窄脉冲的功率测量方法及系统与流程

文档序号:19211525发布日期:2019-11-26 01:18阅读:616来源:国知局
窄脉冲的功率测量方法及系统与流程

本申请涉及信号检测领域,具体而言,涉及一种窄脉冲的功率测量方法及系统。



背景技术:

随着高功率微波技术在高能粒子加速器、等离子加热、高功率雷达等领域的应用,人们对高功率微波的测量技术提出了越来越高的要求。

然而,高功率微波通常具有峰值功率高、脉宽窄的特点,对于处理器有较高要求。例如,对于以纳秒量级的窄脉冲信号,由于脉宽过窄,通常需要选用专用的高速率模数转换芯片进行采样,通过高精度的专用处理器或fpga(fieldprogrammablegataarray,现场可编程门阵列)才能对窄脉冲信号进行处理。



技术实现要素:

本申请实施例的目的在于提供一种窄脉冲的功率测量方法及系统,用以改善现有技术中难以采用通用处理器对窄脉冲信号进行检测的问题。

第一方面,本申请实施例提供一种窄脉冲的功率测量方法,应用于窄脉冲的功率测量系统,所述系统包括:采集单元、峰值保持电路、微控制器,所述采集单元与所述峰值保持电路连接,所述峰值保持电路与所述微控制器连接;

所述方法包括:

所述采集单元采集第一功率信号,所述第一功率信号为窄脉冲的射频功率信号;

所述采集单元将所述第一功率信号转换为窄脉冲的第一电压信号;

所述峰值保持电路根据所述第一电压信号输出第二电压信号,所述第二电压信号的脉宽大于所述第一电压信号的脉宽;

所述微控制器对所述第二电压信号进行采样,得到电压采样数据;

所述微控制器根据所述电压采样数据计算得到与所述第一功率信号对应的功率测量结果。

通过上述方法,能够通过采集单元、峰值保持电路将窄脉冲的第一功率信号转化为脉宽较大的第二电压信号。微控制器能够对脉宽较大的第二电压信号进行采样,并基于采样结果计算得到功率测量结果,该功率测量结果与第一功率信号是对应的,以此能够实现对窄脉冲功率小信号的间接测量。上述方法可应用于通用的微控制器、通用的微处理器,降低了传统方案对于处理器的高性能要求。对于采用上述方法的通用的微控制器、通用的微处理器,即使器件本身的工作采样频率无法满足窄脉冲信号的频率,也能够实现对于窄脉冲小信号的功率测量。

结合第一方面,在一种可能的设计中,所述微控制器对所述第二电压信号进行采样,得到电压采样数据,包括:

所述微控制器的内置转换器对所述第二电压信号进行采样,得到电压采样数组作为所述电压采样数据。

通过上述实现方式,微控制器自身可以实现对于第二电压信号的采样,无需借助外置的高精度的模数转换器进行数据转换,降低了系统结构复杂度。

结合第一方面,在一种可能的设计中,所述电压采样数据包括所述第二电压信号的多个采样点对应的多个电压值,所述微控制器根据所述电压采样数据计算得到与所述第一功率信号对应的功率测量结果,包括:

所述微控制器根据所述电压采样数据中的所述多个电压值,筛选出所述多个采样点中的有效采样点,计算得到所述有效采样点对应的有效平均电压值;

所述微控制器根据所述有效平均电压值以及预先设定的拟合对应关系,计算得到所述有效平均电压值对应的功率值,作为所述第一功率信号对应的功率测量结果。

通过上述实现方式,可以根据第二电压信号筛选出有效采样点,并基于有效采样点的电压计算出有效平均电压值,然后根据设定的拟合对应关系确定出与有效平均电压值对应的功率值,作为第一功率信号对应的功率测量结果。以此可根据脉宽较大的第二电压信号确定出窄脉冲的第一功率信号所对应的功率,降低了对于微控制器的高性能要求,具有较好的市场应用前景。

结合第一方面,在一种可能的设计中,所述第一功率信号有至少两路,至少两路所述第一功率信号中包括被测设备的输出功率信号、反射功率信号;

所述微控制器根据所述电压采样数据计算得到与所述第一功率信号对应的功率测量结果,包括:

所述微控制器根据所述输出功率信号对应的电压采样数据计算得到输出功率值;

