CN104330617A - 一种高精度脉冲功率检测模块 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种高精度脉冲功率检测模块，包括用于接收射频输入采样信号、射频输出采样信号的射频电路，射频电路的输出端与用于接收采样电压V1、采样电压V2的检测电路的输入端相连，检测电路的输出端与故障指示电路相连。本发明可同时对过温接点、电压V1采样、电压V2采样、射频输入采样、射频输出采样检测，可以实时监测前级组件的输入输出功率变化，进而准确判断输入功率和输出功率是否有故障，可以实时监测电压的稳定性，进而准确判断是否是由于电压降低造成欠压状态，造成无功率输出，能有效快速的找到故障原因，便于维修。

Description

一种高精度脉冲功率检测模块
技术领域
本发明涉及雷达检测技术领域，尤其是一种高精度脉冲功率检测模块。
背景技术
随着电子技术的飞速发展，雷达功能完善的同时，也增加了雷达技术的复杂性，使得在维修中更加依赖机内检测设备（BITE）。随着检测模块的发展，使得占维修时间主要份额的故障定位时间大大缩短。故障检测技术主要是研究如何能够及早发现故障部位，并迅速的排除故障，具有在线检测功能，能够快速且准确的定位故障。现有的检测模块体积过大，重量过重，无法有效对抗外部供电电压波动的干扰，容易造成高虚警率。随着雷达技术的复杂化、结构紧凑化和精密化，故障检测越来越受到时间和空间及技术难度的限制。
发明内容
本发明的目的在于提供一种可同时监控雷达前级发射功率变化和前级组件上电压是否稳定，故障定位快速、精准的高精度脉冲功率检测模块。
为实现上述目的，本发明采用了以下技术方案：一种高精度脉冲功率检测模块，包括用于接收射频输入采样信号、射频输出采样信号的射频电路，射频电路的输出端与用于接收采样电压V1、采样电压V2的检测电路的输入端相连，检测电路的输出端与故障指示电路相连。
所述射频电路由第一衰减器、第二衰减器、第一检波电路、第二检波电路、第一比较电路、第二比较电路、第一单稳态触发器、第二单稳态触发器组成，第一衰减器的输入端接射频输入采样信号，第一衰减器的输出端依次通过第一检波电路、第一比较电路、第一单稳态触发器与检测电路的输入端相连；第二衰减器的输入端接射频输出采样信号，第二衰减器的输出端依次通过第二检波电路、第二比较电路、第二单稳态触发器与检测出电路的输入端相连。
所述检测电路由第一分压电路、第二分压电路、复位电路、过温接点电路、第三比较电路、第四比较电路和逻辑电路组成，第一分压电路的输入端接采样电压V1，第一分压电路的输出端通过第三比较电路与逻辑电路的输入端相连；第二分压电路的输入端接采样电压V2，第二分压电路的输出端通过第四比较电路与逻辑电路的输入端相连；所述故障指示电路由总故障指示电路和总故障回馈电路组成，逻辑电路的输出端分别与总故障指示电路、总故障回馈电路相连。
所述第一衰减器为π型衰减器且由电阻R1、R2、R3组成，电阻R1的一端通过电容C1接射频输入采样信号，且通过电阻R2接地，电阻R1的另一端通过电容C19接第一检波电路，且通过电阻R3接地；第一检波电路采用芯片AD8361，其4脚接地，其5脚通过电容C2接电容C19，其3脚通过电容C5接+5V直流电；所述第一比较电路采用运放LMH6655，其3脚与芯片AD8361的1脚相连，其4脚接地，其5、6、7脚悬空；所述第一单稳态触发器采用芯片74HC123，其2脚接运放LMH6655的1脚且通过电阻R8接地，其3脚接运放LMH6655的8脚，其4、5、6、7脚悬空，其8脚接地，其13脚与检测电路的输入端相连。
所述第二衰减器为π型衰减器且由电阻R9、R10、R11组成，电阻R9的一端通过电容C10接射频输入采样信号且通过电阻R10接地，电阻R9的另一端通过电容C20接第二检波电路且通过电阻R11接地；第二检波电路采用芯片AD8361，其4脚接地，其5脚通过电容C11接电容C20，其3脚通过电容C14接+5V直流电；所述第二比较电路采用运放LMH6655，其3脚与芯片AD8361的1脚相连，其4脚接地，其5、6、7脚悬空；所述第二单稳态触发器采用芯片74HC123，其2脚接运放LMH6655的1脚且通过电阻R16接地，其3脚接运放LMH6655的8脚，其4、5、6、7脚悬空，其8脚接地，其13脚与检测电路的输入端相连。
