[發(fā)明專利]一種帶顯示的單探頭微波功率測(cè)量裝置及方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201611036832.4
• 申請(qǐng)日: 2016-11-15
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN106771550A
• 公開(kāi)（公告）日: 2017-05-31
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 趙浩;徐達(dá)旺;冷朋
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國(guó)電子科技集團(tuán)公司第四十一研究所
• 主分類號(hào): G01R21/00
• 分類號(hào): G01R21/00;G01R1/067;G01R1/02;G01R35/00
• 代理公司: 暫無(wú)信息
• 代理人: 暫無(wú)信息

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及測(cè)試技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種微波功率測(cè)量裝置，還涉及一種微波功率測(cè)量方法。

背景技術(shù)

目前，對(duì)微波毫米波連續(xù)波信號(hào)功率的測(cè)量，一般采用功率測(cè)試主機(jī)+多芯電纜+功率探頭的形式，現(xiàn)有主機(jī)+電纜+功率探頭的微波功率測(cè)量?jī)x器架構(gòu)，由于主機(jī)要實(shí)現(xiàn)電源轉(zhuǎn)換、顯示、按鍵、各種外部接口和儀器的基本功能，因此占用體積較大(一般：330mm×220mm×100mm，探頭：40mm×40mm×125mm)，在搭建測(cè)試系統(tǒng)時(shí)占用較大機(jī)柜空間，由于一般需要220V電源供電，需要GPIB、串口或者網(wǎng)口等程控接口，連接比較繁瑣，一般僅限于實(shí)驗(yàn)室使用，特別不適合現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試、監(jiān)控和生產(chǎn)線使用；并且在需要對(duì)相鄰的多個(gè)功率端口進(jìn)行測(cè)試時(shí)，需要同時(shí)使用多臺(tái)功率計(jì)主機(jī)、電纜和功率探頭，占用空間非常大，程控連接更為繁瑣，成本也更高。

發(fā)明內(nèi)容

為解決上述現(xiàn)有技術(shù)中的不足，本發(fā)明提出一種帶顯示的單探頭微波功率測(cè)量裝置及方法，將數(shù)字信號(hào)處理和模擬信號(hào)采集與調(diào)理放到常規(guī)功率探頭大小的裝置，同時(shí)具有顯示測(cè)量結(jié)果功能，可通過(guò)USB接口進(jìn)行程控。

本發(fā)明的技術(shù)方案是這樣實(shí)現(xiàn)的：

一種帶顯示的單探頭微波功率測(cè)量裝置，包絡(luò)模擬電路和數(shù)字電路兩部分，模擬電路部分包括功率傳感電路、前級(jí)放大電路、后級(jí)放大電路、模數(shù)轉(zhuǎn)換電路，負(fù)責(zé)功率信號(hào)的傳感、調(diào)理和模數(shù)轉(zhuǎn)換；數(shù)字電路部分包括數(shù)字信號(hào)處理器、溫度檢測(cè)電路、OLED顯示電路、電源管理電路、USB接口電路，負(fù)責(zé)功率測(cè)試數(shù)據(jù)的校準(zhǔn)、補(bǔ)償以及整機(jī)的控制和電源管理；

功率傳感電路將微波信號(hào)轉(zhuǎn)換為微弱的直流信號(hào)，然后經(jīng)過(guò)前級(jí)放大電路和后級(jí)放大電路放大后，由模數(shù)轉(zhuǎn)換電路將模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)，并將數(shù)字信號(hào)傳輸給數(shù)字信號(hào)處理器，進(jìn)行數(shù)據(jù)的校準(zhǔn)、補(bǔ)償操作，同時(shí)完成對(duì)溫度檢測(cè)電路的數(shù)據(jù)處理，實(shí)現(xiàn)對(duì)OLED顯示電路的控制，實(shí)現(xiàn)與USB接口電路的數(shù)據(jù)交互，并通過(guò)USB接口電路將最終數(shù)據(jù)傳送給上位主機(jī)；電源管理電路實(shí)現(xiàn)整機(jī)的復(fù)位、電源轉(zhuǎn)換和電源管理。

