一种基于电离层探测仪的功率和电流检测系统的制作方法

本实用新型属于功率和电流测量
技术领域：
，尤其涉及一种基于电离层探测仪的功率和电流检测系统。
背景技术：
：功率测量用于检测电气设备消耗的功率，广泛应用于家用电器、照明设备、工业应用等领域。通过功率测量可以确定电路的工作效率，也可以确定信号发生器的功率、接收机的灵敏度以及放大器的增益等参数，功率是表征设备特性的一个重要因素,通过测量功率,以此检测设备工作特性，从而在射频段对功率进行准确测量具有重大意义。同时功率监控是设备保护的一个重要环节，能否正确、有效、及时检测出状态变化，是能否有效地进行保护的关键。功率检测的方法有：二极管检测功率法、等效热功率检测法、真有效值/直流转换检测功率法以及对数放大检测功率法等。技术实现要素：本实用新型的目的是提供一种对设备发射射频信号功率值和系统的工作电流进行测量，且可以显示设备当前的工作状态，方便观察的检测系统。为实现上述目的，本实用新型采用的技术方案是：一种基于电离层探测仪的功率和电流检测系统，包括单片机、射频信号，还包括与单片机相连的功率检测模块、电流检测模块和显示模块；所述功率检测模块包括π型衰减网络电路、阻抗匹配电路、功率检测电路、低通滤波电路I；所述π型衰减网络电路输入端与射频信号相连，输出端与阻抗匹配电路的输入端相连，所述阻抗匹配电路的输出端与功率检测电路输入端相连，所述功率检测电路的输出端与所述低通滤波电路I的输入端相连，所述低通滤波电路I的输出端与单片机相连；所述电流检测模块包括电流检测电路、低通滤波电路II和分流电阻器R9；所述电流检测电路的输入端通过分流电阻器R9串联在电路中，所述电流检测电路的输出端与低通滤波电路II的输入端相连，所述低通滤波电路II的输出端与所述单片机相连。在上述的基于电离层探测仪的功率和电流检测系统中，所述π型衰减网络电路包括电阻R1、电阻R2、电阻R3，所述射频信号连接电阻R1及电阻R2的一端，电阻R2的另一端连接电阻R3的一端，电阻R1另一端、R3的另一端分别接地。在上述的基于电离层探测仪的功率和电流检测系统中，所述功率检测电路包括功率检测芯片A1和电源滤波电容I，所述功率检测芯片A1采用AD8318；所述电源滤波电容I包括电容C3、电容C4、电容C5、电容C6；所述电容C3的一端和电容C4的一端连接所述AD8318的4号管脚，电容C3和电容C4的另一端分别接地；电容C5的一端和电容C6的一端连接所述AD8318的9号管脚，电容C5的另一端和电容C6的另一端分别接地。在上述的基于电离层探测仪的功率和电流检测系统中，所述阻抗匹配电路包括电阻R4、电容C1、电容C2、电容C8；所述电阻R4的一端连接电容C1的一端，电阻R4的另一端和电容C2的一端分别接地，所述电容C1的另一端连接所述AD8318的14号管脚，所述电容C2的另一端连接所述AD8318的15号管脚，所述电容C8的一端连接所述AD8318的5号管脚，电容C8的另一端接地。在上述的基于电离层探测仪的功率和电流检测系统中，所述低通滤波电路I包括电阻R8和电容C7，所述电阻R8的一端连接所述AD8318的6号管脚，所述电阻R8的另一端连接电容C7的一端，并作为输出电平管脚，所述电容C7的另一端接地。在上述的基于电离层探测仪的功率和电流检测系统中，所述电流检测电路包括电流检测芯片A2和电源滤波电容II；所述电流检测芯片A2采用INA282；所述电源滤波电容II包括电容C10和电容C11；所述分流电阻器R9的一端连接所述INA282的1号管脚，所述分流电阻器R9的另一端连接所述INA282的8号管脚；所述电容C10的一端和电容C11的一端连接所述INA282的6号管脚，所述电容C10的另一端和电容C11的另一端分别接地。在上述的基于电离层探测仪的功率和电流检测系统中，所述低通滤波电路II包括电阻R10和电容C9，所述电阻R10的一端连接所述INA282的5号管脚，电阻R10的另一端与电容C9的一端相连，并作为输出电平管脚，所述电容C9的另一端接地。本实用新型的有益效果：该检测系统结构简单、可靠，操作方便，可以适用于多种场合的功率和电流检测和监控，方便观察，能让用户了解设备当前工作状态。附图说明图1为本实用新型一个实施例的系统框图；图2为本实用新型一个实施例的功率检测模块电路示意图；图3为本实用新型一个实施例的电流检测模块电路示意图；图4为本实用新型一个实施例的功率检测曲线图；图5为本实用新型一个实施例的电流检测曲线图。具体实施方式下面结合附图对本实用新型的实施方式进行详细描述。所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本实用新型，而不能解释为对本实用新型的限制。下文的公开提供了许多不同的实施例或例子用来实现本实用新型的不同结构。为了简化本实用新型的公开，下文中对特定例子的部件和设置进行描述。