本發(fā)明涉及射頻開關(guān)，具體涉及一種用于檢測(cè)射頻開關(guān)電路故障和性能的方法，屬于射頻開關(guān)技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

射頻系統(tǒng)在需求牽引和技術(shù)推動(dòng)之下，其結(jié)構(gòu)已經(jīng)從分離式走向綜合化、模塊化，而射頻開關(guān)則是實(shí)現(xiàn)射頻系統(tǒng)信道綜合化、模塊化不可或缺的部分。射頻開關(guān)已廣泛使用在衛(wèi)星通信系統(tǒng)、通信導(dǎo)航系統(tǒng)、微波測(cè)試系統(tǒng)中。

對(duì)射頻開關(guān)通路好壞的檢測(cè)則與射頻系統(tǒng)重構(gòu)的質(zhì)量和正確性直接相關(guān)。以前大多是通過最終射頻信號(hào)輸出有無或功率大小來對(duì)開關(guān)通路進(jìn)行判斷，這種方式檢測(cè)時(shí)，需要將射頻開關(guān)接入整個(gè)射頻系統(tǒng)中，同時(shí)需要將射頻信號(hào)耦合到射頻檢測(cè)通路中，增加了冗余的器件，不但接線復(fù)雜，而且檢測(cè)成本也較高。由于不能對(duì)射頻開關(guān)電路直接進(jìn)行檢測(cè)，即使射頻輸出端口信號(hào)異常，即檢測(cè)到故障發(fā)生時(shí)，也不能精確定位故障點(diǎn)，因?yàn)椴荒芘袛嗟降资巧漕l開關(guān)的故障，還是其他設(shè)備或者接線的問題，缺少對(duì)開關(guān)電路直接的檢測(cè)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)存在的上述不足，本發(fā)明的目的是提供一種射頻開關(guān)電路故障檢測(cè)方法，本方法能直接檢測(cè)射頻開關(guān)的好壞，檢測(cè)方法更直接，更精確，更利于故障定位。

為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下：

一種射頻開關(guān)電路故障檢測(cè)方法，其特征在于：在射頻開關(guān)電路里設(shè)置檢測(cè)點(diǎn)以檢測(cè)PIN二極管上的偏置電壓，將偏置電壓作為檢測(cè)電壓，將檢測(cè)點(diǎn)的檢測(cè)電壓引入到比較器進(jìn)行電壓比較，再將比較器輸出結(jié)果引入MCU，由MCU與其存儲(chǔ)的射頻開關(guān)正常情況的比較器輸出電壓進(jìn)行比較；當(dāng)故障檢測(cè)時(shí)比較器輸出結(jié)果與射頻開關(guān)正常情況的比較器輸出電壓不同時(shí)，則認(rèn)為射頻開關(guān)電路異常。

所述比較器為四路，分別為比較器A、比較器B、比較器C、比較器D且位于同一比較器芯片里；比較器A、比較器B、比較器C、比較器D的基準(zhǔn)電平分別設(shè)置為V₀、V₁、V₂、V₃；其中V₂、V₃對(duì)應(yīng)射頻開關(guān)打開時(shí)的正常檢測(cè)電壓區(qū)域范圍的上限值和下限值，V₀、V₁對(duì)應(yīng)射頻開關(guān)關(guān)閉時(shí)的正常檢測(cè)電壓區(qū)域范圍的上限值和下限值；假設(shè)檢測(cè)電壓輸入到比較器的比較電壓值為V_I0；

當(dāng)射頻開關(guān)電路打開時(shí)，將V_I0分別輸入比較器C、比較器D與V₂和V₃分別比較，正常狀態(tài)下，V₃＜V_I0＜V₂，此時(shí)比較器C的比較輸出電平應(yīng)為數(shù)字低電平、比較器D的比較輸出電平應(yīng)為數(shù)字高電平；當(dāng)射頻開關(guān)出現(xiàn)異常時(shí)，將導(dǎo)致檢測(cè)電壓輸出異常，最終導(dǎo)致比較器C與比較器D的比較輸出數(shù)字電平異常，即比較器C的比較輸出電平為數(shù)字高電平或者比較器D的比較輸出電平為數(shù)字低電平就認(rèn)為射頻開關(guān)異常；

當(dāng)射頻開關(guān)電路關(guān)斷時(shí)，將V_I0分別輸入比較器A、比較器B與V₀和V₁分別比較，正常狀態(tài)下，V₁＜V_I0＜V₀，此時(shí)比較器B的比較輸出電平應(yīng)為數(shù)字高電平，比較器A的比較輸出電平應(yīng)為數(shù)字低電平；當(dāng)射頻開關(guān)出現(xiàn)異常時(shí)，將導(dǎo)致檢測(cè)電壓輸出異常，最終導(dǎo)致比較器A與比較器B的比較輸出數(shù)字電平異常，即比較器A的比較輸出電平為數(shù)字高電平或者比較器B的比較輸出電平為數(shù)字低電平就認(rèn)為射頻開關(guān)異常。