所述微控制器根据所述反射功率信号对应的电压采样数据计算得到反射功率值;

所述微控制器根据所述输出功率值以及所述反射功率值,计算得到驻波比,所述驻波比作为与所述输出功率信号和所述反射功率信号对应的功率测量结果。

通过上述实现方式,微控制器可以对至少两路未知的窄脉冲信号进行功率测量。当至少两路信号中存在被测设备的输出功率信号和反射功率信号时,微控制器可分别计算出输出功率信号对应的输出功率值、反射功率信号对应的反射功率值,并基于输出功率值、反射功率值计算出驻波比。通过对驻波比的计算,有助于用户根据计算出的驻波比对输出了输出功率信号或输出了反射功率信号的被测设备进行反馈调节。

结合第一方面,在一种可能的设计中,所述采集单元包括检波器,所述采集单元将所述第一功率信号转换为窄脉冲的第一电压信号,包括:

所述检波器对所述第一功率信号进行检波,得到窄脉冲的所述第一电压信号。

在上述实现过程中,通过检波器可以将窄脉冲的第一功率信号转化为窄脉冲的第一电压信号,实现了功率信号到电压信号的转换。

结合第一方面,在一种可能的设计中,所述采集单元包括检波器、运算放大器,所述采集单元将所述第一功率信号转换为窄脉冲的第一电压信号,包括:

所述检波器对所述第一功率信号进行检波,得到窄脉冲的第一检波信号;

所述运算放大器对所述第一检波信号进行运算放大,得到窄脉冲的所述第一电压信号。

在上述实现过程中,通过检波器可以实现功率信号到电压信号的转换,运算放大器可以将电压小信号进行运算放大,以便于后续电路能够识别到范围更宽、信号更强的电压信号,微控制器可更容易地进行信号采集。

结合第一方面,在一种可能的设计中,所述峰值保持电路包括跨导放大器、二极管、保持电容、电压缓冲器,所述峰值保持电路根据所述第一电压信号输出第二电压信号,包括:

所述跨导放大器根据所述第一电压信号输出充电信号,所述充电信号用于控制所述二极管导通以对所述保持电容进行充电,或用于控制所述二极管截止以使所述保持电容输出的电压维持不变;

所述电压缓冲器根据所述保持电容输出的信号输出第二电压信号。

在上述实现过程中,跨导放大器能够根据第一电压信号的变化控制二极管导通或截止,保持电容输出的信号会根据二极管的变化而变化,电压缓冲器可以将保持电容输出的信号耦合为第二电压信号,上述峰值保持电路可实现脉宽的延展。

第二方面,本申请实施例提供一种窄脉冲的功率测量系统,所述系统包括:采集单元、峰值保持电路、微控制器;

所述采集单元与所述峰值保持电路连接,所述峰值保持电路与所述微控制器连接;

所述采集单元,用于采集第一功率信号,所述第一功率信号为窄脉冲的射频功率信号;

所述采集单元,还用于将所述第一功率信号转换为窄脉冲的第一电压信号;

所述峰值保持电路,用于根据所述第一电压信号输出第二电压信号,所述第二电压信号的脉宽大于所述第一电压信号的脉宽;

所述微控制器,用于对所述第二电压信号进行采样,得到电压采样数据;

所述微控制器,还用于根据所述电压采样数据计算得到与所述第一功率信号对应的功率测量结果。

通过上述窄脉冲的功率测量系统可以执行前述第一方面提供的方法,即使微控制器本身的工作采样频率无法满足窄脉冲信号的频率,也能够完成对于窄脉冲功率小信号的测量。

结合第二方面,在一种可能的设计中,所述采集单元包括检波器;

所述检波器用于对所述第一功率信号进行检波,得到所述第一电压信号。

以此能够通过检波器将窄脉冲的第一功率信号转化为窄脉冲的第一电压信号,实现了功率信号到电压信号的转换。

结合第二方面,在一种可能的设计中,所述系统包括至少两路采集线路;

所述至少两路采集线路中的任一线路包括:所述采集单元以及与所述采集单元连接的峰值保持电路;

所述至少两路采集线路,用于向所述微控制器传输至少两路第二电压信号;