它们仅仅为示例，并且目的不在于限制本实用新型。此外，本实用新型可以在不同例子中重复参考数字和/或字母。这种重复是为了简化和清楚的目的，其本身不指示所讨论各种实施例和/或设置之间的关系。此外，本实用新型提供了各种特定的工艺和材料的例子，但是本领域普通技术人员可以意识到其它工艺的可应用性和/或其他材料的使用。另外，以下描述的第一特征在第二特征之“上”的结构可以包括第一和第二特征形成为直接接触的实施例，也可以包括另外的特征形成在第一和第二特征之间的实施例，这样第一和第二特征可能不是直接接触。本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有规定和限定，术语“相连”“连接"应做广义理解，例如，可以是机械连接或电连接，也可以是两个元件内部的连通，可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，对于相关领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语的具体含义。本实用新型技术方案如下：一种基于电离层探测仪的功率和电流检测系统，包括单片机、射频信号，还包括与单片机相连的功率检测模块、电流检测模块和显示模块；所述功率检测模块包括π型衰减网络电路、阻抗匹配电路、功率检测电路、低通滤波电路I；所述π型衰减网络电路输入端与射频信号相连，输出端与阻抗匹配电路的输入端相连，所述阻抗匹配电路的输出端与功率检测电路输入端相连，所述功率检测电路的输出端与所述低通滤波电路I的输入端相连，所述低通滤波电路I的输出端与单片机相连；所述电流检测模块包括电流检测电路、低通滤波电路II和分流电阻器R9；所述电流检测电路的输入端通过分流电阻器R9串联在电路中，所述电流检测电路的输出端与低通滤波电路II的输入端相连，所述低通滤波电路II的输出端与所述单片机相连。进一步，所述π型衰减网络电路包括电阻R1、电阻R2、电阻R3，所述射频信号连接电阻R1及电阻R2的一端，电阻R2的另一端连接电阻R3的一端，电阻R1另一端、R3的另一端分别接地。进一步，所述功率检测电路包括功率检测芯片A1和电源滤波电容I，所述功率检测芯片A1采用AD8318；所述电源滤波电容I包括电容C3、电容C4、电容C5、电容C6；所述电容C3的一端和电容C4的一端连接所述AD8318的4号管脚，电容C3和电容C4的另一端分别接地；电容C5的一端和电容C6的一端连接所述AD8318的9号管脚，电容C5的另一端和电容C6的另一端分别接地。进一步，所述阻抗匹配电路包括电阻R4、电容C1、电容C2、电容C8；所述电阻R4的一端连接电容C1的一端，电阻R4的另一端和电容C2的一端分别接地，所述电容C1的另一端连接所述AD8318的14号管脚，所述电容C2的另一端连接所述AD8318的15号管脚，所述电容C8的一端连接所述AD8318的5号管脚，电容C8的另一端接地。进一步，所述低通滤波电路I包括电阻R8和电容C7，所述电阻R8的一端连接所述AD8318的6号管脚，所述电阻R8的另一端连接电容C7的一端，并作为输出电平管脚，所述电容C7的另一端接地。进一步，在上述的基于电离层探测仪的功率和电流检测系统中，所述电流检测电路包括电流检测芯片A2和电源滤波电容II；所述电流检测芯片A2采用INA282；所述电源滤波电容II包括电容C10和电容C11；所述分流电阻器R9的一端连接所述INA282的1号管脚，所述分流电阻器R9的另一端连接所述INA282的8号管脚；所述电容C10的一端和电容C11的一端连接所述INA282的6号管脚，所述电容C10的另一端和电容C11的另一端分别接地。更进一步，所述低通滤波电路II包括电阻R10和电容C9，所述电阻R10的一端连接所述INA282的5号管脚，电阻R10的另一端与电容C9的一端相连，并作为输出电平管脚，所述电容C9的另一端接地。具体实施时，如图1所示，一种基于电离层探测仪的功率和电流检测系统包括单片机，还包括与单片机相连的功率检测模块、电流检测模块和显示模块。其中，功率检测模块还包括π型衰减网络电路、阻抗匹配电路、功率检测电路、低通滤波电路I。π型衰减网络电路的输入端与射频信号相连，π型网络电路的输出端与阻抗匹配电路的输入端相连，阻抗匹配电路的输出端与功率检测电路输入端相连，功率检测电路的输出端与低通滤波电路I输入端相连，低通滤波电路I的输出端与单片机相连；即射频信号的功率通过π型衰减网络进行调整至功率检测电路的检测范围，通过功率检测电路输出相应电压信号，经过低通滤波电路I的输出端连接至所述单片机；π型衰减网络电路对射频信号进行衰减，将其调整至功率检测电路的检测范围。阻抗匹配电路将射频信号经过匹配后输出到功率检测电路。功率检测电路对射频信号的功率进行检测，并转换成相应电平值输出。