CN105791812A - 一种数字电视发射机宽带检波实现***及方法 - Google Patents

Abstract

一种数字电视发射机宽带检波实现***及方法，涉及广播发射领域。本发明***包括射频数控衰减器；射频功率检波器；运算放大器；模数转换器；微处理器，以FPGA方式，通过并行数据线或者12C总线与微控制器连接，获得校准数据；微控制器，以RS458多机通信或者广播方式传递数据。本发明采取硬件和软件相结合的方式，能够大幅提高宽带检波的准确性，减少宽带检波误差，最终实现发射机控制稳定性的良好效果。

Description

一种数字电视发射机宽带检波实现***及方法

技术领域

本发明涉及广播发射领域，涉及一种数字电视发射机的宽带检波器，即应用于数字电视发射机的射频检波，该检波器可满足13CH-48CH的射频检波，功率指示范围0W-5000W。可保证在上述两个范围之内，检波的线性和准确性。

背景技术

在全固态数字电视发射机中，发射机的射频检波关系到发射机的人机交互、控制、以及发射机的稳定性。以往发射机的检波是通过检波二级管或是检波芯片将射频转变为直流电压直接送到主控进行显示和控制，但是由于发射机定向耦合器的宽带特性不理想，或是检波二级管和检波芯片的宽带特性不理想，往往给发射机的宽带特性带来诸多的问题，造成发射机控制不稳定，不能满足13CH-48CH的应用。针对这一问题采用软件进行补偿的方式，以弥补由于器件的不足，造成的宽带检波的不准确性。

发明内容

本发明所要解决的问题是，发射机内部的检波器在13CH-48CH的频带范围内准确度和线性度的问题。

为了达到上述发明目的，本发明的技术方案以如下方式实现：

本发明采用通过简化射频功率检波***，设计校准软件进行补偿的方式对通过射频功率检波器检波出来的直流电压进行修正，实现检波线性校准，达到良好校准效果，获得数据的准确性和稳定性。

首先射频信号经过射频衰减器后进入射频功率检波器，射频功率检波器将射频信号转变为直流电压，该直流电压由运算放大器送入模数转换器进行采样，采样之后的数据被送入到微处理器进行处理，然后，通过微控制器将处理的数据和转变之后的电压送入到发射机的主控单元进行显示和控制。

其中通过射频检波器送入到微处理器的数据，通过软件分别在频域方面13CH-48CH和功率线性方面和标准的功率源进行校准，分别拟合出13CH-48CH、0W-5000W的补偿曲线。

在数字发射机应用时，发射机和检波器通过通讯线进行通讯，发射机将当前工作的频率告知射频功率检波器，射频功率检波器相应的取出当前的频率所对应得补偿曲线，这样便满足了发射机在宽带检波时的线性度和准确度。

同时，本发明采用一种数字电视宽带检波校准实现方法，该方法包括：

射频功率检波器处理射频信号并转换成模拟电压；

运算放大器将该模拟电压送入模数转换器进行数据采样；

模数转换器处理待采样数据后，传送给微处理器；

微处理器处理采样的数据，采用校准模块校准射频功率检波器的功率线性范围和频率响应范围，获得校准数据；

微处理器将该校准数据反馈给射频功率检波器；

射频功率检波器获得对应的补偿曲线；

其中所述校准模块为，

确定射频功率等级信息，并发送该信息给射频功率检波器；

射频功率检波器接收该信息后，发送检波电压值；

射频功率检波器检测该检波电压值后，进行数据校正；

数据校正后，信息展示和查询；

通过实施本发明，采取硬件和软件相结合的方式，能够大幅提高宽带检波的准确性，减少宽带检波误差，最终实现发射机控制稳定性的良好效果。

下面结合附图和具体实施方式对本发明做进一步说明。

附图说明

图1为本发明宽带检波器检测电路工作框图；

图2为本发明宽带检波器微处理器工作示意图；

图3为本发明宽带检波器检波校准实现方法展示图；

图4为本发明宽带检波器检波实现方法的流程图。

具体实施方式

按照上述的原理，对地面数字电视发射机的射频功率检波器进行设计，通过硬件设计，再编写相应的软件，制作成数字电视发射机宽带检波***，实现检波校准方法。

如图1，本硬件方案射频信号，经过射频衰减器后，经过射频检波器后被转换成模拟电压，模拟电压与输入信号功率对数在一定范围内成线性关系。运算放大器利用从模数转换器输出的参考电压将检波电压抬升至数模转换器运算放大器允许的输入范围。模数转换器具有四路输入分别用于转换运算放大器输出的电压信号。经过模数转换器转换后的数字信号被送入微处理器FPGA，在微处理器FPGA中将数字信号转换为输入模拟信号的对数功率，经反对数运算和平均后得到实际功率值。最后微处理器FPGA将计算出的功率值以数字信号的方式发送出去。需求中所提到的所有与报警相关的开关量信号均可由微处理器FPGA提供。微处理器FPGA时序逻辑中的时钟信号由微控制器MCU提供。

