射頻功率計(jì)設(shè)計(jì)

1、精品好資料學(xué)習(xí)推薦課程設(shè)計(jì)：射頻功率計(jì)一、摘要 射頻功率計(jì)是針對(duì)各種復(fù)雜波形的測(cè)量而設(shè)計(jì)的高性能便攜式超高頻功率計(jì)，其針對(duì)數(shù)字通訊信號(hào)GSM/CDMA/ PHS等的測(cè)試，有效解決了復(fù)雜波形的功率和幅度測(cè)量問(wèn)題，大幅度提升了儀表可用性和可靠性。隨著移動(dòng)通信技術(shù)的快速發(fā)展，對(duì)信號(hào)的處理也更加的廣泛，所處理的信號(hào)也越來(lái)越復(fù)雜，頻率越來(lái)越高，而功率是表征射頻信號(hào)特性的一個(gè)重要參數(shù)，準(zhǔn)確測(cè)量通信系統(tǒng)中發(fā)射機(jī)與接收機(jī)的功率已成為關(guān)鍵技術(shù)之一。本次設(shè)計(jì)采用的吸收式功率檢測(cè)法來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)輸入信號(hào)的功率測(cè)量，利用真有效值功率測(cè)量集成芯片AD8362來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)輸入信號(hào)的功率測(cè)量以及電壓轉(zhuǎn)換，在經(jīng)過(guò)信號(hào)調(diào)理電路，送入TL

2、C2543的AD轉(zhuǎn)換測(cè)量電壓，通過(guò)功率測(cè)量集成芯片的轉(zhuǎn)換關(guān)系，以及AD轉(zhuǎn)換計(jì)算的關(guān)系，在STM32中完成采集和計(jì)算，并輸入到LCD顯示部分，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)信號(hào)功率的精準(zhǔn)測(cè)量。二、AD8362性能參數(shù)工作頻率范圍：50Hz2.7GHz測(cè)量功率范圍大于60dBm, 測(cè)量精度：50mV/dB駐波比：1.5說(shuō)明：駐波比是駐波波腹處的電壓幅值Vmax與波谷處的電壓幅值Vmin之比。三、功率測(cè)量方法研究射頻功率計(jì)通常由功率傳感器（或稱功率探頭）和功率指示器兩部分組成，根據(jù)功率計(jì)測(cè)量電路的連接方式，功率計(jì)可分為吸收式（又稱終端式）和通過(guò)式兩種，吸收式功率計(jì)以功率探頭作為被測(cè)系統(tǒng)的終端負(fù)載。它吸收全部待測(cè)功率，并

3、由指示器顯示測(cè)得的功率值。通過(guò)式測(cè)量在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中非常復(fù)雜，而且難度也比較大，一般不采納此方法。而吸收式一般采用的測(cè)量方法有二極管功率檢測(cè)法、等效熱效應(yīng)檢測(cè)法、真有效值檢測(cè)功率法。1、 二極管功率檢測(cè)法通過(guò)二極管來(lái)檢測(cè)被測(cè)信號(hào)的功率，電路通過(guò)整流管VD和濾波電容C等對(duì)輸入信號(hào)進(jìn)行整流、濾波，得到輸出電壓U0。二極管檢測(cè)電路響應(yīng)的平均值，是根據(jù)輸入正弦波的平均值和有效值之間測(cè)特定關(guān)系來(lái)間接測(cè)得輸入功率。二極管檢測(cè)電路是以平均值為響應(yīng)的, 它并不能直接測(cè)量輸入功率的有效值, 而是根據(jù)正弦波有效值與平均值關(guān)系來(lái)間接測(cè)量有效值功率。顯然, 當(dāng)被測(cè)波形不是正弦波時(shí), 波峰因數(shù)就不等于2, 此時(shí)會(huì)產(chǎn)生較大的

4、測(cè)量誤差。2、等效熱功耗檢測(cè)法檢測(cè)電路實(shí)現(xiàn)功率檢測(cè)是通過(guò)對(duì)輸入被測(cè)信號(hào)產(chǎn)生等效熱量和已知的直流信號(hào)產(chǎn)生的有效熱量進(jìn)行對(duì)比，來(lái)得到被測(cè)信號(hào)的有效值功率。如果輸入電阻和參考電阻之間溫度差為零，則說(shuō)明兩個(gè)電阻的功耗是相同的，那就是未知信號(hào)的電壓有效值和參考直流電壓的有效值是相等的。盡管等效熱功耗檢測(cè)法的原理非常簡(jiǎn)單, 但在實(shí)際應(yīng)用中很難實(shí)現(xiàn), 并且這種檢測(cè)設(shè)備的價(jià)格非常昂貴。3、真有效值/直流（TRMS/DC）轉(zhuǎn)換檢測(cè)功率法真有效值檢測(cè)方法可以準(zhǔn)確的對(duì)任何波形的信號(hào)的真有效值進(jìn)行檢測(cè)，其測(cè)量結(jié)果與被測(cè)信號(hào)的波形沒(méi)有關(guān)系，這也是真有效值檢測(cè)方法中最突出的有點(diǎn)，將輸入被測(cè)信號(hào)的真有效值功率轉(zhuǎn)換為直流電壓

5、信號(hào)，再根據(jù)兩者之間的關(guān)系來(lái)求得被測(cè)信號(hào)的真有效值功率電平。輸出的電壓值在閉環(huán)電路穩(wěn)定后，和輸入信號(hào)的有效值P的關(guān)系表達(dá)式如下：U0=KP， K輸入電壓靈敏度系數(shù)，mV/dB 。方案選擇：本次設(shè)計(jì)選擇第三種方案，即真有效值檢測(cè)功率法，其優(yōu)點(diǎn)在于兩個(gè)相同平方器的使用，使得量程的轉(zhuǎn)換不影響轉(zhuǎn)換精度；由于兩個(gè)平方器可以互相進(jìn)行溫度補(bǔ)償，因此環(huán)境溫度不會(huì)對(duì)輸出電壓的穩(wěn)定性造成影響；較寬頻帶的平方器的使用，使得測(cè)量信號(hào)的頻帶也比較寬，其可以輸入微波頻率的信號(hào)。因此，本次設(shè)計(jì)采用第三種方法真有效值檢測(cè)功率法。四、整體方案設(shè)計(jì)被測(cè)RF信號(hào)由SMA輸入模塊，使信號(hào)可以盡量完整不衰減的輸入進(jìn)來(lái)，然后將信號(hào)輸入AD8362模塊組成的檢波器，將輸入信號(hào)的真有效值功率轉(zhuǎn)換為與之對(duì)應(yīng)的電壓值，AD8362采用的雙端輸入，因此選用了一片射頻耦合變壓器來(lái)完成信號(hào)單端變雙端，完成阻抗匹配。由檢波電路輸出的電壓信號(hào)通過(guò)電壓跟隨器，再輸入到AD采集電路，將信號(hào)與后級(jí)的AD采集電