一種用于突發(fā)模式射頻信號(hào)的測(cè)量電路的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型公開了一種用于突發(fā)模式射頻信號(hào)的測(cè)量電路，它包括依次電連接的PLL鎖相環(huán)電路（U1）、混頻器（U2）、放大電路（U3）、帶通濾波器（U4）、射頻檢波器（U5）、峰值檢波器（U8）、AD采樣電路（U9）、CPU（U11），其特征在于：在射頻檢波器（U5）和峰值檢波器（U8）之間設(shè)有控制開關(guān)（U7），射頻檢波器（U5）和控制開關(guān)（U7）之間設(shè)有比較器（U6），所述比較器（U6）輸出端連接于CPU（U11）上，峰值檢波器（U8）與CPU（U11）之間設(shè)有復(fù)位開關(guān)（U10）。本實(shí)用新型的有益效果為：利用低成本的常規(guī)器件，實(shí)現(xiàn)微秒級(jí)持續(xù)時(shí)間的突發(fā)射頻信號(hào)或噪聲的功率檢測(cè)。
【專利說明】一種用于突發(fā)模式射頻信號(hào)的測(cè)量電路
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型屬于一種信號(hào)測(cè)量電路，具體地講是涉及一種用于突發(fā)模式射頻信號(hào)的測(cè)量電路。
【背景技術(shù)】
[0002]有線電視網(wǎng)絡(luò)，簡稱HFC網(wǎng)絡(luò)(Fiber Coax的縮寫，中文意思是混合光纖同軸網(wǎng))是這樣一個(gè)網(wǎng)絡(luò):在局端有前端設(shè)備進(jìn)行有線電視信號(hào)處理和數(shù)據(jù)信號(hào)的橋接，主干線路使用光纖或低損耗同軸電纜傳輸模擬和數(shù)字載波信號(hào)，在用戶小區(qū)使用同軸分配網(wǎng)絡(luò)分配下行載波信號(hào)，匯聚上行數(shù)據(jù)載波信號(hào)。
[0003]按信號(hào)方向，HFC網(wǎng)絡(luò)上存在上行和下行兩種信號(hào)，下行信號(hào)以廣播的形式從前端傳輸?shù)礁饔脩艏抑校闲行盘?hào)則是點(diǎn)對(duì)點(diǎn)的形式從用戶回傳到局端。下行信號(hào)也叫正向信號(hào)，上行信號(hào)也叫反向信號(hào)。
[0004]目前，在HFC網(wǎng)絡(luò)上逐步開展起來的數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)是交互式業(yè)務(wù)，不但有從前端送往用戶的下行信號(hào)，還有從用戶上傳的上行信號(hào)。數(shù)據(jù)信號(hào)需要被調(diào)制到射頻載波上才有利于在HFC網(wǎng)絡(luò)上傳輸，上、下行載波信號(hào)以頻分的方式在HFC網(wǎng)絡(luò)中復(fù)用?，F(xiàn)有利用HFC網(wǎng)絡(luò)的接入方式有D0CSIS，各種體制的EOC等技術(shù)。無論使用何種技術(shù)，上行信號(hào)均是使用突發(fā)模式傳送射頻載波，即只有在特定的時(shí)刻才發(fā)送信號(hào)。
[0005]另外，有線電視HFC網(wǎng)絡(luò)的上下行傳輸信道是非對(duì)稱的，由于其下行信道的傳輸方式為廣播方式，因此具有良好的傳輸特性和較高的信噪比，完全可以達(dá)到通信傳輸?shù)募夹g(shù)指標(biāo)要求。影響HFC系統(tǒng)傳輸質(zhì)量的主要問題是來自于上行信道的噪聲。在雙向HFC系統(tǒng)中，由于HFC網(wǎng)絡(luò)中電纜傳輸部分一般是樹枝狀的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，用戶至光節(jié)點(diǎn)信號(hào)回傳共同使用上行帶寬，因此由用戶終端和電纜設(shè)備引入的噪聲在上行系統(tǒng)中產(chǎn)生嚴(yán)重的匯聚，造成所謂的“漏斗效應(yīng)”，從而嚴(yán)重影響上行信道的性能。
