一種通用射頻狀態(tài)監(jiān)測(cè)與故障診斷報(bào)警裝置制造方法
【專利摘要】本實(shí)用新型公開了一種通用射頻狀態(tài)監(jiān)測(cè)與故障診斷報(bào)警裝置，它涉及通信【技術(shù)領(lǐng)域】。它包括對(duì)數(shù)檢波模塊、信號(hào)處理模塊以及信號(hào)采集觸發(fā)電路，對(duì)數(shù)檢波模塊通過信號(hào)處理模塊與信號(hào)采集觸發(fā)電路相連，所述的對(duì)數(shù)檢波模塊、信號(hào)處理模塊以及信號(hào)采集觸發(fā)電路均設(shè)置在6U的CPCI板卡上。本實(shí)用新型的系統(tǒng)以對(duì)數(shù)檢波器為基礎(chǔ)，以FPGA為信號(hào)處理單元，通過控制閃爍LED燈指示對(duì)應(yīng)通道的射頻信號(hào)工作狀態(tài)，出現(xiàn)故障時(shí)可通過上位機(jī)軟件報(bào)警，并查找到故障通道射頻信號(hào)功率值。整個(gè)系統(tǒng)采用標(biāo)準(zhǔn)模塊化設(shè)計(jì)，通用性較強(qiáng)，即插即用，同時(shí)具有穩(wěn)定的線性、較寬的動(dòng)態(tài)范圍、良好的溫度性能，可以方便的應(yīng)用在相關(guān)的機(jī)箱設(shè)備中。
【專利說(shuō)明】一種通用射頻狀態(tài)監(jiān)測(cè)與故障診斷報(bào)警裝置

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及通信【技術(shù)領(lǐng)域】，具體涉及一種通用射頻狀態(tài)監(jiān)測(cè)與故障診斷報(bào)警
目.ο

【背景技術(shù)】
[0002]隨著通信技術(shù)的迅速發(fā)展，射頻信號(hào)的應(yīng)用越來(lái)越廣泛，射頻信號(hào)功率監(jiān)測(cè)也就顯得愈發(fā)的重要。實(shí)時(shí)的功率監(jiān)測(cè)可以讓用戶準(zhǔn)確的了解相關(guān)設(shè)備的工作狀態(tài)。射頻信號(hào)功率檢測(cè)的方法多種多樣，市場(chǎng)上的相關(guān)產(chǎn)品也魚龍混雜。一些簡(jiǎn)易的射頻功率監(jiān)測(cè)裝置，測(cè)量精度低、動(dòng)態(tài)范圍有限、測(cè)量結(jié)果受環(huán)境因素影響較大；同時(shí)，諸如頻譜儀一類的檢測(cè)設(shè)備，價(jià)格又過于昂貴，體積較大，功能過于繁雜，不便嵌入到系統(tǒng)中使用?？偠灾?，很難找到一種即插即用、測(cè)量準(zhǔn)確、易于使用的功率監(jiān)測(cè)和故障診斷裝置。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0003]有鑒于現(xiàn)有技術(shù)的上述缺陷，本實(shí)用新型提供一種采用標(biāo)準(zhǔn)模塊化設(shè)計(jì)，通用性較強(qiáng)，即插即用的通用射頻狀態(tài)監(jiān)測(cè)與故障診斷報(bào)警裝置，以6U的CPCI板卡為構(gòu)架，進(jìn)行模塊化設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)多通道射頻信號(hào)實(shí)時(shí)狀態(tài)監(jiān)測(cè)，系統(tǒng)以對(duì)數(shù)檢波器為基礎(chǔ)，以FPGA(Field — Programmable Gate Array，即現(xiàn)場(chǎng)可編程門陣列)為信號(hào)處理單元，通過控制閃爍LED燈指示對(duì)應(yīng)通道的射頻信號(hào)工作狀態(tài)，出現(xiàn)故障時(shí)可通過上位機(jī)軟件報(bào)警，并查找到故障通道射頻信號(hào)功率值。
[0004]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型提供了一種通用射頻狀態(tài)監(jiān)測(cè)與故障診斷報(bào)警裝置，包括:用于對(duì)待監(jiān)測(cè)射頻信號(hào)進(jìn)行檢測(cè)的對(duì)數(shù)檢波模塊，用于處理對(duì)數(shù)檢波模塊輸出的信號(hào)并發(fā)出控制指令信號(hào)處理模塊，用于及時(shí)觸發(fā)對(duì)數(shù)檢波模塊采集待監(jiān)測(cè)射頻信號(hào)的信號(hào)采集觸發(fā)電路；