所述微控制器,用于根据所述至少两路第二电压信号计算得到至少两组功率值。

通过上述实现方式,能够对多路未知的窄脉冲信号进行功率测量,提升了对未知的窄脉冲功率小信号的测量效率。

为使本申请的上述目的、特征和优点能更明显易懂,下文特举实施例,并配合所附附图,作详细说明如下。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案,下面将对本申请实施例中所需要使用的附图作简单地介绍,应当理解,以下附图仅示出了本申请的某些实施例,因此不应被看作是对范围的限定,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1为本申请实施例提供的一种窄脉冲的功率测量系统的示意图。

图2为本申请实施例提供的一种信号转换过程的示意图。

图3为本申请实施例提供的一个实例中的窄脉冲的功率测量系统的示意图。

图4为本申请实施例提供的一种窄脉冲的功率测量方法的流程图。

图5为本申请实施例提供的一个实例中的电压采样示意图。

图标:10-功率测量系统;100-采集单元;a-检波器;b1-运算放大器;200-峰值保持电路;b2-跨导放大器;b3-电压缓冲器;i-恒流源;d-二极管;c-保持电容;300-微控制器。

具体实施方式

下面将结合本申请实施例中的附图,对本申请实施例中的技术方案进行描述。

请参阅图1,图1为本申请实施例提供的一种窄脉冲的功率测量系统10的示意图。为便于描述,在后续部分介绍中将该窄脉冲的功率测量系统10简称为功率测量系统10。

其中,该窄脉冲的功率测量系统10可以对未知的功率信号进行测量,该未知的功率信号可能是由与被测设备耦合连接的耦合器输出的窄脉冲信号。

窄脉冲信号可以表示脉宽(pulse-width,脉冲宽度,简称脉宽)为纳秒量级甚至低于纳秒量级的信号。

被测设备可能是宽带放大器、功率源以及其他能够输出窄脉冲功率信号的设备。

以被测设备是功率源为例,功率源可以与两个耦合器耦合连接,该两个耦合器中的其中一个耦合器所输出的信号可能是正向信号,另一个耦合器所输出的信号可能是反向信号。正向信号表示输出功率信号,正向信号通常为有用信号;反向信号表示反射功率信号,表示被其他连接线或者其他设备反射回来的信号,通常会被负载所吸收。

正向信号、反向信号具有方向性。正向信号、反向信号的具体采集位置不同,但不论是窄脉冲的正向信号还是窄脉冲的反向信号,都可以作为本申请任一实施例中的第一功率信号。

如图1所示,本申请实施例提供的窄脉冲的功率测量系统10可包括采集单元100、峰值保持电路200、微控制器300。

采集单元100与峰值保持电路200连接,峰值保持电路200与微控制器300连接。

采集单元100,用于采集窄脉冲的第一功率信号,并将第一功率信号转化为窄脉冲的第一电压信号,该第一功率信号为射频功率信号。

峰值保持电路200,用于根据第一电压信号输出第二电压信号,第二电压信号的脉宽大于第一电压信号的脉宽。

微控制器300,用于对第二电压信号进行采样以得到电压采样数据。

微控制器300,还用于根据电压采样数据计算得到与第一功率信号对应的功率测量结果。

其中,图2或图3中的“in”指示的端子可用于接入第一功率信号,第一功率信号为未知的射频耦合功率小信号。

在一个实例中,第一功率信号的脉宽可以是纳秒量级。

当第一功率信号被采集单元100进行信号转换后,第一功率信号转化为第一电压信号,第一电压信号与第一功率信号的脉宽量级相同。

如图2所示,当第一电压信号被峰值保持电路200进行信号转换后,窄脉冲的第一电压信号转化为脉宽较大的第二电压信号。

在一个实例中,第二电压信号的脉宽可以是微秒量级。

作为一种实现方式,在得到脉宽较大的第二电压信号后,微控制器300能够采集到第二电压信号,以得到电压采样数据,然后基于电压采样数据计算出一个功率值,该功率值作为与第一功率信号对应的功率测量结果。

其中,对于每一次测量过程中输入的每路第一功率信号,微控制器300可以计算得到一个功率值,作为该路第一功率信号的功率测量结果。当对该第一功率信号进行更新后,微控制器300可以计算出一个新的功率值,作为更新后的第一功率信号对应的功率测量结果。