[0006]漏斗效應(yīng)是由其網(wǎng)絡(luò)的結(jié)構(gòu)所決定的，在樹型網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)中，從用戶和網(wǎng)絡(luò)內(nèi)部產(chǎn)生的噪聲和入侵干擾在電纜網(wǎng)絡(luò)的前端，即網(wǎng)絡(luò)的樹根處匯聚在一起，對(duì)于上行通道，各放大器產(chǎn)生的噪聲成分全部匯聚在系統(tǒng)的前端，這種噪聲成分正比于系統(tǒng)的規(guī)模，即正比于同一樹型網(wǎng)絡(luò)中上行放大器的數(shù)量。不僅如此，各個(gè)用戶終端產(chǎn)生和拾取的各種噪聲成分也要經(jīng)過上行通道匯聚到系統(tǒng)的前端，這部分噪聲成分正比于接入同一樹型網(wǎng)絡(luò)的用戶數(shù)。這種噪聲的匯聚現(xiàn)象就被稱為噪聲漏斗效應(yīng)。
[0007]噪聲的分類分為內(nèi)部噪聲和外部噪聲兩大類。內(nèi)部噪聲是由不需要的振蕩，電源交流聲和微音效應(yīng)引起，主要是熱噪聲和散彈噪聲干擾，其中以熱噪聲為主，且無法消除，稱為結(jié)構(gòu)噪聲。外部噪聲，我們稱為入侵噪聲，入侵噪聲的產(chǎn)生源是脈沖干擾噪聲，福射噪聲和感應(yīng)噪聲三種，上行噪聲的來源很多，通常可分為四種:
[0008]脈沖干擾噪聲:脈沖干擾噪聲是迭加在有線電視系統(tǒng)的噪聲基底上的一種隨機(jī)的，不可預(yù)測(cè)的射頻噪聲一般只持續(xù)不到百分之一秒，這種典型的隨機(jī)干擾是有人造源產(chǎn)生的，如家用電器切換的弧光，火花，家用器械的馬達(dá)轉(zhuǎn)子，電鋸，汽車點(diǎn)火裝置，真空吸塵器，蜂窩電話的瞬間脈沖等，或有電線上不正常的開關(guān)裝置等產(chǎn)生的電磁能量。這些干擾都可能發(fā)生在低于5MHz的次低頻段，但它們的諧波將延伸到反向通道的頻率范圍，由于這些干擾一般不會(huì)同時(shí)發(fā)生，所以對(duì)系統(tǒng)的影響是隨機(jī)的，影響可能不會(huì)太大，一但同時(shí)發(fā)生時(shí)則影響很大。
[0009]寬帶脈沖噪聲來自于所有能電弧放電或產(chǎn)生電磁場的電氣設(shè)備以及自然噪聲源，隨時(shí)間快速變化，其影響是使系誤碼率升高。雖然脈沖噪聲的頻譜不一定在反向通道內(nèi)，但由于它的幅度較高，它的各次諧波也對(duì)反向通道產(chǎn)生影響。
[0010]輻射噪聲干擾:輻射噪聲干擾有人為的和非人為的兩種，如短波電臺(tái)，業(yè)余無線電臺(tái)，出租車的雙向通信，各種交互式通信等頻率在5?30MHz內(nèi)的單頻連續(xù)波的干擾，它們?cè)诖髿鈧鞑r(shí)通過用戶終端和分配設(shè)施耦合到上行信道中，并隨時(shí)間呈慢變化，造成信道容量的下降。在5?40MHz的頻段中，短波干擾是主要的干擾源。輻射干擾是回傳通道噪聲的主要來源。
[0011]感應(yīng)干擾噪聲:感應(yīng)噪聲一般在2kHz?50kHz范圍。最明顯的例子是閃電，還有高壓線和配電站產(chǎn)生的電磁干擾和電器設(shè)備不良放電現(xiàn)象。這種干擾頻譜窄，雖然可能波及到回傳通道，但影響不回很大。
