本實(shí)用新型涉及一種基于ARM控制的智能功率放大器，其屬于功率放大器領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
功率放大器在雷達(dá)、無線通信、導(dǎo)航、衛(wèi)星通訊、電子對抗設(shè)備等系統(tǒng)中有著廣泛的應(yīng)用，是現(xiàn)代無線通信的關(guān)鍵設(shè)備。與傳統(tǒng)的行波放大器相比，射頻功率放大器具有體積小、動態(tài)范圍大、功耗低、壽命長等一系列優(yōu)點(diǎn)；由于功率放大器在軍事和個(gè)人通信系統(tǒng)中的地位非常重要，使得功率放大器的研制變得十分重要。
功率放大器在整個(gè)無線通信系統(tǒng)可靠性中處于最低級，其本身的可靠性決定了整個(gè)系統(tǒng)的可靠性，由于功率放大器處于大信號工作狀態(tài)，工作電壓高，工作電流大，工作效率低，可靠性低，并受基礎(chǔ)工藝的限制，性能提升教困難，如何能更智能的保證功率放大器處于良好的工作狀態(tài)，提升功率放大器的可靠性和壽命是未來功率放大器科研方向的重點(diǎn)。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問題是提供了一種使用方便、控制準(zhǔn)確、便于調(diào)控的基于ARM控制的智能功率放大器。
本實(shí)用新型的技術(shù)方案如下：
一種基于ARM控制的智能功率放大器，其包括自動增益控制模塊、自動功率控制模塊、報(bào)警及開關(guān)電路、功率放大鏈路、單片機(jī)和用于檢測功率放大鏈路溫度的溫度檢測模塊；所述溫度檢測模塊設(shè)置在功率放大鏈路上，所述溫度檢測模塊的輸出端接單片機(jī)的輸入端，所述單片機(jī)的輸出端分別經(jīng)報(bào)警及開關(guān)電路、自動增益控制模塊和自動功率控制模塊接入功率放大鏈路的輸入端。
進(jìn)一步的，本實(shí)用新型還包括顯示屏和按鍵；所述單片機(jī)的視頻端口接顯示屏，所述單片機(jī)的I/O端口接按鍵。
進(jìn)一步的，所述功率放大鏈路包括依次串聯(lián)的前級放大器和末級功率放大器；所述報(bào)警及開關(guān)電路、自動增益控制模塊和自動功率控制模塊的輸出端均接入所述前級放大器的輸入端。
進(jìn)一步的，所述溫度檢測模塊包括型號為TMP36的溫度傳感器及其外圍電路。
進(jìn)一步的，所述單片機(jī)包括型號為ARM STM32F103C8的單片機(jī)芯片及其外圍電路。
進(jìn)一步的，所述自動增益控制模塊包括型號為HMC273的砷化鎵數(shù)字衰減器及其外圍電路。
進(jìn)一步的，所述自動功率控制模塊包括型號為MA4P274的二極管衰減器及其外圍電路。
進(jìn)一步的，所述按鍵為用于手動復(fù)位調(diào)整的輕觸窩仔片。
進(jìn)一步的，本實(shí)用新型還包括開關(guān)電源，所述開關(guān)電源的電源輸出端接入動增益控制模塊、自動功率控制模塊、溫度檢測模塊、報(bào)警及開關(guān)電路、功率放大鏈路和單片機(jī)的電源端。
進(jìn)一步的，所述報(bào)警及開關(guān)電路包括報(bào)警電路和開關(guān)電路，所述報(bào)警電路包括聲音報(bào)警電路和/或亮燈報(bào)警電路；所述聲音報(bào)警電路包括型號為CW9300或CW9561的擬聲芯片及其外圍電路，所述亮燈報(bào)警電路包括發(fā)光二極管或其他發(fā)光電器；所述開關(guān)電路可以是單向可控硅和繼電器串聯(lián)組成的或僅通過繼電器控制的開關(guān)或手動開關(guān)。
本實(shí)用新型的有益效果如下：
本實(shí)用新型的ARM控制的智能功率放大器實(shí)現(xiàn)了對射頻信號的精準(zhǔn)控制，控制信號通過三條總線方式可靠傳輸，維護(hù)工作實(shí)現(xiàn)增益智能控制，功率智能控制，溫度智能控制，告警自動實(shí)時(shí)監(jiān)測的智能非人工操作，自動在線工作、提高產(chǎn)品可靠性，保證產(chǎn)品穩(wěn)定性好。
本實(shí)用新型的基于ARM控制的智能功率放大器，是用功率放大鏈路直接安裝到電路基板上，而單片機(jī)安裝在電路基板的另一側(cè)，整個(gè)電路基板內(nèi)還集成有電壓穩(wěn)定的開關(guān)電源；本實(shí)用新型具有更好的集成度即實(shí)現(xiàn)了同等功能下的最小體積，整個(gè)鎖相環(huán)鏈路實(shí)現(xiàn)了集成化，從而減小了原來分立器件的體積且保證了可靠性。