所述檢測(cè)電壓經(jīng)過相同電阻值的電阻R3與R4分壓后，才輸入到比較器芯片，V_I0即為分壓后電壓大小。

所述射頻開關(guān)電路包括輸入單元、輸出單元和驅(qū)動(dòng)電壓，輸入單元包括輸入端口、濾波電感L1、PIN二級(jí)管1和偏置電阻R51，濾波電感L1通過偏置電阻R51接地；輸出單元包括濾波電感L2、PIN二級(jí)管2、偏置電阻R52和輸出端口，濾波電感L2通過偏置電阻R52接地；PIN二級(jí)管1的N極和PIN二級(jí)管2的N極連接；驅(qū)動(dòng)電壓經(jīng)過偏置電阻R53疊加到PIN二級(jí)管1和PIN二級(jí)管2的N極；所述檢測(cè)點(diǎn)設(shè)置于PIN二級(jí)管1的N極和PIN二級(jí)管2的N極之間；

當(dāng)射頻開關(guān)電路處于導(dǎo)通狀態(tài)時(shí)，PIN二級(jí)管1和PIN二級(jí)管2處于導(dǎo)通狀態(tài)時(shí)，檢測(cè)點(diǎn)正常輸出電壓值根據(jù)驅(qū)動(dòng)電壓大小以及偏置電阻R51、R52、R53的電阻值計(jì)算；當(dāng)射頻開關(guān)電路處于關(guān)斷狀態(tài)時(shí)，PIN二級(jí)管1、PIN二級(jí)管2均未導(dǎo)通，檢測(cè)點(diǎn)正常輸出電壓值則大約為驅(qū)動(dòng)電壓值。

相比現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明具有如下優(yōu)點(diǎn)：

本發(fā)明摒棄傳統(tǒng)的射頻信號(hào)輸出而引入額外的故障檢測(cè)信號(hào)，直接檢測(cè)射頻開關(guān)的偏置電壓是否正常，進(jìn)而來判斷射頻開關(guān)電路是否處于正常的工作狀態(tài)。傳統(tǒng)的檢測(cè)方法是通過射頻輸出端口的信號(hào)輸出來判斷相應(yīng)射頻通路是否正常，檢測(cè)方法比較復(fù)雜，成本較高，不能對(duì)射頻開關(guān)電路直接進(jìn)行檢測(cè)。本發(fā)明與傳統(tǒng)的方法相比，檢測(cè)方法更直接，更精確，且是專門針對(duì)PIN開關(guān)電路直接進(jìn)行檢測(cè)，在射頻通路發(fā)生故障時(shí)，更有利于故障定位；且方便將故障狀態(tài)上報(bào)，更有利于射頻系統(tǒng)的重構(gòu)實(shí)現(xiàn)。

附圖說明

圖1-本發(fā)明射頻開關(guān)電路原理圖。

圖2-本發(fā)明比較判斷電路原理圖。

具體實(shí)施方式

以下結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)描述。

本發(fā)明在常用的PIN開關(guān)電路里加入適當(dāng)?shù)臋z測(cè)電路。其原理是在常用的PIN開關(guān)電路里加入檢測(cè)點(diǎn)以檢測(cè)PIN二極管上的偏置電壓，偏置電壓作為檢測(cè)電壓，將檢測(cè)點(diǎn)的檢測(cè)電壓引入到比較器進(jìn)行電壓比較，當(dāng)PIN開關(guān)電路狀態(tài)異常時(shí)，輸出的故障檢測(cè)電壓也將出現(xiàn)異常，此時(shí)比較器的比較輸出結(jié)果也將出現(xiàn)異常；將比較器的輸出結(jié)果引入MCU，與理論上的比較器輸出電壓進(jìn)行比較，則可判斷當(dāng)前PIN開關(guān)電路是否正常。