对于上述窄脉冲的功率测量系统10,即使微控制器300的采样频率较低,微控制器300本身的工作采样频率无法满足第一功率信号的频率,通过采样单元对第一功率信号所作的信号转化以及峰值保持电路200所作的脉宽延展,能够将未知的窄脉冲功率小信号转化为脉宽较大的电压信号。然后微控制器300可基于脉宽较大的电压信号进行采样,并根据电压采样数据计算出与第一功率信号对应的功率测量结果。以此使得通用的微控制器300或通用的处理器也能够完成对于窄脉冲功率小信号的测量,无需再借助高速率、高精度的专用处理器或fpga(fieldprogrammablegataarray,现场可编程门阵列)进行功率测量。其中,通用的处理器或通用的微控制器300,是指工作采样频率难以满足第一功率信号的频率,从而无法直接对第一功率信号进行测量的处理器或控制器。

通常情况下,若是要利用高性能的专用处理器芯片或fpga等处理器搭建测量系统,会面临较为复杂的外围电路设计,而若是采用本申请实施例提供的窄脉冲的功率测量系统10进行功率测量,可以简化测量系统的结构。

可选地,如图3所示,采集单元100可以包括检波器a、运算放大器b1。

检波器a与运算放大器b1连接,运算放大器b1与峰值保持电路200连接。

检波器a,用于对第一功率信号进行检波,得到窄脉冲的第一检波信号。第一检波信号为电压信号。

运算放大器b1,用于对第一检波信号进行运算放大以得到第一电压信号,并将第一电压信号传输至峰值保持电路200。

在一个实例中,运算放大器b1可以是差分放大器,用于对第一检波信号进行差分放大以得到第一电压信号。

若第一功率信号为正向信号,检波器a可以用于正向检波,若第一功率信号为反向信号,检波器a可用于反向检波。

作为一种实施方式,检波器a可以是包络/峰值检波器a,用于对窄脉冲的信号进行包络检波。

在一个实例中,检波器a可以采用型号为adl5511的包络/峰值检波器a。运算放大器b1可以采用型号为lmh6612ma的放大器,以实现运算放大功能。

以此能够通过检波器a实现功率信号到电压信号的转化,通过运算放大器b1可以对电压小信号进行运算放大,以便于后续电路能够识别到范围更宽、信号更强的电压信号,微控制器可更容易地进行信号采集。

在其他实施例中,运算放大器b1可以有多级,以实现多级放大的作用。

可选地,若检波器a所输出的信号足以让后续电路进行识别,则可以省略运算放大器b1。

在省略运算放大器b1的情况下,检波器a可用于对第一功率信号进行检波,得到第一电压信号。以此通过检波器a可以将窄脉冲的第一功率信号转化为窄脉冲的第一电压信号,实现了功率信号到电压信号的转换。

可选地,峰值保持电路200可以包括跨导放大器b2、二极管d、保持电容c、电压缓冲器b3。

跨导放大器b2的一个输入端与采集单元100的输出端连接,跨导放大器b2的输出端与二极管d的阳极连接,二极管d的阴极与保持电容c连接。该保持电容c还与电压缓冲器b3的输入端连接,电压缓冲器b3的输出端与微控制器300连接,电压缓冲器b3可将输出的信号反馈到跨导放大器b2的另一个输入端。

其中,跨导放大器b2可对第一电压信号、第二电压信号之间的电压差进行转换处理,跨导放大器b2的输出信号是电流信号。图3中与跨导放大器b2连接的恒流源i用于为跨导放大器b2提供一个静态回路。

若第二电压信号小于第一电压信号,则跨导放大器b2输出的电流信号通过二极管d对保持电容c进行充电。若第二电压信号大于或等于第一电压信号,则二极管d截止,保持电容c上的电压保持不变。电压缓冲器b3能够采集到保持电容c上的信号变化。

通过上述峰值保持电路200可将窄脉冲的第一电压信号的脉宽进行延展并保持一段时间,得到脉宽较大的第二电压信号,以便于采用通用的低速率模数转换器进行采样处理。

该低速率的模数转换器可能是微控制器300的内置转换器,也可能是外置转换器。

可选地,为了使窄脉冲峰值保持的响应速度更快,在选择器件搭建峰值保持电路200时可以尽可能减小跨导放大器b2、二极管d、电压缓冲器b3的延时,也可采用带宽较大的跨导放大器b2和电压缓冲器b3。在一个实例中,可采用带宽为百兆量级的运算放大器搭建峰值保持电路200。