[0012]內(nèi)部噪聲干擾:內(nèi)部噪聲干擾直接來自于有線電視系統(tǒng)組成部分，如用戶終端設(shè)備，故障設(shè)備，不良接頭以及電源開關(guān)等。由于各用戶的情況千差萬別，在使用各種電器時(shí)，會(huì)有意無意地產(chǎn)生頻道在30MHz以下的干擾信號(hào)和噪聲，這些干擾信號(hào)和噪聲一旦耦合進(jìn)反向通道，便會(huì)產(chǎn)生干擾，這些噪聲往往很難控制，且有很大的隨機(jī)性和持久性。
[0013]上述上行信號(hào)或噪聲均表現(xiàn)出突發(fā)的特性。目前市面上的手持式測(cè)試儀表多使用變頻的方式來進(jìn)行測(cè)量，如傳統(tǒng)的射頻信號(hào)測(cè)量電路的原理框架圖(圖1)。射頻輸入信號(hào)與鎖相環(huán)輸出信號(hào)混頻放大后輸出中頻信號(hào)，經(jīng)帶通濾波器后進(jìn)入射頻檢波器輸出電壓信號(hào)，峰值檢波后經(jīng)AD采樣電路將模擬電壓信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)，經(jīng)CPU處理后可送往顯示設(shè)備。通過CPU改變PLL鎖相環(huán)頻率，即可實(shí)現(xiàn)不同頻率信號(hào)測(cè)量。為改善測(cè)試性能，可通過選用高速AD采樣器件來提高場掃描速度，從而偵測(cè)上行突發(fā)信號(hào)或隨機(jī)噪聲干擾。
[0014]目前，為節(jié)省成本，市面上常規(guī)手持式儀表多采用普通低速器件實(shí)現(xiàn)。其存在的缺陷是:其一，上行突發(fā)突發(fā)信號(hào)或噪聲的特點(diǎn)是隨機(jī)的，短時(shí)間的過程，在AD采樣完成之前，經(jīng)峰值檢波電路輸出的電壓信號(hào)可能已經(jīng)消失了，因此不易捕獲到這類信號(hào)。其二，通過采用高速AD器件提高了峰值檢波頻率，可以增加突發(fā)信號(hào)或噪聲的捕獲概率，但同時(shí)高速器件相對(duì)成本高，且必然帶來功耗增加。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0015]為了克服以上技術(shù)存在的不足，本實(shí)用新型提供一種手持式測(cè)試儀表低成本、低功耗要求的用于突發(fā)模式射頻信號(hào)的測(cè)量電路。
[0016]本實(shí)用新型的目的是在不明顯增加成本的前提下，使用普通器件解決上行突發(fā)信號(hào)或隨機(jī)噪聲干擾測(cè)試的問題。
[0017]一種用于突發(fā)模式射頻信號(hào)的測(cè)量電路，它包括依次電連接的PLL鎖相環(huán)電路、混頻器、放大電路、帶通濾波器、射頻檢波器、峰值檢波器、AD采樣電路、CPU，其特征在于:在射頻檢波器和峰值檢波器之間設(shè)有控制開關(guān)，射頻檢波器和控制開關(guān)之間設(shè)有比較器，所述比較器輸出端連接于CPU上，峰值檢波器與CPU之間設(shè)有復(fù)位開關(guān)；
[0018]所述比較器，用于觸發(fā)來自于輸入端的突發(fā)射頻信號(hào)或噪聲，產(chǎn)生突發(fā)檢測(cè)中斷信號(hào)，從而引起CPU產(chǎn)生中斷，經(jīng)過延時(shí)后，CPU斷開控制開關(guān)，從而關(guān)閉峰值檢波器輸入端，使峰值檢波器進(jìn)入峰值保持階段。
[0019]所述放大電路為中頻放大電路；
[0020]所述比較器為高速比較器。
