系，才艮據(jù)當(dāng)前AD采樣平均值，計(jì)算得到對(duì)應(yīng)的射頻功率值；采用軟件補(bǔ)償算法對(duì)輸出電壓信號(hào)及其AD采樣值的非線性壓縮進(jìn)行線性校正。在大功率區(qū)間(動(dòng)態(tài)范圍的高端)對(duì)于器件的非線性壓縮采用軟件補(bǔ)償算法，使其動(dòng)態(tài)范圍得以擴(kuò)展。具體的，當(dāng)功率超過參考點(diǎn)一定范圍時(shí)，檢波電壓及其AD采樣值會(huì)出現(xiàn)壓縮現(xiàn)象，使檢測(cè)誤差迅速贈(zèng)加。通過在軟件中進(jìn)行線性校正，例如，功率每增加一倍，補(bǔ)償3%,可以基本消除這種非線性壓縮的影響，提高大功率檢測(cè)精度，從而擴(kuò)大功率4企測(cè)動(dòng)態(tài)范圍。本發(fā)明實(shí)施例的4吏用環(huán)境具體如下工作頻率為300MHz900MHz,其中任意的連續(xù)50MHz帶寬；功率檢測(cè)范圍為正向平均功率2.5W150W,反向平均功率為0.63W-40W;工作溫度為-30。C~+75°C;檢波電路電源為+5V，耗流《30mA;采用的單片機(jī)為帶片內(nèi)10位AD轉(zhuǎn)換通道，集成CAN總線控制器的Freescale單片機(jī)MC9S12C32;所采用的耦合器的具體指標(biāo)參見表1所示，正向耦合器后衰減量《10dB，反向耦合器后衰減量《5dB。<table>tableseeoriginaldocumentpage14</column></row><table>表1本發(fā)明實(shí)施例中平方律功率檢波器的輸入射頻功率(單位為W)與輸出檢波電壓(單位為mV)具有線性對(duì)應(yīng)關(guān)系，輸出檢波電壓經(jīng)過差分運(yùn)放和二階有源濾波放大電路后送到單片機(jī)片內(nèi)的AD轉(zhuǎn)換器進(jìn)行采樣和處理，才艮據(jù)功率門限計(jì)算得到真實(shí)功率和駐波比。門限的調(diào)試和設(shè)置是通過上位機(jī)與單片機(jī)的串口通訊來實(shí)現(xiàn)的，串口動(dòng)態(tài)上報(bào)當(dāng)前采樣數(shù)據(jù)和計(jì)算得到的功率值。參見圖8所示，本發(fā)明實(shí)施例中功率和駐波比檢測(cè)的軟件算法的具體步驟如下步驟101:(首先進(jìn)行初始化)單片機(jī)控制單刀雙擲開關(guān)切換到正向，并延時(shí)；步驟102:調(diào)用功率^r測(cè)子程序，得到一個(gè)正向功率數(shù)據(jù)；步驟103:單片機(jī)控制單刀雙擲開關(guān)切換到反向，并延時(shí)；步驟104:調(diào)用功率檢測(cè)子程序，得到一個(gè)反向功率數(shù)據(jù)；步驟105:單片機(jī)中計(jì)數(shù)器記錄次數(shù)，自動(dòng)增一；步驟106:判斷當(dāng)前記錄的次數(shù)是否大于4,若是，則轉(zhuǎn)到步驟107;若否，則轉(zhuǎn)到步驟101;步驟107:計(jì)算正、反向平均功率和駐波比值，并上凈艮。參見圖9所示，上述步驟102和步驟104中涉及的功率檢測(cè)子程序的具體步驟如下步驟201:(首先進(jìn)行初始化)判斷采樣次數(shù)是否已滿，若是，則轉(zhuǎn)到步驟207;若否，則轉(zhuǎn)到步驟202;步驟202:判斷采樣間隔是否已到，若是，則轉(zhuǎn)到步驟203;若否，則轉(zhuǎn)到步驟201;步驟203:采樣一次檢波電壓并上報(bào)調(diào)試界面；步驟204:判斷采樣值是否大于V1，若是，則轉(zhuǎn)到步驟205;若否，則轉(zhuǎn)到步驟206;步驟205:對(duì)采樣值進(jìn)行線性補(bǔ)償；步驟206:對(duì)采樣值進(jìn)行求和，轉(zhuǎn)到步驟201;步驟207:上報(bào)采樣平均值，并根據(jù)門限值計(jì)算出一個(gè)功率值；步驟208:返回功率值。