低通滤波电路I用于对功率检测电路输出相应的电平低通滤波。其中，电流检测模块包括电流检测电路和低通滤波电路I和分流电阻器R9；电流检测电路的输入端通过分流电阻器R9串联在电路中，电流检测电路的输出端与低通滤波电路II的输入端相连，低通滤波电路II的输出端与所述单片机相连。电流检测电路对系统工作电流进行检测并转换成相应电压信号输出。低通滤波电路II用于对电流检测电路输出相应的电平低通滤波。如图2所示，为了实现将射频信号的功率转换成相应的电平值，在本实施例中，功率检测电路包括功率检测芯片和电源滤波电容I，功率检测芯片A1的型号为AD8318，其各引脚定义为：1号管脚、2号管脚、8号管脚、11号管脚、12号管脚为输入接地；3号管脚、4号管脚、9号管脚为供电电源正端；5号管脚为环路滤波电容；6号管脚为电平输出；7号管脚为模式选择；10号管脚为温度补偿；13号管脚为温度传感器输出；14号管脚、15号管脚为射频输入；16号管脚为设备控制。并且，电源滤波电容I包括电容C3、电容C4、电容C5、电容C6；电容C3的一端和电容C4的一端连接AD8318的4号管脚，电容C3和C4的另一端分别接地，电容C5的一端和电容C6的一端连接AD8318的9号管脚，电容C5的另一端和电容C6的另一端分别接地。并且，π型衰减网络电路包括电阻R1、电阻R2、电阻R3，射频信号连接电阻R1的一端及电阻R2的一端，电阻R2的另一端连接电阻R3的一端，电阻R1的另一端、R3的另一端分别接地。并且，阻抗匹配电路包括电阻R4、电容C1、电容C2、电容C8，电阻R4的一端连接电容C1的一端，电阻R4的另一端和电容C2的一端分别接地，电容C1的另一端连接AD8318的14号管脚，电容C2的另一端连接AD8318的15号管脚，电容C8的一端连接AD8318的5号管脚，电容C8的另一端接地。并且，低通滤波电路I包括电阻R8和电容C7，电阻R8的一端连接AD8318的6号管脚，电阻R8的另一端连接电容C7的一端，并作为输出电平管脚，电容C7的另一端接地。如图3所示，为了实现将系统的工作电流转换成相应的电平值，在本实施例中，电流检测电路包括电流检测芯片、电源滤波电容II和分流电阻器；电流检测芯片A2的型号为INA282，其管脚定义为：1号管脚：分流电阻器的负输入；2号管脚：接地；3号管脚、7号管脚：基准电压；4号管脚：空管脚；5号管脚：输出电压；6号管脚：电源正输入；8号管脚：分流电阻器的正输入。而且，电源滤波电容II包括电容C10和电容C11；分流电阻器R9的一端连接INA282的1号管脚，分流电阻器R9的另一端连接INA282的8号管脚，电容C10的一端和电容C11的一端连接INA282的6号管脚，电容C10的另一端和电容C11的另一端分别接地。而且，低通滤波电路II包括电阻R10和电容C9，电阻R10的一端连接INA282的5号管脚，电阻R10的另一端与电容C9的一端相连，并作为输出电平管脚，电容C9的另一端接地。利用本实施例所述的检测系统进行功率检测的方法如下，功率检测模块通过数字信号输出端将测得的功率转换成相应电压信号发送给单片机，单片机根据获取的电压值计算射频信号的功率；单片机根据获取的电压值，根据关系式：VOUT1＝X×VSLOPE/dB×20×log(VIN/VINTERCEPT)，计算射频信号的功率值；其中X是比例系数，VOUT1为输出电平值,VSLOPE/dB＝-25mV/dB,VIN是射频信号的功率值，VINTERCEPT＝7dBV；基于上述检测方法对系统进行功率检测时所得到的数据表见表1表1根据表1所示数据，绘制的功率检测曲线图如图4所示，射频信号的功率变化时，功率检测系统的输出电压随之改变，完成了功率检测。利用本实施例所述的检测系统进行电流检测的方法如下，电流检测模块通过数字信号输出端将测得系统的工作电流转换成相应电压信号发送给单片机，单片机根据获取的电压值计算系统的工作电流；单片机根据获取的电压值，根据关系式：VOUT2＝kI×R,计算系统的工作电流，其中VOUT2为输出电平值，k为比例系数，I为系统的工作电流，R为分流电阻器阻值。本实测例中R＝100mΩ，表2为基于上述测量方法对系统进行功率检测时所得到的数据表。表2电流值(A)输出电平值(V)0.351.7480.361.7950.371.8420.381.8930.391.948根据表2所示数据，绘制的电流检测曲线图如图5所示，系统的工作电流变化时，电流检测系统的输出电平随之改变，完成了电流检测。应当理解的是，本说明书未详细阐述的部分均属于现有技术。虽然以上结合附图描述了本实用新型的具体实施方式，但是本领域普通技术人员应当理解，这些仅是举例说明，可以对这些实施方式做出多种变形或修改，而不背离本实用新型的原理和实质。本实用新型的范围仅由所附权利要求书限定。当前第1页1 2 3