[0005]所述對(duì)數(shù)檢波模塊、信號(hào)采集觸發(fā)電路均與信號(hào)處理模塊相連，所述的對(duì)數(shù)檢波模塊、信號(hào)處理模塊以及信號(hào)采集觸發(fā)電路均設(shè)置在6U的CPCI板卡上。
[0006]所述的對(duì)數(shù)檢波模塊包括用于對(duì)待監(jiān)測(cè)射頻信號(hào)進(jìn)行檢測(cè)的檢波器、放大電路和A/D轉(zhuǎn)換芯片，所述檢波器的輸出端與放大電路的輸入端相連，所述放大電路的輸出端與A/D轉(zhuǎn)換芯片的輸入端相連，所述A/D轉(zhuǎn)換芯片的輸出端連接信號(hào)處理模塊。
[0007]所述的信號(hào)處理模塊包括用于對(duì)數(shù)檢波模塊送入的信號(hào)發(fā)出控制指令的FPGA信號(hào)處理單元、PCI橋芯片、EEPR0M、時(shí)鐘分配、晶振、配置芯片、指示燈、電平轉(zhuǎn)換芯片和串口，所述FPGA信號(hào)處理單元通過局部總線與PCI橋芯片相連，所述晶振通過時(shí)鐘分配分別與PCI橋芯片、FPGA相連，所述FPGA信號(hào)處理單元還通過EEPR0M與PCI橋芯片相連，所述PCI橋芯片與PCI總線相連，所述FPGA信號(hào)處理單元還與電平轉(zhuǎn)換芯片、配置芯片、指示燈相連，所述電平轉(zhuǎn)換芯片與A/D轉(zhuǎn)換芯片相連，所述FPGA信號(hào)處理單元通過電平轉(zhuǎn)換與串口相連。
[0008]A/D轉(zhuǎn)換芯片需要觸發(fā)信號(hào)才能開始采集模擬信號(hào)，把對(duì)數(shù)檢波模塊中經(jīng)過放大器后的信號(hào)引出，送入比較器AD8561，然后把輸出的電平信號(hào)送入FPGA信號(hào)處理單元，F(xiàn)PGA信號(hào)處理單元處理后給出AD574的采集觸發(fā)信號(hào)。
[0009]所述放大電路的輸出端還連接有比較器，所述檢波器、放大電路以及比較器構(gòu)成所述的信號(hào)采集觸發(fā)電路，所述比較器的輸出端連接信號(hào)處理模塊。
[0010]所述的比較器采用的型號(hào)為AD8561。
[0011]所述的FPGA信號(hào)處理單元通過一片PCI橋芯片構(gòu)成CPCI接口。
[0012]本實(shí)用新型的有益效果:系統(tǒng)以對(duì)數(shù)檢波器為基礎(chǔ)，以FPGA為信號(hào)處理單元，通過控制閃爍LED燈指示對(duì)應(yīng)通道的射頻信號(hào)工作狀態(tài)，出現(xiàn)故障時(shí)可通過上位機(jī)軟件報(bào)警，并查找到故障通道射頻信號(hào)功率值。整個(gè)系統(tǒng)采用標(biāo)準(zhǔn)模塊化設(shè)計(jì)，通用性較強(qiáng)，即插即用，同時(shí)具有穩(wěn)定的線性、較寬的動(dòng)態(tài)范圍、良好的溫度性能，可以方便的應(yīng)用在相關(guān)的機(jī)箱設(shè)備中。
[0013]以下將結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型的構(gòu)思、具體結(jié)構(gòu)及產(chǎn)生的技術(shù)效果作進(jìn)一步說(shuō)明，以充分地了解本實(shí)用新型的目的、特征和效果。

【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0014]圖1為本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)框圖；
[0015]圖2為本實(shí)用新型的信號(hào)處理模塊的結(jié)構(gòu)框圖；
[0016]圖3為本實(shí)用新型的實(shí)施例1中的八通道對(duì)數(shù)檢波模塊的具體示意圖；
[0017]圖4為本實(shí)用新型的實(shí)施例1中的信號(hào)處理模塊的具體示意圖。