參見圖IO所示，門限設(shè)置與調(diào)試(包括人工調(diào)試或自動(dòng)調(diào)試)的具體步驟如下步驟301:記錄無功率時(shí)檢波電路的正反向初始電壓采樣值VO;步驟302:記錄正向功率為P1(W)時(shí)的正向4企波電壓采樣值VI;步驟303:得到正向功率方程Pf=Plx(Vf-VO)/(V1-V0);步驟304:記錄反向檢波電壓采樣值為VI時(shí)的反向功率P2(W);步驟305:得到反向功率方程PfP2x(Vr-VO)/(V1-V0);步驟306:檢測(cè)大功率壓縮情況，調(diào)節(jié)和設(shè)置線性補(bǔ)償系數(shù)Ladj;步驟307:將VO、VI、Pl、P2、Ladj等值作為調(diào)試門限存入單片機(jī)片內(nèi)FLASH供程序調(diào)用。在軟件中對(duì)正、反向功率的線性補(bǔ)償實(shí)際提前到對(duì)AD釆樣值V的線性補(bǔ)償當(dāng)V^V1時(shí)，不進(jìn)行補(bǔ)償；當(dāng)V>VI時(shí)，對(duì)采樣值進(jìn)行二次校正；K=Ladjx0.03x(V-V1)/VI，Vadj=Vx(l+K)為校正后的采樣值，替換功率方程中的采樣值V,其中Ladj為調(diào)試時(shí)根據(jù)需要而設(shè)定的一個(gè)值，一般小于l,調(diào)試經(jīng)驗(yàn)值多在0.2~0.4之間。下面描述一個(gè)應(yīng)用實(shí)施例——TETRA雙工器產(chǎn)品中DPM的功率測(cè)試的部分?jǐn)?shù)據(jù)，工作頻帶為390-395MHz，測(cè)試條件是在ANT或TX端口分別接吸收衰減器(VSWR<1.2)和終端式功率計(jì)agilentE4418,才交準(zhǔn)后分別讀DPM的上才艮數(shù)據(jù)和E4418對(duì)比，表2中同時(shí)列出了帶內(nèi)中心頻率392.5MHz在高低溫情況下的試驗(yàn)測(cè)試數(shù)據(jù)。正向功率對(duì)比反灌功率對(duì)比溫度E4418讀數(shù)(w)DPM上報(bào)值(W)E4418讀數(shù)(w)DPM上報(bào)值(W)測(cè)試頻率(MHz)測(cè)試頻率(MHz)390.00392.50395.003卯.00392.50395.00+25°C2.502.502.542.580.160.160.160.175.004.935.035.090.630.610.610.6520.0019.8920.0420.331.251.231.241.2840.0039.6640.0340.675.005.015.045.1380.0079.2880.0981.2310.009.9510.0810.20100.0099.16100.05101.6220.0019.6919.9420.27120.00119.20120.10121.5440.0039.0539.6640.32-30°C2.502.730.160,175.005.280.630.6720.0020.771.251.3240.0041.075.005.2280.0081.6410.0010.32100.00102.2020.0020.30120.00122.3040.0040.49+75。C2.502.450.160.135.004.930.630.6220.0019.901.251.2940.0039.705.005.1480.0079.63訓(xùn)O10.25100.0099.8920.0020.42120.00119.0140.0040.38表2顯然，本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以對(duì)本發(fā)明進(jìn)行各種改動(dòng)和變型而不脫離本發(fā)明的精神和范圍。