可選地，所述功率傳感電路中，射頻輸入信號(hào)進(jìn)入隔直流電容，再經(jīng)過(guò)負(fù)載匹配電阻后進(jìn)入檢波二極管，檢波二極管輸出的直流信號(hào)通過(guò)濾波電容濾波后送入前級(jí)放大器處理。

可選地，所述前級(jí)放大電路采用運(yùn)算放大器AD797BR，實(shí)現(xiàn)20倍放大；后級(jí)放大電路采用OP27集成運(yùn)算放大器，實(shí)現(xiàn)100倍放大電路，放大后的直流信號(hào)進(jìn)入24位模數(shù)轉(zhuǎn)換器LTC2400CS8。

可選地，所述USB接口電路采用高速USB接口芯片，其固件程序?qū)崿F(xiàn)USBTMC協(xié)議，并提供可互換虛擬儀器驅(qū)動(dòng)，用戶通過(guò)USB接口自行組建有線或無(wú)線多通道功率監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。

可選地，所述的OLED顯示電路，位于測(cè)量裝置的機(jī)身，通過(guò)直接+5V直流供電，或者接入到USB主機(jī)接口，實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)顯示功率測(cè)量結(jié)果。

可選地，所述USB接口電路采用Mini USB接口，采用螺紋緊固結(jié)構(gòu)，將USB電纜線旋緊固定到裝置的尾部上，同時(shí)支持通用的miniUSB電纜。

可選地，提供數(shù)字信號(hào)處理程序，將測(cè)量裝置接入到帶有USB主機(jī)接口的計(jì)算機(jī)、測(cè)量?jī)x器或者其他智能終端設(shè)備，通過(guò)這些設(shè)備實(shí)現(xiàn)對(duì)測(cè)量裝置的配置、功率讀數(shù)顯示及后續(xù)處理。

可選地，所述數(shù)字信號(hào)處理程序包括：

測(cè)量裝置上電后，首先初始化設(shè)備，調(diào)用默認(rèn)或程控命令設(shè)定的測(cè)試參數(shù)，啟動(dòng)測(cè)量線程，并實(shí)時(shí)對(duì)測(cè)量數(shù)據(jù)進(jìn)行校準(zhǔn)補(bǔ)償實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)處理；隨后測(cè)量裝置顯示處理后的測(cè)量結(jié)果；當(dāng)測(cè)量裝置接收到并成功解析發(fā)自主機(jī)的程控命令時(shí)，如果是配置命令，則自動(dòng)配置新的測(cè)試參數(shù)，如果是讀取命令，則啟動(dòng)數(shù)據(jù)上傳線程，將主機(jī)要求的測(cè)量結(jié)果或配置參數(shù)返回給主機(jī)。

可選地，對(duì)測(cè)量數(shù)據(jù)進(jìn)行校準(zhǔn)補(bǔ)償實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)處理的具體流程為：

測(cè)量裝置首先讀取到原始的ADC值，再扣除校零ADC值之后，乘以溫度補(bǔ)償系數(shù)，修正溫度對(duì)功率測(cè)量的影響；再根據(jù)功率線性校準(zhǔn)補(bǔ)償表格，利用查表法，得到線性修正后的功率讀數(shù)值；最后再除以頻響校準(zhǔn)因子，最終得到準(zhǔn)確的功率讀數(shù)顯示值。

本發(fā)明還提出了一種基于上述測(cè)量裝置的單探頭微波功率測(cè)量方法。

本發(fā)明的有益效果是：

(1)結(jié)構(gòu)緊湊，僅有單探頭體積大小，重量輕，USB供電；

(2)殼體裝配OLED顯示屏，可直接5V直流供電進(jìn)行測(cè)量，方便現(xiàn)場(chǎng)讀數(shù)；

(3)USB 2.0設(shè)備接口，兼容其他測(cè)試儀器，支持USBTMC協(xié)議，編程靈活，可快速實(shí)現(xiàn)微波功率測(cè)量功能；