[0018]圖5是本實(shí)用新型的信號(hào)采集觸發(fā)電路的一部分詳細(xì)電路圖。

【具體實(shí)施方式】
[0019]參照?qǐng)D1-圖2，本【具體實(shí)施方式】采用以下技術(shù)方案:一種通用射頻狀態(tài)監(jiān)測(cè)與故障診斷報(bào)警裝置，包括對(duì)數(shù)檢波模塊1，用于對(duì)待監(jiān)測(cè)射頻信號(hào)進(jìn)行檢測(cè)；
[0020]信號(hào)處理模塊2，用于處理對(duì)數(shù)檢波模塊輸出的信號(hào)并發(fā)出控制指令，把數(shù)據(jù)傳送到上位機(jī)，同時(shí)通過控制指示燈顯示射頻信號(hào)的功率狀態(tài)，，一旦出現(xiàn)故障時(shí)可通過上位機(jī)軟件報(bào)警，并查找到故障通道射頻信號(hào)功率值；
[0021]信號(hào)采集觸發(fā)電路3，用于及時(shí)觸發(fā)對(duì)數(shù)檢波模塊采集待監(jiān)測(cè)射頻信號(hào)；
[0022]所述對(duì)數(shù)檢波模塊1、信號(hào)采集觸發(fā)電路3均與信號(hào)處理模2塊相連，所述的對(duì)數(shù)檢波模塊1、信號(hào)處理模塊2以及信號(hào)采集觸發(fā)電路3均設(shè)置在6U的CPCI板卡上。
[0023]所述的對(duì)數(shù)檢波模塊1包括用于對(duì)待監(jiān)測(cè)射頻信號(hào)進(jìn)行檢測(cè)的檢波器11、放大電路12和A/D轉(zhuǎn)換芯片13，所述檢波器11的輸出端與放大電路12的輸入端相連，所述放大電路12的輸出端與A/D轉(zhuǎn)換芯片13的輸入端相連，所述A/D轉(zhuǎn)換芯片13的輸出端連接信號(hào)處理模塊2。
[0024]所述的信號(hào)處理模塊2包括用于對(duì)數(shù)檢波模塊送入的信號(hào)發(fā)出控制指令的FPGA信號(hào)處理單元21、PCI橋芯片22、EEPROM23、時(shí)鐘分配24、晶振25、配置芯片26、指示燈27、電平轉(zhuǎn)換芯片28和串口 29，所述FPGA信號(hào)處理單元21通過局部總線與PCI橋芯片22相連，所述晶振25通過時(shí)鐘分配24分別與PCI橋芯片22、FPGA信號(hào)處理單元21相連，所述FPGA信號(hào)處理單元21還通過EEPROM23與PCI橋芯片22相連，所述PCI橋芯片22與PCI總線相連，所述FPGA信號(hào)處理單元21還與電平轉(zhuǎn)換芯片28、配置芯片26、指示燈27相連，所述電平轉(zhuǎn)換芯片28與A/D轉(zhuǎn)換芯片13相連，所述FPGA信號(hào)處理單元21通過電平轉(zhuǎn)換與串口 29相連。
[0025]A/D轉(zhuǎn)換芯片13需要觸發(fā)信號(hào)才能開始采集模擬信號(hào)，把對(duì)數(shù)檢波模塊中經(jīng)過放大器后的信號(hào)引出，送入比較器AD8561，然后把輸出的電平信號(hào)送入FPGA信號(hào)處理單元21，F(xiàn)PGA信號(hào)處理單元21處理后給出AD574的采集觸發(fā)信號(hào)
[0026]所述放大電路12的輸出端還連接有比較器31，所述檢波器11、放大電路12以及比較器31構(gòu)成所述的信號(hào)采集觸發(fā)電路3，所述比較器31的輸出端連接信號(hào)處理模塊2。
[0027]所述的比較器31采用的型號(hào)為AD8561。
[0028]所述的FPGA信號(hào)處理單元21通過一片PCI橋芯片22構(gòu)成CPCI接口。
[0029]本實(shí)施例中，所述的比較器33采用的型號(hào)為AD8561，此外，F(xiàn)PGA21通過一片PCI橋芯片22構(gòu)成CPCI接口。
[0030]實(shí)施例1:某射頻機(jī)箱需要一塊通用板卡實(shí)現(xiàn)對(duì)整個(gè)系統(tǒng)的射頻信號(hào)監(jiān)測(cè)。該板卡要求八路射頻輸入，輸入射頻信號(hào)頻率為2GHz-4GHz和8G_18GHz兩種，在板卡上每一路輸入的射頻信號(hào)均有一盞狀態(tài)燈與之相應(yīng)，實(shí)時(shí)指示射頻信號(hào)的功率狀態(tài)，另一方面數(shù)字量化后的射頻信號(hào)，要求可以實(shí)時(shí)送到主控計(jì)算機(jī)上顯示出來(lái)。根據(jù)要求，以6U的CPCI板卡為結(jié)構(gòu)形式，進(jìn)行模塊化的設(shè)計(jì)。