所述采样电压V1经运放LM7171与第一分压电路相连，所述第一分压电路由电阻R17、R16、R19和电容C9、C21组成，所述第三比较电路采用两个比较器MAX9034，两个比较器MAX9034的输出端并联后与逻辑电路的输入端相连；所述采样电压V2经运放LM7171与第二分压电路相连，所述第二分压电路由电阻R35、R37和电容C23组成，所述第四比较电路采用比较器MAX9034，比较器MAX9034的输出端与逻辑电路的输入端相连。
所述逻辑电路包括芯片74HC(T)14，其1脚接过温接点电路，其2脚与二极管V1的阳极相连，二极管V1的阴极与芯片74HC(T)14的3脚相连，芯片74HC(T)14的4脚与芯片74HC(T)00的1脚相连，芯片74HC(T)00的2脚、6脚相连，3脚、4脚相连，芯片74HC(T)00的3脚与芯片74HC(T)244的15脚相连，芯片74HC(T)244的5脚通过电阻R26输出控制信号；芯片74HC(T)00的5脚与芯片74HC(T)08的3脚相连，芯片74HC(T)08的1脚接复位电路，芯片74HC(T)08的2脚与芯片74HC(T)14的8脚相连，芯片74HC(T)14的9脚接复位电路；芯片74HC(T)00的3脚分别与二极管V8的阴极、芯片74HC(T)244的11脚相连，二极管V8的阳极与芯片74HC(T)08的11脚相连，芯片74HC(T)08的13脚与芯片AHC1G86的Y脚相连，芯片74HC(T)244的9脚分别与其13脚、电阻R31一端相连，芯片74HC(T)244的7脚通过电阻R33接总故障指示电路，电阻R31的另一端通过光耦S3接总故障回馈电路。
由上述技术方案可知，本发明可同时对过温接点、电压V1采样、电压V2采样、射频输入采样、射频输出采样检测，可以实时监测前级组件的输入输出功率变化，进而准确判断输入功率和输出功率是否有故障，可以实时监测电压的稳定性，进而准确判断是否是由于电压降低造成欠压状态，造成无功率输出，能有效快速的找到故障原因，便于维修。此外，本发明采用高精度AD581J为参考电路和精密电阻提供参考电压，可以有效对抗外部输入电压的干扰，降低误报警的概率，采用高集成芯片完成整个电路设计，具有体积小、高集成度、高准确度、高精确度、高可靠性、低虚警率等优点，可广泛应用于雷达发射监控。
附图说明
图1 为本发明的电路框图。
图2为图1中的射频电路的电路原理图。
图3为图1中的检测电路的电路原理图。
具体实施方式
一种高精度脉冲功率检测模块，包括用于接收射频输入采样信号、射频输出采样信号的射频电路1，射频电路1的输出端与用于接收采样电压V1、采样电压V2的检测电路2的输入端相连，检测电路2的输出端与故障指示电路相连，如图1所示。
如图1所示，所述射频电路1由第一衰减器3、第二衰减器7、第一检波电路4、第二检波电路8、第一比较电路5、第二比较电路9、第一单稳态触发器6、第二单稳态触发器10组成，第一衰减器3的输入端接射频输入采样信号，第一衰减器3的输出端依次通过第一检波电路4、第一比较电路5、第一单稳态触发器6与检测电路2的输入端相连；第二衰减器7的输入端接射频输出采样信号，第二衰减器7的输出端依次通过第二检波电路8、第二比较电路9、第二单稳态触发器10与检测出电路的输入端相连。
如图1所示，所述检测电路2由第一分压电路11、第二分压电路12、复位电路15、过温接点电路16、第三比较电路13、第四比较电路14和逻辑电路17组成，第一分压电路11的输入端接采样电压V1，第一分压电路11的输出端通过第三比较电路13与逻辑电路17的输入端相连；第二分压电路12的输入端接采样电压V2，第二分压电路12的输出端通过第四比较电路14与逻辑电路17的输入端相连；所述故障指示电路由总故障指示电路和总故障回馈电路组成，逻辑电路17的输出端分别与总故障指示电路、总故障回馈电路相连。