在一个实例中,峰值保持电路200可采用型号为opa615的集成芯片实现,opa615的芯片内包含一个运算跨导放大器b2、电压缓冲器b3以及一个并发开关电路,当其开关使能时,跨导放大器b2的输出电流大,可迅速给保持电容c充电,当开关关断时,关断电阻大,可以使得保持电容c上的电荷尽可能保持不变。该例中的峰值保持电路200能够实现纳秒级脉宽的信号峰值保持,以便后续的微控制器300的采样接口能够采集到有效信号,使得功率测量系统10可以对多种未知的窄脉冲功率信号进行测量,且保障了测量可靠性。

其中,二极管d对于功率测量系统10的参数影响较大,由于二极管d在导通、截止之间会有时间差,存在反向漏电流,而反向漏电流越大,电路的下垂速率越大。考虑到这一因素,可采用正向导通电压小、开关时间快、恢复时间段且结电容小的二极管d搭建峰值保持电路200,例如可以采用但不限于肖特基二极管d。

可选地,功率测量系统10可以包括至少两路采集线路,该至少两路采集线路可用于采集不同被测设备的窄脉冲信号,也可用于采集同一被测设备的多种窄脉冲信号。

其中,该至少两路采集线路中的任一采集线路可能用于对一被测设备的输出功率信号进行功率测量,也可能用于对该被测设备的反射功率信号进行测量,还可能用于对另一被测设备的入射功率信号进行测量,窄脉冲的入射功率信号可作为上述的第一功率信号。

该至少两路采集线路中的任一线路可包括:采集单元100以及与采集单元100连接的峰值保持电路200,任一采集线路中的峰值保持电路200的输出端与微控制器300连接。

作为一种实现方式,该至少两路采集线路用于向微控制器300传输至少两路第二电压信号。微控制器300用于根据至少两路第二电压信号计算得到至少两组功率值。

其中,一组功率值对应一路采集线路。每组功率值中的功率值个数与实际输入第一功率信号的更新次数有关,每组功率值中的功率值个数可能是一个,也可能是多个。

通过设置有至少两路采集线路的窄脉冲的功率测量系统10,能够对多路未知的窄脉冲信号分别进行功率测量,提升了对未知的窄脉冲功率小信号的测量效率。

可选地,若该至少两路采集线路中采集的第一功率信号包括一路输出功率信号和与该输出功率信号对应的一路反射功率信号,则该至少两路采集线路中有至少两个采集单元100分别采集两个第一功率信号,该两个第一功率信号中的一个信号为输出功率信号,另一个信号为反射功率信号。

分别用于采集输出功率信号、反射功率信号的两个采集单元100与两个峰值保持电路200连接,该两个峰值保持电路200分别用于输出与输出功率信号对应的正向第二电压信号、与反射功率信号对应的反向第二电压信号。微控制器300的两个输入端可分别对正向第二电压信号、反向第二电压信号进行电压采样,并根据采样结果分别计算出与输出功率信号对应的输出功率值、与反射功率信号对应的反射功率值。输出功率值可作为与输出功率信号对应的功率测量结果,反射功率值可作为与反射功率信号对应的功率测量结果。

在计算出输出功率值、反射功率值的情况下,微控制器300可用于根据输出功率值、反射功率值计算驻波比,驻波比作为与输出功率信号、反射功率信号对应的功率测量结果。通过对驻波比的计算配置,有助于用户根据计算出的驻波比对输出了输出功率信号或输出了反射功率信号的被测设备进行反馈调节,上述方案具有良好的市场应用前景。

基于同一发明构思,本申请实施例还提供一种可应用于前述窄脉冲的功率测量系统10的窄脉冲的功率测量方法。该窄脉冲的功率测量方法可由前述功率测量系统10所执行。

请参阅图4,图4为本申请实施例提供的一种窄脉冲的功率测量方法的流程图。

如图4所示,该窄脉冲的功率测量方法可包括步骤s21-s25。

s21:采集单元100采集第一功率信号,第一功率信号为窄脉冲的射频功率信号。

s22:采集单元100将第一功率信号转换为窄脉冲的第一电压信号。

s23:峰值保持电路200根据第一电压信号输出第二电压信号,第二电压信号的脉宽大于第一电压信号的脉宽。

s24:微控制器300对第二电压信号进行采样,得到电压采样数据。

s25:微控制器300根据电压采样数据计算得到与第一功率信号对应的功率测量结果。

通过上述方法可通过采集单元100、峰值保持电路200将窄脉冲的第一功率信号转换为脉宽较大的第二电压信号。微控制器300可对脉宽较大的第二电压信号进行采样,并基于采样结果计算得到功率测量结果,以此可实现对窄脉冲功率小信号的间接测量。其中,该功率测量结果与第一功率信号是对应的。