[0031]圖3是八通道對(duì)數(shù)檢波模塊的具體示意圖，檢波器采用南京恒嘉電子的無(wú)源檢波器MDNT0204Z和MDNT0618Z，分別為要求的信號(hào)頻率2GHz_4GHz和8G_18GHz，駐波小于1.5，靈敏度大于500mv/mv，可用兩個(gè)螺釘固定在CPCI板卡上。該檢波器部分也可以自制，用AD公司AD831*系列芯片構(gòu)成檢波電路，對(duì)數(shù)檢波具有良好的穩(wěn)定的線性、較寬的動(dòng)態(tài)和良好的溫度性能。由于經(jīng)過檢波器輸出的電平較小，必須經(jīng)過放大器AD844，依次經(jīng)過4選1轉(zhuǎn)換開關(guān)AD8184和2選1轉(zhuǎn)換開關(guān)AD8180，然后送入A/D轉(zhuǎn)換芯片AD574轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)。
[0032]圖4是信號(hào)處理部分的具體示意圖，A/D轉(zhuǎn)換芯片AD574數(shù)模轉(zhuǎn)換后的數(shù)字信號(hào)經(jīng)過電平轉(zhuǎn)換芯片MAX3245EAI送入一片Spartan-6芯片XC6SLX9即FPGA處理器，F(xiàn)PGA根據(jù)送入的信號(hào)發(fā)出控制指令，把數(shù)據(jù)傳送到上位機(jī)，同時(shí)通過控制指示燈顯示射頻信號(hào)的功率狀態(tài)，狀態(tài)燈熄滅表示輸入射頻信號(hào)輸入功率小于門限值；狀態(tài)燈閃爍表示輸入射頻信號(hào)在門限值之內(nèi)；狀態(tài)燈長(zhǎng)亮表示輸入射頻信號(hào)大于門限值。FPGA通過一片PCI橋芯片PCI9056與CPCI接口相連，一旦出現(xiàn)故障時(shí)可通過上位機(jī)軟件報(bào)警，并查找到故障通道射頻信號(hào)功率值。
[0033]A/D轉(zhuǎn)換芯片AD574需要觸發(fā)信號(hào)時(shí)才能開始采集模擬信號(hào)，把對(duì)數(shù)檢波模塊中經(jīng)過放大器后的信號(hào)引出，送入比較器AD8561，然后把輸出的電平信號(hào)送入FPGA，F(xiàn)PGA處理后給出A/D轉(zhuǎn)換芯片AD574的采集觸發(fā)信號(hào)，圖5是信號(hào)采集觸發(fā)電路的詳細(xì)電路圖(一部分)。
[0034]該板卡電源分配可以分為模擬電源和數(shù)字電源兩部分，數(shù)字地和模擬地用0 Ω電阻單點(diǎn)相連。CPCI的背板可以提供模擬電源A+3.3V、A+5V、A+12V、A-12V和接地引腳。A+12V、A-12V電源插針只有一根，可為板卡提供500mA的電流。數(shù)字電平部分由A+5V經(jīng)過電感SPM5030T-R35M隔離出數(shù)字電平D+5V。FPGA需要數(shù)字電源電平D+2.5V、D+1.0V、D+1.2V，根據(jù)評(píng)估的各種電壓功耗，使用多種開關(guān)電源和線性電源，對(duì)隔離出的數(shù)字電平D+5V進(jìn)行二次穩(wěn)壓，提供系統(tǒng)使用。
[0035]本實(shí)施例的板卡為6U的標(biāo)準(zhǔn)CPCI板卡，即插即用，插入機(jī)箱連接主控計(jì)算機(jī)則構(gòu)成一個(gè)完整的射頻信號(hào)功率監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，同時(shí)可以根據(jù)項(xiàng)目具體需要更換對(duì)數(shù)檢波器，具有較寬的動(dòng)態(tài)性能，較好的穩(wěn)定性，可以廣泛的應(yīng)用在相關(guān)射頻機(jī)箱中。