本發(fā)明PIN開關(guān)電路輸出檢測(cè)點(diǎn)：圖1所示為通常的開關(guān)電路，包括輸入單元、輸出單元和驅(qū)動(dòng)電壓，輸入單元包括輸入端口、濾波電感L1、PIN二級(jí)管1和偏置電阻R51，濾波電感L1通過偏置電阻R51接地；輸出單元包括濾波電感L2、PIN二級(jí)管2、偏置電阻R52和輸出端口，濾波電感L2通過偏置電阻R52接地；PIN二級(jí)管1的N極和PIN二級(jí)管2的N極連接；驅(qū)動(dòng)電壓經(jīng)過偏置電阻R53疊加到PIN二級(jí)管1和PIN二級(jí)管2的N極；所述檢測(cè)點(diǎn)設(shè)置于PIN二級(jí)管1的N極和PIN二級(jí)管2的N極之間；濾波電感L1與L2實(shí)現(xiàn)開關(guān)電路與大地進(jìn)行交流隔離，增加開關(guān)隔離度。R51、R52、R53實(shí)現(xiàn)限流功能。當(dāng)PIN二級(jí)管處于導(dǎo)通狀態(tài)時(shí)，驅(qū)動(dòng)電壓為負(fù)電壓，則如圖1所示的C點(diǎn)與A點(diǎn)之間、D點(diǎn)與A點(diǎn)之間存在正電壓，此時(shí)，PIN二級(jí)管1、PIN二級(jí)管2處于導(dǎo)通狀態(tài)，每個(gè)PIN管上的固定壓降約為0.7V，此時(shí)根據(jù)選取的驅(qū)動(dòng)電壓值以及R51、R52、R53的設(shè)計(jì)電阻值，可計(jì)算出檢測(cè)點(diǎn)A處的電壓值，該值則為導(dǎo)通狀態(tài)下檢測(cè)點(diǎn)的正常輸出電壓值。當(dāng)PIN開關(guān)電路處于關(guān)斷狀態(tài)時(shí)，驅(qū)動(dòng)電壓為正電壓，此時(shí)PIN二級(jí)管PIN1、PIN2均未導(dǎo)通，此時(shí)檢測(cè)點(diǎn)輸出電壓值則大約為驅(qū)動(dòng)電壓值。

圖2所示為對(duì)檢測(cè)點(diǎn)輸出電壓的判斷電路。檢測(cè)電壓信號(hào)經(jīng)過相同電阻值的電阻R3與R4進(jìn)行分壓后，輸入到比較器芯片，每一個(gè)比較器芯片里包含了四路比較器，為了區(qū)分說明，將該四路比較器分別編號(hào)為A、B、C、D。在本實(shí)例中，計(jì)算出的開關(guān)電路檢測(cè)點(diǎn)輸出電壓，經(jīng)過R3、R4進(jìn)行分壓后，則輸入到比較器的比較電壓值為V_I0；考慮到檢測(cè)電壓可能具有誤差以及比較器比較精度的問題，將A、B、C、D路比較器的基準(zhǔn)電平分別設(shè)置為V₀、V₁、V₂、V₃。其中V₂、V₃控制開關(guān)打開時(shí)的正常檢測(cè)電壓區(qū)域范圍，V₀、V₁控制開關(guān)關(guān)閉時(shí)的正常檢測(cè)電壓區(qū)域范圍，按照如上設(shè)計(jì)，當(dāng)開關(guān)電路狀態(tài)為打開時(shí)，正常狀態(tài)下，V₃＜V_I0＜V₂，此時(shí)比較器C的比較輸出電平應(yīng)為數(shù)字低電平、比較器D的比較輸出電平應(yīng)為數(shù)字高電平，當(dāng)開關(guān)狀態(tài)出現(xiàn)異常時(shí)，則將導(dǎo)致開關(guān)檢測(cè)電壓輸出異常，最終導(dǎo)致比較器C與比較器D的比較輸出數(shù)字電平異常。當(dāng)開關(guān)電路關(guān)斷時(shí)，正常狀態(tài)下，V₁＜V_I0＜V₀，此時(shí)B路比較器的輸出電平應(yīng)為數(shù)字高電平，A路比較器的輸出電平應(yīng)為數(shù)字低電平，當(dāng)開關(guān)狀態(tài)出現(xiàn)異常時(shí)，則將導(dǎo)致開關(guān)檢測(cè)電壓輸出異常，最終導(dǎo)致比較器A與比較器B的比較輸出數(shù)字電平異常。

當(dāng)射頻開關(guān)電路異常時(shí)，檢測(cè)電壓也將出現(xiàn)異常，進(jìn)而分壓后電壓V_I0也出現(xiàn)異常，此時(shí)比較器的比較輸出結(jié)果也將出現(xiàn)異常，即MCU能夠比較出檢測(cè)故障時(shí)比較器輸出結(jié)果與理論上比較器輸出電壓不同，此時(shí)即可得出射頻開關(guān)電路異常的結(jié)論。

本發(fā)明的上述實(shí)施例僅僅是為說明本發(fā)明所作的舉例，而并非是對(duì)本發(fā)明的實(shí)施方式的限定。對(duì)于所屬領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在上述說明的基礎(chǔ)上還可以做出其他不同形式的變化和變動(dòng)。這里無法對(duì)所有的實(shí)施方式予以窮舉。凡是屬于本發(fā)明的技術(shù)方案所引申出的顯而易見的變化或變動(dòng)仍處于本發(fā)明的保護(hù)范圍之列。