射頻功率計(jì)設(shè)計(jì)

1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上課程設(shè)計(jì)：射頻功率計(jì)一、摘要 射頻是針對各種復(fù)雜波形的測量而設(shè)計(jì)的高性能便攜式超高頻功率計(jì)，其針對數(shù)字通訊信號GSM/CDMA/ PHS等的測試，有效解決了復(fù)雜波形的功率和幅度測量問題，大幅度提升了儀表可用性和可靠性。隨著移動通信技術(shù)的快速發(fā)展，對信號的處理也更加的廣泛，所處理的信號也越來越復(fù)雜，頻率越來越高，而功率是表征射頻信號特性的一個重要參數(shù)，準(zhǔn)確測量通信系統(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法來實(shí)現(xiàn)對輸入信號的功率測量，利用真有效值功率測量集成芯片AD8362來實(shí)現(xiàn)對輸入信號的功率測量以及電壓轉(zhuǎn)換，在經(jīng)過信號調(diào)理電路，送入T

2、LC2543的AD轉(zhuǎn)換測量電壓，通過功率測量集成芯片的轉(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)對信號功率的精準(zhǔn)測量。二、AD8362性能參數(shù)工作頻率范圍：50Hz2.7GHz測量功率范圍大于60dBm, 測量精度：50mV/dB駐波比：<1.5說明：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）和通過式兩種，吸收式功率計(jì)以功率探頭作為被測系統(tǒng)的終端負(fù)載。它吸收全部待

3、測功率，并由指示器顯示測得的功率值。通過式測量在結(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量方法有二極管功率檢測法、等效熱效應(yīng)檢測法、真有效值檢測功率法。1、 二極管功率檢測法通過二極管來檢測被測信號的功率，電路通過整流管VD和濾波電容C等對輸入信號進(jìn)行整流、濾波，得到輸出電壓U0。二極管檢測電路響應(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特定關(guān)系來間接測得輸入功率。二極管檢測電路是以平均值為響應(yīng)的, 它并不能直接測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)系來間接測量有效值功率。顯然, 當(dāng)被測波形不是正弦波時, 波峰因數(shù)就不等于2, 此時會

4、產(chǎn)生較大的測量誤差。2、等效熱功耗檢測法檢測電路實(shí)現(xiàn)功率檢測是通過對輸入被測信號產(chǎn)生等效熱量和已知的直流信號產(chǎn)生的有效熱量進(jìn)行對比，來得到被測信號的有效值功率。如果輸入電阻和參考電阻之間溫度差為零，則說明兩個電阻的功耗是相同的，那就是未知信號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法的原理非常簡單, 但在實(shí)際應(yīng)用中很難實(shí)現(xiàn), 并且這種檢測設(shè)備的價格非常昂貴。3、真有效值/直流（TRMS/DC）轉(zhuǎn)換檢測功率法真有效值檢測方法可以準(zhǔn)確的對任何波形的信號的真有效值進(jìn)行檢測，其測量結(jié)果與被測信號的波形沒有關(guān)系，這也是真有效值檢測方法中最突出的有點(diǎn)，將輸入被測信號的真有效值功率轉(zhuǎn)換

5、為直流電壓信號，再根據(jù)兩者之間的關(guān)系來求得被測信號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，即真有效值檢測功率法，其優(yōu)點(diǎn)在于兩個相同平方器的使用，使得量程的轉(zhuǎn)換不影響轉(zhuǎn)換精度；由于兩個平方器可以互相進(jìn)行溫度補(bǔ)償，因此環(huán)境溫度不會對輸出電壓的穩(wěn)定性造成影響；較寬頻帶的平方器的使用，使得測量信號的頻帶也比較寬，其可以輸入微波頻率的信號。因此，本次設(shè)計(jì)采用第三種方法真有效值檢測功率法。四、整體方案設(shè)計(jì)被測RF信號由SMA輸入模塊，使信號可以盡量完整不衰減的輸入進(jìn)來，然后將信號輸入AD8362模塊組成的檢波器，將輸入信號的真有效值功率轉(zhuǎn)換為與之對應(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完成信號單端變雙端，完成阻抗匹配。由檢波電路輸出的電壓信號通過電壓跟隨器，再輸入到AD采集電路，將信號與后級的AD采集電路進(jìn)