如图2所示，所述第一衰减器3为π型衰减器且由电阻R1、R2、R3组成，电阻R1的一端通过电容C1接射频输入采样信号，且通过电阻R2接地，电阻R1的另一端通过电容C19接第一检波电路4，且通过电阻R3接地；第一检波电路4采用芯片AD8361，其4脚接地，其5脚通过电容C2接电容C19，其3脚通过电容C5接+5V直流电；所述第一比较电路5采用运放LMH6655，其3脚与芯片AD8361的1脚相连，其4脚接地，其5、6、7脚悬空；所述第一单稳态触发器6采用芯片74HC123，其2脚接运放LMH6655的1脚且通过电阻R8接地，其3脚接运放LMH6655的8脚，其4、5、6、7脚悬空，其8脚接地，其13脚与检测电路2的输入端相连。
如图2所示，所述第二衰减器7为π型衰减器且由电阻R9、R10、R11组成，电阻R9的一端通过电容C10接射频输入采样信号且通过电阻R10接地，电阻R9的另一端通过电容C20接第二检波电路8且通过电阻R11接地；第二检波电路8采用芯片AD8361，其4脚接地，其5脚通过电容C11接电容C20，其3脚通过电容C14接+5V直流电；所述第二比较电路9采用运放LMH6655，其3脚与芯片AD8361的1脚相连，其4脚接地，其5、6、7脚悬空；所述第二单稳态触发器10采用芯片74HC123，其2脚接运放LMH6655的1脚且通过电阻R16接地，其3脚接运放LMH6655的8脚，其4、5、6、7脚悬空，其8脚接地，其13脚与检测电路2的输入端相连。
如图3所示，所述采样电压V1经运放LM7171与第一分压电路11相连，所述第一分压电路11由电阻R17、R16、R19和电容C9、C21组成，所述第三比较电路13采用两个比较器MAX9034，两个比较器MAX9034的输出端并联后与逻辑电路17的输入端相连；所述采样电压V2经运放LM7171与第二分压电路12相连，所述第二分压电路12由电阻R35、R37和电容C23组成，所述第四比较电路14采用比较器MAX9034，比较器MAX9034的输出端与逻辑电路17的输入端相连。
如图3所示，所述逻辑电路17包括芯片74HC(T)14，其1脚接过温接点电路16，其2脚与二极管V1的阳极相连，二极管V1的阴极与芯片74HC(T)14的3脚相连，芯片74HC(T)14的4脚与芯片74HC(T)00的1脚相连，芯片74HC(T)00的2脚、6脚相连，3脚、4脚相连，芯片74HC(T)00的3脚与芯片74HC(T)244的15脚相连，芯片74HC(T)244的5脚通过电阻R26输出控制信号；芯片74HC(T)00的5脚与芯片74HC(T)08的3脚相连，芯片74HC(T)08的1脚接复位电路15，芯片74HC(T)08的2脚与芯片74HC(T)14的8脚相连，芯片74HC(T)14的9脚接复位电路15；芯片74HC(T)00的3脚分别与二极管V8的阴极、芯片74HC(T)244的11脚相连，二极管V8的阳极与芯片74HC(T)08的11脚相连，芯片74HC(T)08的13脚与芯片AHC1G86的Y脚相连，芯片74HC(T)244的9脚分别与其13脚、电阻R31一端相连，芯片74HC(T)244的7脚通过电阻R33接总故障指示电路，电阻R31的另一端通过光耦S3接总故障回馈电路。
以下结合图1、2、3对本发明作进一步的说明。
射频输入采样通过第一衰减器3调整到第一检波电路4可检测的线性范围内，根据输入信号门限值调整第一比较电路5中运放LMH6655的参考电平，运放LMH6655输出为脉冲电平，通过第一单稳态触发器6进行脉冲展宽；射频输出采样通过第二衰减器7调整到第二检波电路8可检测的线性范围内，根据输入信号门限值调整第二比较电路9中运放LMH6655的参考电平，运放LMH6655输出为脉冲电平，通过第二单稳态触发器10进行脉冲展宽；采样电压V1和采样电压V2输入分别通过第一、二分压电路11、12调整第三、四比较电路13、14的输入电压，由于采样电压输入门限范围很窄，所以比较器MAX9034的参考电平选取高精度稳压器提供，第一、二分压电路11、12中采用精密电阻，以保证能够高精度的监控电压采样输入；最终射频输入采样、射频输出采样、电压采样输入、过温接点和复位通过逻辑电路17的控制，实现对所有故障的检测。总之，射频输入采样通过第一衰减器3，通过调节电阻R1、R2和R3的大小使输入信号在第一检波电路4的线性检测范围，根据输入功率门限值调节电阻R5、R6的阻值以调整第一比较电路5的参考电平，第一比较电路5输出通过第一单稳态触发器6对脉冲电平进行展宽，通过调节电阻R7和电容C9的大小改变输出脉宽的宽度。射频输出采样的工作原理与射频输入采样工作原理相同。 