這樣，倘若本發(fā)明的這些^^改和變型屬于本發(fā)明權(quán)利要求及其等同技術(shù)的范圍之內(nèi)，則本發(fā)明也意圖包含這些改動(dòng)和變型在內(nèi)。本說明書中未作詳細(xì)描述的內(nèi)容屬于本領(lǐng)域?qū)I(yè)技術(shù)人員公知的現(xiàn)有技術(shù)。1權(quán)利要求1、功率與駐波比的檢測(cè)裝置，其特征在于該裝置包括檢波切換單元用于對(duì)正、反向耦合器引入的兩路射頻信號(hào)分別進(jìn)行檢波，當(dāng)收到觸發(fā)信號(hào)時(shí)通過單片機(jī)控制單刀雙擲開關(guān)來切換檢波通路，并延時(shí)以消除串?dāng)_，每路射頻信號(hào)經(jīng)檢波后轉(zhuǎn)換為輸出電壓信號(hào)；觸發(fā)計(jì)數(shù)單元用于定時(shí)向檢波切換單元發(fā)送觸發(fā)信號(hào)，并對(duì)發(fā)送觸發(fā)信號(hào)的次數(shù)進(jìn)行計(jì)數(shù)，直到該次數(shù)到達(dá)預(yù)先設(shè)定的閾值；信號(hào)轉(zhuǎn)換單元用于將檢波器的輸出電壓信號(hào)經(jīng)過差分運(yùn)放和有源濾波放大電路轉(zhuǎn)換成直流電壓信號(hào)，再通過單片機(jī)片內(nèi)的AD變換器對(duì)所述直流電壓信號(hào)進(jìn)行定時(shí)采樣，轉(zhuǎn)換成該路信號(hào)對(duì)應(yīng)的數(shù)字信號(hào)；功率與駐波比檢測(cè)單元用于調(diào)用功率檢測(cè)子程序?qū)γ柯窋?shù)字信號(hào)進(jìn)行檢測(cè)，得到該路信號(hào)對(duì)應(yīng)的功率值；以及用于對(duì)得到的各路信號(hào)對(duì)應(yīng)的功率值取平均值作為功率的上報(bào)值，并由此計(jì)算得到駐波比值作為駐波比的上報(bào)值。2、如權(quán)利要求1所述的功率與駐波比的檢測(cè)裝置，其特征在于所述信號(hào)轉(zhuǎn)換單元中還包括線性校正子單元用于通過采用軟件補(bǔ)償算法對(duì)檢波輸出電壓信號(hào)及其AD采樣值的非線性壓縮進(jìn)行線性校正。3、如權(quán)利要求1所述的功率與駐波比的檢測(cè)裝置，其特征在于該裝置的具體電路實(shí)現(xiàn)中包括兩個(gè)定向耦合器、內(nèi)置單刀雙擲開關(guān)的功率檢波器、差分運(yùn)放、有源濾波放大電路和內(nèi)置AD轉(zhuǎn)換器的單片機(jī)，其中所述兩個(gè)定向耦合器按相反方向放置，正、反向耦合器的輸出端與所述功率沖全波器的輸入端相連，功率檢波器的通道切換控制端與所述單片機(jī)的一個(gè)控制端相連，功率檢波器的休眠控制端與單片機(jī)的另一個(gè)控制端相連，功率;f企波器的輸出端與所述差分運(yùn);^文的同相輸入端相連，功率檢波器的反饋端與差分運(yùn)放的反相輸入端相連，差分運(yùn)放的輸出端與所述有源濾波放大電路的輸入端相連，有源濾波放大電路的輸出端與內(nèi)置于單片機(jī)的AD轉(zhuǎn)換器相連。4、如權(quán)利要求1至3任一項(xiàng)所述的功率與駐波比的^:測(cè)裝置，其特征在于所述有源濾波放大電路采用二階巴特沃斯有源濾波放大電路。5、如權(quán)利要求1至3任一項(xiàng)所述的功率與駐波比的^r測(cè)裝置，其特征在于所述差分運(yùn)放和有源濾波放大電路采用軌對(duì)軌自穩(wěn)零單電源雙差分運(yùn)》丈AD8572或AD8552作為運(yùn)力丈。6、如權(quán)利要求1至3任一項(xiàng)所述的功率與駐波比的檢測(cè)裝置，其特征在于所述單刀雙擲開關(guān)為平方律功率檢波器LMV232TL片內(nèi)所集成的吸收式單刀雙擲開關(guān)。