如图2，模数转换器需要做配置工作，使用微处理器FPGA作为配置源，用以修改模数转换器配置参数，因此方案中保留微控制器MCU作为模数转换器配置***，有利于简化微处理器FPGA程序设计。同时，在功率检测***的对外通信接口由微控制器MCU承担。微处理器FPGA将处理后的四路数据先从I2C总线或并行数据总线传至微控制器MCU，再由微控制器MCU以RS458多机通信或广播的方式传递到下级电路，这样，有利于通信协议可以被灵活修改。微控制器MCU的另外一个串口用于与PC机之间的RS232通信，该通道的主要作用是修改测量***参数。

如图3，一种数字电视宽带检波校准实现方法，共分为四个功能模块；首先，第一个功能模块用于发送功率值信息。用户在“额定功率”窗口输入发射机的功率等级，并按下确认按钮后，软件左下方的绘图区内的纵坐标轴值的范围显示为“0－1.1倍输入的额定功率”，横坐标保持不变，范围“0－1023”。

第二个功能模块用于校准软件接收电压值信息。绘图区间做上方的三个标签用于选择，当前功率校准曲线对应那个功率检测端口。当一个标签被选中后，校准软件应向射频功率检波器发送“FWD”、“RFL”或“BAL”指令，告知射频功率检波器，当前用户对哪个检波端口进行校准，射频功率检波器根据该信息向校准软件发送相应端口的检波电压值。

第三个功能模块为校准信息。包括了三个按钮：“开始校准”、“结束校准”、“下传表格”。在校准程序启动后，只有用户按下“开始校准”按钮，并收到射频功率检波器返回的“SUCCESSE”后，其它功能才能打开（发送“ADJ_ON”命令），否则设置无效。“结束校准”按钮用于关闭校准过程（发送“ADJ_OFF”命令），正常情况也应收到射频功率检波器返回的“SUCCESS”指令。当用户调整完毕功率校准曲线后，按下“下传表格”按钮，根据当前标签项显示的功率曲线种类发送“SEND_DATA_F”、“SEND_DATA_R”或“SEND_DATA_B”指令。当射频功率检波器返回“REC_RDY”后，校准软件将生成曲线的1024个纵坐标值（16bit无符号短整型，高字节在前）依次通过串口传送置检波板。

第四个功能模块为展示信息。如图所示，“检波电压”显示窗口（该窗口显示的检波电压值为PC定时向检波器查询值，每次进行查询时调用“CALL_V_H”和“CALL_V_L”指令），用于向用户显示当前射频功率检波器上检波电压；“添加校准点”按钮，确认在当前检波电压下在显示界面的横轴上添加校准点，此时用户可以上下拖动校准点，将其纵坐标调整到所需显示的功率值。

用户可以重复上述动作，以完成射频检波功率校准。

如图4，一种数字电视宽带检波校准实现方法的流程图。

Claims (6)

1.一种数字电视发射机宽带检波实现***，该***包括：

射频数控衰减器（1）；

射频功率检波器（2）；

运算放大器（3）；

模数转换器（4）；

微处理器（5），以FPGA方式，通过并行数据线或者12C总线与微控制器连接，获得校准数据；

微控制器（6），以RS458多机通信或者广播方式传递数据。

2.根据权利要求1所述的一种数字电视发射机宽带检波实现***，其中模数转换器（4）的输出端和微处理器（6）的时钟相连，模数转换器（4）的配置接口与微处理器的控制线相连。

3.根据权利要求1所述的一种数字电视发射机宽带检波实现***，其中所述微控制器（6）向微处理器（5）提供时钟信号，提供串口，用RS232方式进行通信。

4.根据权利要求2或3所述的一种数字电视发射机宽带检波实现***，其中所述微处理器（5）配置双向接口和RAM读写控制功能，并提供报警相关的开关量信号。

5.一种数字电视宽带检波校准实现方法，该方法包括：

射频功率检波器（2）处理射频信号并转换成模拟电压；

运算放大器（3）将该模拟电压送入模数转换器（4）进行数据采样；

模数转换器（4）处理待采样数据后，传送给微处理器（5）；

微处理器（5）处理采样数据，采用校准模块校准射频功率检波器（2）的功率线性范围和频率响应范围，获得校准数据后，反馈给射频功率检波器（2）；

射频功率检波器（2）获得对应的补偿曲线。

6.根据权利要求5所述的一种数字电视宽带检波校准实现方法，其中所述校准模块为，

确定射频功率等级信息，并发送该信息给射频功率检波器（2）；

射频功率检波器（2）接收该信息后，发送检波电压值到微处理器（5）；

微处理器（5）检测该检波电压值后，进行数据校正；

数据校正后，信息展示和查询。