为保证能够精确的对多种故障的显示，本检测模块采用了大动态输入、高线性度、高温度稳定性的射频检波器芯片AD8361和高精度的稳压模块AD581J，最终测试结果，各项技术指标满足要求。
采样电压V1和V2通过调节电阻R11、R12、R18、R19、R41、R42对输出电压降压，再通过运放LM7171放大后得到稳定的电压输出，运放LM7171的参考电压由高精度AD581J提供，运放LM7171输出后经比较器MAX9034比较输出，比较器LM7171的参考电压由AD581J和精密电阻提供；过温接点和复位信号通过RS触发器即芯片74HC(T)00输出，在未进行复位时，RS触发器输出为上一状态，即在没有复位信号的情况下对总故障有记忆功能。
检测模块的总故障指示、总故障回馈与过温节点、复位、采样电压V2、射频输入输出采样有关；控制信号端口与过温节点、复位、采样电压V2有关。检测模块开始工作，保持采样电压V1为+33V，采样电压V2为+36V，D1的芯片74HC(T)14的10脚输出为低电平，射频输入、输出采样端口正常，此时芯片AHC1G86的4脚输出为高电平，此时芯片74HC(T)14的11脚输出为低电平，过温接点端口空载，D2的芯片74HC(T)00的3脚输出为低电平，则此时总故障指示为低电平，总故障回馈为高电平，控制信号端口为低电平。保持射频输入、输出采样端口正常，芯片AHC1G86的4脚输出为高电平，保持采样电压V1为+33V，调节采样电压V2过压报警，D1的芯片74HC(T)14的10脚输出为高电平，此时芯片74HC(T)14的11脚输出为高电平，或者将过温接点接地，D2的芯片74HC(T)00的3脚输出为高电平，则此时总故障指示为高电平，总故障回馈为低电平报警，控制信号端口为高电平。
检测模块开始工作，保持采样电压V1为+33V，V2为+36V，射频输入、输出采样无信号，将过温接点置低电平，D2的芯片74HC(T)00的3脚输出为高电平，则此时总故障指示应为高电平，报故障。
将过温接点端口空载，复位端口加+5V电压后，总故障指示将由高电平变为低电平，则复位端口正常。
当采样电压V1和采样电压V2有一路报警或者两路同时报警时，电源指示将变为低电平，报警。
综上所述，本发明可同时对过温接点、电压V1采样、电压V2采样、射频输入采样、射频输出采样检测，可以实时监测前级组件的输入输出功率变化，进而准确判断输入功率和输出功率是否有故障，可以实时监测电压的稳定性，进而准确判断是否是由于电压降低造成欠压状态，造成无功率输出，能有效快速的找到故障原因，便于维修。

Claims (7)

1.一种高精度脉冲功率检测模块，其特征在于：包括用于接收射频输入采样信号、射频输出采样信号的射频电路（1），射频电路（1）的输出端与用于接收采样电压V1、采样电压V2的检测电路（2）的输入端相连，检测电路（2）的输出端与故障指示电路相连。
2.根据权利要求1所述的一种高精度脉冲功率检测模块，其特征在于：所述射频电路（1）由第一衰减器（3）、第二衰减器（7）、第一检波电路（4）、第二检波电路（8）、第一比较电路（5）、第二比较电路（9）、第一单稳态触发器（6）、第二单稳态触发器（10）组成，第一衰减器（3）的输入端接射频输入采样信号，第一衰减器（3）的输出端依次通过第一检波电路（4）、第一比较电路（5）、第一单稳态触发器（6）与检测电路（2）的输入端相连；第二衰减器（7）的输入端接射频输出采样信号，第二衰减器（7）的输出端依次通过第二检波电路（8）、第二比较电路（9）、第二单稳态触发器（10）与检测出电路的输入端相连。