附圖說明
圖1為本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)原理框圖。
具體實(shí)施方式
下面將結(jié)合附圖1和實(shí)施例對本發(fā)明作進(jìn)一步地詳細(xì)描述。
如圖1所示，實(shí)施例涉及一種基于ARM控制的智能功率放大器，其包括自動增益控制模塊、自動功率控制模塊、報(bào)警及開關(guān)電路、功率放大鏈路、單片機(jī)和用于檢測功率放大鏈路溫度的溫度檢測模塊；所述溫度檢測模塊設(shè)置在功率放大鏈路上，所述溫度檢測模塊的輸出端接單片機(jī)的輸入端，所述單片機(jī)的輸出端分別經(jīng)報(bào)警及開關(guān)電路、自動增益控制模塊和自動功率控制模塊接入功率放大鏈路的輸入端。
進(jìn)一步的，本實(shí)用新型還包括顯示屏和按鍵；所述單片機(jī)的視頻端口接顯示屏，所述單片機(jī)的I/O端口接按鍵。
進(jìn)一步的，所述功率放大鏈路包括依次串聯(lián)的前級放大器和末級功率放大器；所述報(bào)警及開關(guān)電路、自動增益控制模塊和自動功率控制模塊的輸出端均接入所述前級放大器的輸入端。
進(jìn)一步的，所述溫度檢測模塊包括型號為TMP36的溫度傳感器及其外圍電路。
進(jìn)一步的，所述單片機(jī)包括型號為ARM STM32F103C8的單片機(jī)芯片及其外圍電路。
進(jìn)一步的，所述自動增益控制模塊包括型號為HMC273的砷化鎵數(shù)字衰減器及其外圍電路。
進(jìn)一步的，所述自動功率控制模塊包括型號為MA4P274的二極管衰減器及其外圍電路。
進(jìn)一步的，如圖1所示，圖1中所述單片機(jī)通過總線輸出至自動增益控制模塊、自動功率控制模塊、報(bào)警及開關(guān)電路，所述總線包括三條，三條總線的連接形式分別是DATA、CLK和LE通信。
進(jìn)一步的，所述按鍵為用于手動復(fù)位調(diào)整的輕觸窩仔片。
進(jìn)一步的，本實(shí)用新型還包括開關(guān)電源，所述開關(guān)電源的電源輸出端接入動增益控制模塊、自動功率控制模塊、溫度檢測模塊、報(bào)警及開關(guān)電路、功率放大鏈路和單片機(jī)的電源端。
進(jìn)一步的，所述報(bào)警及開關(guān)電路包括報(bào)警電路和開關(guān)電路，所述報(bào)警電路包括聲音報(bào)警電路和/或亮燈報(bào)警電路；所述聲音報(bào)警電路包括型號為CW9300或CW9561的擬聲芯片及其外圍電路，所述亮燈報(bào)警電路包括發(fā)光二極管或其他發(fā)光電器；所述開關(guān)電路可以是單向可控硅和繼電器串聯(lián)組成的或僅通過繼電器控制的開關(guān)或手動開關(guān)。
所述單片機(jī)STM32F103C8是一種帶 64K 字節(jié)閃爍可編程可擦除只讀存儲（FPEROM-Falsh Programmable and Erasable Read Only Memory）的增強(qiáng)型系列的高性能的ARM 32-bit Cortex-M3的RISC內(nèi)核結(jié)構(gòu)的低電壓，高性能 CMOS32 位微處理器，俗稱STM32單片機(jī)。該器件是最新一代的嵌入式ARM處理器，它為了實(shí)現(xiàn)單片機(jī)的需要提供了低成本的平臺、縮減的管腳數(shù)目、降低的系統(tǒng)功耗，同時(shí)提供卓越的計(jì)算機(jī)性能和先進(jìn)的中斷系統(tǒng)響應(yīng)。
射頻功率放大器（RF PA）是各種無線發(fā)射機(jī)的重要組成部分。在發(fā)射機(jī)的前級電路中，調(diào)制振蕩電路所產(chǎn)生的射頻信號功率很小，需要經(jīng)過一系列的放大一緩沖級、中間放大級、末級功率放大級，獲得足夠的射頻功率以后，才能饋送到天線上輻射出去。為了獲得足夠大的射頻輸出功率，必須采用射頻功率放大器。目前，射頻放大器的理論實(shí)踐研究正日臻完善，應(yīng)用范圍遍及整個(gè)電子技術(shù)領(lǐng)域?，F(xiàn)在射頻放大器正向著集成化、數(shù)字化、多用途、系列化、高速度、高性能方向迅速發(fā)展且商品化集成射頻功率放大器日益增多，為射頻技術(shù)應(yīng)用提供了廣闊前景。