[0021]本實(shí)用新型具體的有益效果為:通過高速比較器產(chǎn)生中斷，CPU捕獲此中斷從而關(guān)閉控制開關(guān)，使峰值檢波電路進(jìn)入峰值保持階段，而后AD采樣電路工作，從而完成突發(fā)模式信號(hào)或噪聲檢測(cè)；利用低成本的常規(guī)器件，實(shí)現(xiàn)微秒級(jí)持續(xù)時(shí)間的突發(fā)射頻信號(hào)或噪聲的功率檢測(cè)。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0022]下面結(jié)合本實(shí)用新型的附圖和實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)一步的詳細(xì)說明。
[0023]圖1是傳統(tǒng)的射頻信號(hào)測(cè)量電路的原理框架圖；
[0024]圖2是本實(shí)用新型的原理框架圖；
[0025]圖3是本實(shí)用新型的局部電路原理圖。
[0026]圖中:U1.PLL鎖相環(huán)電路，U2.混頻器，U3.放大電路，U4.帶通濾波器，U5.射頻檢波器，U6.比較器，U7.控制開關(guān)，U8.峰值檢波器，U9.AD采樣電路，U10.復(fù)位開關(guān)，Ull.CPU。
[0027]【具體實(shí)施方式】
[0028]如圖2所示，一種用于突發(fā)模式射頻信號(hào)的測(cè)量電路，它包括依次電連接的PLL鎖相環(huán)電路U1、混頻器U2、放大電路U3、帶通濾波器U4、射頻檢波器U5、峰值檢波器U8、AD采樣電路U9、CPUUlI。在射頻檢波器U5和峰值檢波器U8之間設(shè)有控制開關(guān)U7，射頻檢波器U5和控制開關(guān)U7之間設(shè)有比較器U6，所述比較器U6輸出端連接于CPUUll上，峰值檢波器U8與CPUUll之間設(shè)有復(fù)位開關(guān)UlO ;所述放大電路U3為中頻放大電路；所述比較器U6為高速比較器。
[0029]PLL鎖相環(huán)電路Ul功能:它在CPUUll的控制下，能產(chǎn)生特定頻率的振蕩信號(hào)。CPUUll可通過IIC通信方式與PLL鎖相環(huán)電路Ul進(jìn)行通信，進(jìn)而改變振蕩頻率。
[0030]混頻器U2功能:射頻輸入信號(hào)與PLL鎖相環(huán)產(chǎn)生的振蕩信號(hào)進(jìn)入混頻器U2后，產(chǎn)生和頻和差頻頻率，通過適當(dāng)濾波即可得到固定頻率的中頻信號(hào)。
[0031]放大電路U3是一個(gè)中頻放大電路，其功能用于放大混頻后的中頻信號(hào)，以提高射頻檢波器U5的檢波能力。
[0032]帶通濾波器U4功能:用于抑制中頻之外的射頻信號(hào)，提高信噪比。
[0033]射頻檢波器U5功能:用于將中頻射頻信號(hào)轉(zhuǎn)換為電壓信號(hào)。
[0034]高速比較器U6功能:用于觸發(fā)來自于輸入端的突發(fā)射頻信號(hào)或噪聲，產(chǎn)生突發(fā)檢測(cè)中斷信號(hào)，該中斷信號(hào)連接至CPUUll外部中斷引腳，從而引起CPUUll產(chǎn)生中斷，經(jīng)過適當(dāng)?shù)难訒r(shí)后，CPUUll斷開控制開關(guān)U7，從而關(guān)閉峰值檢波器U8輸入端，使峰值檢波器U8進(jìn)入峰值保持階段。
[0035]峰值檢波器U8進(jìn)入峰值保持階段后，在CPUUll的控制下，AD采樣電路U9開始工作，將峰值電壓信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)，采樣完成后送至CPUUll進(jìn)行后續(xù)處理。CPUUll處理完本次采樣后，控制復(fù)位開關(guān)Uio釋放峰值保持電路電壓，使之能接受新的輸入信號(hào)。然后閉合控制開關(guān)U7，以便進(jìn)行下一次測(cè)試。