7、功率與駐波比的檢測(cè)方法，其特征在于該方法步驟如下a、正、反向耦合器引入的射頻信號(hào)到達(dá)功率檢波器內(nèi)的單刀雙擲開關(guān)，通過單片機(jī)控制單刀雙擲開關(guān)選取其中一路射頻信號(hào)進(jìn)行檢波，檢波后同時(shí)得到檢波輸出電壓和反饋電壓；b、上述檢波輸出電壓和反饋電壓信號(hào)經(jīng)過差分運(yùn)放和有源濾波放大電路被轉(zhuǎn)換成直流電壓信號(hào)，單片機(jī)片內(nèi)AD變換器將所述直流電壓信號(hào)定時(shí)采樣，變換成相應(yīng)的數(shù)字信號(hào)，再調(diào)用功率檢測(cè)子程序得到該路射頻信號(hào)對(duì)應(yīng)的功率值；c、通過單片機(jī)控制單刀雙擲開關(guān)的切換來選擇另一路射頻信號(hào)進(jìn)行檢波，并通過延時(shí)以消除串?dāng)_，然后按照步驟b對(duì)該路檢波輸出電壓和反饋電壓信號(hào)進(jìn)行處理，得到該路射頻信號(hào)對(duì)應(yīng)的功率值；d、按照預(yù)先設(shè)定的次數(shù)重復(fù)步驟c,分別得到與兩路射頻信號(hào)對(duì)應(yīng)的兩組功率值，然后分別取上述兩組功率值的平均值作為正、反向功率的上報(bào)值，并由此計(jì)算得到駐波比值作為駐波比的上報(bào)值。8、如權(quán)利要求7所述的功率與駐波比的檢測(cè)方法，其特征在于采用軟件補(bǔ)償算法對(duì)輸出電壓信號(hào)的非線性壓縮進(jìn)行線性校正。9、如權(quán)利要求7所述的功率與駐波比的4全測(cè)方法，其特征在于步驟b中所述功率4全測(cè)子程序的算法為選定落在線性動(dòng)態(tài)范圍中間的某一功率值及該功率值對(duì)應(yīng)的AD采樣值的均值作為一個(gè)參考點(diǎn)，以無功率時(shí)的檢波輸出采樣值為另一個(gè)參考點(diǎn)，按照功率4全波器的輸入射頻功率與整個(gè)檢波電路末級(jí)輸出電壓的AD采樣平均值具有的線性對(duì)應(yīng)關(guān)系，根據(jù)當(dāng)前AD采樣平均值，計(jì)算得到對(duì)應(yīng)的射頻功率值。10、如權(quán)利要求7所述的功率與駐波比的檢測(cè)方法，其特征在于步驟b中輸出電壓信號(hào)經(jīng)過差分運(yùn)放后采用二階巴特沃斯有源濾波放大電路對(duì);險(xiǎn)波電壓進(jìn)行強(qiáng)濾波處理。全文摘要本發(fā)明公開了一種功率與駐波比的檢測(cè)裝置及方法，該裝置包括檢波切換單元用于對(duì)兩路射頻信號(hào)分別進(jìn)行檢波及當(dāng)收到觸發(fā)信號(hào)時(shí)通過控制單刀雙擲開關(guān)來切換檢波通路，檢波后轉(zhuǎn)換為輸出電壓信號(hào)；觸發(fā)計(jì)數(shù)單元用于定時(shí)發(fā)送觸發(fā)信號(hào)，并計(jì)數(shù)直到到達(dá)預(yù)先設(shè)定的閾值；信號(hào)轉(zhuǎn)換單元用于將檢波器的輸出電壓信號(hào)轉(zhuǎn)換成直流電壓信號(hào)，再通過AD變換器定時(shí)采樣轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)；功率與駐波比檢測(cè)單元用于調(diào)用功率檢測(cè)子程序?qū)γ柯窋?shù)字信號(hào)進(jìn)行檢測(cè)得到對(duì)應(yīng)的功率值；及對(duì)得到的各功率值取平均值，并由此計(jì)算得到駐波比值，作為上報(bào)值。本發(fā)明可應(yīng)用于任何信號(hào)調(diào)制模式下無線通信系統(tǒng)中功率與駐波比的檢測(cè)，成本低、精確度高。文檔編號(hào)G01R27/04GK101526564SQ200910061329公開日2009年9月9日申請(qǐng)日期2009年3月30日優(yōu)先權(quán)日2009年3月30日發(fā)明者李軍民申請(qǐng)人:武漢凡谷電子技術(shù)股份有限公司