圖1中所述自動增益控制模塊HMC273封裝是5*3的SOP-8 ，所述自動功率控制模塊MA4P274封裝為SOT-23-5LM61封裝為SOT-23，而所述單片機(jī)的ARM芯片STM32F103C8封裝是LQFP64，射頻與非射頻之間通信通過有連接線連接起來組成一個(gè)閉環(huán)與ARM相配合。
所述功率放大器鏈路結(jié)合自動增益控制模塊時(shí)為整個(gè)本實(shí)用新型的功率放大器調(diào)節(jié)輸出增益；所述功率放大器鏈路結(jié)合自動功率控制模塊時(shí)為整個(gè)本實(shí)用新型的功率放大器調(diào)節(jié)輸出功率；所述功率放大器鏈路結(jié)合溫度檢測模塊時(shí)為整個(gè)本實(shí)用新型的功率放大器核心部件功放管提供溫度控制；所述報(bào)警及開關(guān)電路為整個(gè)本實(shí)用新型的功率放大器整體功能的監(jiān)測控制實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)跟蹤；而單片機(jī)的ARM芯片處理復(fù)雜的同步傳輸過來的信號并且顯示在屏幕上還可以通過按鍵進(jìn)行人機(jī)交流。
貼片安裝中根據(jù)實(shí)際應(yīng)用過程的需要，可將自動增益控制模塊HMC273貼好，再將自動功率控制模塊MA4P274和溫度傳感器TMP36裝配好，另外單片機(jī)的ARM芯片STM32也是先貼片裝配好，或者兩個(gè)者同時(shí)貼片裝配，貼片采用回流焊方式貼片，其作用是使得模塊貼片出來工藝美觀，穩(wěn)定性高，節(jié)省時(shí)間方便后期生產(chǎn)。
所述自動增益控制模塊HMC273內(nèi)部是由衰減電路構(gòu)成的。在布板時(shí)候應(yīng)該注意衰減器與地之間的距離，防止射頻上額的諧波調(diào)制通過數(shù)據(jù)線串到射頻里面。在放入自動增益控制模塊HMC273芯片到回流焊前應(yīng)該佩戴好防靜電手環(huán)和穿防靜電服裝，防止靜電勿損壞芯片，自動增益控制模塊HMC273芯片的最大承受溫度是260攝氏度若超過不敢保證芯片能否正常工作。
所述STM32F103C8是一個(gè)帶 64K 字節(jié)閃爍可編程可擦除只讀存儲的單片機(jī)芯片，同樣在使用該芯片時(shí)候應(yīng)該佩戴好防靜電手環(huán)和穿防靜電服裝，防止靜電勿損壞芯片，所述STM32F103C8芯片的最大承受溫度是150攝氏度若超過不敢保證芯片能否正常工作。所述顯示屏為LED屏幕，其需要手工貼片焊接在所述STM32F103C8芯片的板上，注意方向千萬別裝反，否則會燒壞屏幕，按鍵也是需要手工貼片焊接，將按鍵位置插好，這里使用的是四腳輕觸鍵，固定好按鍵管腳焊接住。
應(yīng)用本實(shí)用新型，所述功率放大器的整體尺寸得到了大幅縮減，而且其性能也得到了大幅提升，例如，使用者不必再獨(dú)自設(shè)計(jì)外圍電路以及手動修改設(shè)置值，解決了在常規(guī)手動更改增益以及輸出功率誤差的問題。
應(yīng)用本實(shí)用新型，可以將自動增益控制模塊HMC273、自動功率控制模塊MA4P274、溫度傳感器TMP36、單片機(jī)的芯片STM32F103C8和電源等集成到一起，可以大大減少集成前的總體積。本實(shí)用新型將功率放大器、單片機(jī)集成在基板上，再加裝一個(gè)開關(guān)穩(wěn)壓電源最后到制作好尺寸的外殼里。外殼上面有LED顯示屏幕以及手動復(fù)位調(diào)整的按鍵，還有電源插口以及電源開關(guān)。
本實(shí)用新型所使用的回流焊方式和裝配的方式均滿足軍品可靠性要求，回流焊使用高穩(wěn)定性錫膏，保證了器件焊接的可靠性，裝配組件的都必須帶防靜電措施，為滿足接地性能，防止損壞器件。
本實(shí)用新型不限于上述實(shí)施例，其描述較為具體和詳細(xì)，但并不能因此而理解為對本實(shí)用新型專利范圍的限制。應(yīng)當(dāng)指出的是，對于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本實(shí)用新型專利構(gòu)思的前提下，還可以做出若干變形和改進(jìn)，這些都屬于本實(shí)用新型專利的保護(hù)范圍。因此，本實(shí)用新型的保護(hù)范圍應(yīng)該以權(quán)利要求書的保護(hù)范圍為準(zhǔn)。