[0036]如圖2、圖3所示，PLL鎖相環(huán)電路Ul，它實(shí)現(xiàn)的功能是PLL鎖相環(huán)輸出，信號(hào)混頻及放大，進(jìn)而輸出36MHz或44MHz中頻信號(hào)，中頻信號(hào)經(jīng)過帶通濾波器U4后，進(jìn)入射頻檢波器U5，中頻信號(hào)再經(jīng)過二次變頻后輸出電壓信號(hào)。CPUUll有內(nèi)置高速比較器，射頻檢波器U5輸出的電壓信號(hào)連接至CPUUlI，當(dāng)電壓值大于設(shè)定的值后，產(chǎn)生外部中斷。CPUUlI產(chǎn)生外部中斷后，通過程序控制適當(dāng)延時(shí)，然后斷開控制開關(guān)U7，使由D801和C831組成的峰值檢波器進(jìn)入峰值采樣保持狀態(tài)。而后由內(nèi)置AD采樣功能的CPUUll進(jìn)行電壓采樣，獲得突發(fā)射頻信號(hào)采樣電壓。CPUUll處理完本次采樣后，控制復(fù)位開關(guān)UlO釋放峰值保持電路電壓，使之能接受新的輸入信號(hào)。然后閉合控制開關(guān)U7，以便進(jìn)行下一次測(cè)試。
[0037]以上所揭露的僅為本實(shí)用新型的較佳實(shí)施例而已，當(dāng)然不能以此來限定本實(shí)用新型實(shí)施范圍。凡依據(jù)本實(shí)用新型申請(qǐng)范圍所作的的均等變化與改進(jìn)，均應(yīng)仍歸屬于本實(shí)用新型的專利涵蓋范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種用于突發(fā)模式射頻信號(hào)的測(cè)量電路，它包括依次電連接的PLL鎖相環(huán)電路(Ul),混頻器(U2 )、放大電路(U3 )、帶通濾波器(U4 )、射頻檢波器(U5 )、峰值檢波器(U8 )、AD采樣電路(U9)、CPU (U11)，其特征在于:在射頻檢波器(U5)和峰值檢波器(U8)之間設(shè)有控制開關(guān)(U7)，射頻檢波器(U5)和控制開關(guān)(U7)之間設(shè)有比較器(U6)，所述比較器(U6)輸出端連接于CPU (Ull)上，峰值檢波器(U8)與CPU (Ull)之間設(shè)有復(fù)位開關(guān)(UlO); 所述比較器(U6)，用于觸發(fā)來自于輸入端的突發(fā)射頻信號(hào)或噪聲，產(chǎn)生突發(fā)檢測(cè)中斷信號(hào)，從而引起CPU (Ull)產(chǎn)生中斷，經(jīng)過延時(shí)后，CPU (Ull)斷開控制開關(guān)(U7)，從而關(guān)閉峰值檢波器(U8)輸入端，使峰值檢波器(U8)進(jìn)入峰值保持階段。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種用于突發(fā)模式射頻信號(hào)的測(cè)量電路，其特征在于:所述放大電路(U3 )為中頻放大電路。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種用于突發(fā)模式射頻信號(hào)的測(cè)量電路，其特征在于:所述比較器(U6)為高速比較器。
【文檔編號(hào)】H04B17/00GK203661076SQ201320629698
【公開日】2014年6月18日 申請(qǐng)日期:2013年10月12日 優(yōu)先權(quán)日:2013年10月12日
【發(fā)明者】劉玉堂 申請(qǐng)人:金賽訊（天津）電子技術(shù)有限公司