[0036]以上詳細(xì)描述了本實(shí)用新型的較佳具體實(shí)施例。應(yīng)當(dāng)理解，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員無(wú)需創(chuàng)造性勞動(dòng)就可以根據(jù)本實(shí)用新型的構(gòu)思作出諸多修改和變化。因此，凡本【技術(shù)領(lǐng)域】中技術(shù)人員依本實(shí)用新型的構(gòu)思在現(xiàn)有技術(shù)的基礎(chǔ)上通過邏輯分析、推理或者有限的實(shí)驗(yàn)可以得到的技術(shù)方案，皆應(yīng)在由權(quán)利要求書所確定的保護(hù)范圍內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種通用射頻狀態(tài)監(jiān)測(cè)與故障診斷報(bào)警裝置，其特征在于，其包括:用于對(duì)待監(jiān)測(cè)射頻信號(hào)進(jìn)行檢測(cè)的對(duì)數(shù)檢波模塊，用于處理對(duì)數(shù)檢波模塊輸出的信號(hào)并發(fā)出控制指令信號(hào)處理模塊，用于及時(shí)觸發(fā)對(duì)數(shù)檢波模塊采集待監(jiān)測(cè)射頻信號(hào)的信號(hào)采集觸發(fā)電路； 所述對(duì)數(shù)檢波模塊、信號(hào)采集觸發(fā)電路均與信號(hào)處理模塊相連，所述的對(duì)數(shù)檢波模塊、信號(hào)處理模塊以及信號(hào)采集觸發(fā)電路均設(shè)置在61]的0^1板卡上。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種通用射頻狀態(tài)監(jiān)測(cè)與故障診斷報(bào)警裝置，其特征在于，所述的對(duì)數(shù)檢波模塊包括用于對(duì)待監(jiān)測(cè)射頻信號(hào)進(jìn)行檢測(cè)的檢波器、放大電路和八/0轉(zhuǎn)換芯片，所述檢波器的輸出端與放大電路的輸入端相連，所述放大電路的輸出端與八/0轉(zhuǎn)換芯片的輸入端相連，所述八/0轉(zhuǎn)換芯片的輸出端連接信號(hào)處理模塊。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種通用射頻狀態(tài)監(jiān)測(cè)與故障診斷報(bào)警裝置，其特征在于，所述的信號(hào)處理模塊包括用于對(duì)數(shù)檢波模塊送入的信號(hào)發(fā)出控制指令的？?以信號(hào)處理單元、橋芯片、現(xiàn)？如1、時(shí)鐘分配、晶振、配置芯片、指示燈、電平轉(zhuǎn)換芯片和串口，所述沖以信號(hào)處理單元通過局部總線與橋芯片相連，所述晶振通過時(shí)鐘分配分別與橋芯片、？？以信號(hào)處理單元相連，所述？？以信號(hào)處理單元還通過22？如1與橋芯片相連，所述？橋芯片與總線相連，所述？?以信號(hào)處理單元還與電平轉(zhuǎn)換芯片、配置芯片、指示燈相連，所述電平轉(zhuǎn)換芯片與八/0轉(zhuǎn)換芯片相連，所述？？以信號(hào)處理單元通過電平轉(zhuǎn)換與串口相連。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種通用射頻狀態(tài)監(jiān)測(cè)與故障診斷報(bào)警裝置，其特征在于，所述放大電路的輸出端還連接有比較器，所述檢波器、放大電路以及比較器構(gòu)成所述的信號(hào)采集觸發(fā)電路，所述比較器的輸出端連接信號(hào)處理模塊。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種通用射頻狀態(tài)監(jiān)測(cè)與故障診斷報(bào)警裝置，其特征在于，所述的比較器采用的型號(hào)為仙8561。
6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種通用射頻狀態(tài)監(jiān)測(cè)與故障診斷報(bào)警裝置，其特征在于，所述的信號(hào)處理單元通過一片橋芯片構(gòu)成0^1接口。
【文檔編號(hào)】G01R21/133GK204214944SQ201420762102
【公開日】2015年3月18日 申請(qǐng)日期:2014年12月5日 優(yōu)先權(quán)日:2014年12月5日
【發(fā)明者】舒德軍, 馬小魏, 吳壘 申請(qǐng)人:南京長(zhǎng)峰航天電子科技有限公司