3.根据权利要求1所述的一种高精度脉冲功率检测模块，其特征在于：所述检测电路（2）由第一分压电路（11）、第二分压电路（12）、复位电路（15）、过温接点电路（16）、第三比较电路（13）、第四比较电路（14）和逻辑电路（17）组成，第一分压电路（11）的输入端接采样电压V1，第一分压电路（11）的输出端通过第三比较电路（13）与逻辑电路（17）的输入端相连；第二分压电路（12）的输入端接采样电压V2，第二分压电路（12）的输出端通过第四比较电路（14）与逻辑电路（17）的输入端相连；所述故障指示电路由总故障指示电路和总故障回馈电路组成，逻辑电路（17）的输出端分别与总故障指示电路、总故障回馈电路相连。
4.根据权利要求2所述的一种高精度脉冲功率检测模块，其特征在于：所述第一衰减器（3）为π型衰减器且由电阻R1、R2、R3组成，电阻R1的一端通过电容C1接射频输入采样信号，且通过电阻R2接地，电阻R1的另一端通过电容C19接第一检波电路（4），且通过电阻R3接地；第一检波电路（4）采用芯片AD8361，其4脚接地，其5脚通过电容C2接电容C19，其3脚通过电容C5接+5V直流电；所述第一比较电路（5）采用运放LMH6655，其3脚与芯片AD8361的1脚相连，其4脚接地，其5、6、7脚悬空；所述第一单稳态触发器（6）采用芯片74HC123，其2脚接运放LMH6655的1脚且通过电阻R8接地，其3脚接运放LMH6655的8脚，其4、5、6、7脚悬空，其8脚接地，其13脚与检测电路（2）的输入端相连。
5.根据权利要求2所述的一种高精度脉冲功率检测模块，其特征在于：所述第二衰减器（7）为π型衰减器且由电阻R9、R10、R11组成，电阻R9的一端通过电容C10接射频输入采样信号且通过电阻R10接地，电阻R9的另一端通过电容C20接第二检波电路（8）且通过电阻R11接地；第二检波电路（8）采用芯片AD8361，其4脚接地，其5脚通过电容C11接电容C20，其3脚通过电容C14接+5V直流电；所述第二比较电路（9）采用运放LMH6655，其3脚与芯片AD8361的1脚相连，其4脚接地，其5、6、7脚悬空；所述第二单稳态触发器（10）采用芯片74HC123，其2脚接运放LMH6655的1脚且通过电阻R16接地，其3脚接运放LMH6655的8脚，其4、5、6、7脚悬空，其8脚接地，其13脚与检测电路（2）的输入端相连。
6.根据权利要求3所述的一种高精度脉冲功率检测模块，其特征在于：所述采样电压V1经运放LM7171与第一分压电路（11）相连，所述第一分压电路（11）由电阻R17、R16、R19和电容C9、C21组成，所述第三比较电路（13）采用两个比较器MAX9034，两个比较器MAX9034的输出端并联后与逻辑电路（17）的输入端相连；所述采样电压V2经运放LM7171与第二分压电路（12）相连，所述第二分压电路（12）由电阻R35、R37和电容C23组成，所述第四比较电路（14）采用比较器MAX9034，比较器MAX9034的输出端与逻辑电路（17）的输入端相连。
7.根据权利要求3所述的一种高精度脉冲功率检测模块，其特征在于：所述逻辑电路（17）包括芯片74HC(T)14，其1脚接过温接点电路（16），其2脚与二极管V1的阳极相连，二极管V1的阴极与芯片74HC(T)14的3脚相连，芯片74HC(T)14的4脚与芯片74HC(T)00的1脚相连，芯片74HC(T)00的2脚、6脚相连，3脚、4脚相连，芯片74HC(T)00的3脚与芯片74HC(T)244的15脚相连，芯片74HC(T)244的5脚通过电阻R26输出控制信号；芯片74HC(T)00的5脚与芯片74HC(T)08的3脚相连，芯片74HC(T)08的1脚接复位电路（15），芯片74HC(T)08的2脚与芯片74HC(T)14的8脚相连，芯片74HC(T)14的9脚接复位电路（15）；芯片74HC(T)00的3脚分别与二极管V8的阴极、芯片74HC(T)244的11脚相连，二极管V8的阳极与芯片74HC(T)08的11脚相连，芯片74HC(T)08的13脚与芯片AHC1G86的Y脚相连，芯片74HC(T)244的9脚分别与其13脚、电阻R31一端相连，芯片74HC(T)244的7脚通过电阻R33接总故障指示电路，电阻R31的另一端通过光耦S3接总故障回馈电路。
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