上述方法可应用于通用的微控制器300、通用的微处理器,降低了传统方案对于处理器的高性能要求。即使微控制器300的工作采样频率较低,也能够实现对于窄脉冲小信号的功率测量。其中,通用的微控制器300、通用的微处理器,是指器件本身的工作采样频率无法满足窄脉冲信号的频率的控制器、处理器。

作为一种实施方式,本申请实施例中的微控制器300可以是微秒量级的处理器。

可选地,对于上述s24,具体可以包括:微控制器300的内置转换器对第二电压信号进行采样,得到电压采样数组作为电压采样数据。

由于第二电压信号的脉宽是经过延展的,即使微控制器300的内置模数转换器的采样频率低,也能够满足对第二电压信号的采样需求,降低了对外置的高速率模数转换器的依赖。微控制器300自身可实现对第二电压信号的采样,无需借助外置的高精度的模数转换器进行数据转换,可简化系统结构。

可选地,电压采样数据可包括第二电压信号的多个采样点对应的多个电压值,上述s25可以包括:s251-s252。

s251:微控制器300根据电压采样数据中的多个电压值,筛选出所述多个采样点中的有效采样点,计算得到有效采样点对应的有效平均电压值。

s252:微控制器300根据有效平均电压值以及预先设定的拟合对应关系,计算得到有效平均电压值对应的功率值,作为第一功率信号对应的功率测量结果。

作为一种实施方式,微控制器300的模数转换端口可以采集到第二电压信号,在进行模数转换后,可以得到包含多个电压值的电压采样数据,该多个电压值中的每个电压值对应一个采样点。

在得到多个采样点对应的多个电压值后,可以从多个电压值中筛选出有效电压值,有效电压值对应的采样点即为有效采样点。

有效电压值的个数与实际输入的第一功率信号有关,对于每次确定出的多个有效电压值,多个有效电压值可能相同,也可能不同。

其中,有效电压值可以是大于设定阈值的电压值。该设定阈值可以是0、0.1、0.2、0.5、0.8等值的电压阈值。

在确定出有效电压值或有效采样点后,对一次测量过程中的所有有效电压值求平均,可得到与该第一功率信号对应的有效平均电压值v。根据该有效平均电压值v以及预先设定的拟合对应关系,可确定出该有效平均电压值v对应的功率值,作为第一功率信号的功率测量结果。

其中,拟合对应关系可能以拟合曲线的形式展现,也可能以拟合表达式的形式展现,还可能以数据表的形式展现。

拟合对应关系可以根据实际的采集单元确定,采集单元的拟合对应关系是固定的,当采集单元被校准后就可以确定出该采集单元所对应的拟合对应关系。例如,每种检波器对应有固定的拟合曲线或拟合表达式,可作为一种拟合对应关系。

作为一种实现方式,若拟合对应关系表现为拟合曲线,拟合曲线的横坐标可以是电压,纵坐标可以是功率。通过将计算出的有效平均电压值v代入拟合曲线,可根据拟合曲线确定与该有效平均电压值v对应的那个功率值,作为第一功率信号对应的功率测量结果。

若想实现对多个第一功率信号的功率测量,可以通过多路采集线路分别得到多组采样数据,并计算出多个有效平均电压值,每个有效平均电压值可对应一个第一功率信号,基于预先设定的拟合对应关系可确定出多个第一功率信号对应的多个功率测量结果。

在一个实例中,如图5所示,可根据第二电压信号的信号周期t,随机选取n个采样点,得到与n个采样点分别对应的n个电压值。n个采样点可能对应多个信号周期t的采样数据。n为大于零的整数。

其中,在每个信号周期t内选取的采样点个数可以是相同的。

以图5为例,在图5中采样得到了n个采样点的n个电压值。在该n个采样点中,第2、3、7、8……n个采样点对应的电压值是有效电压值,第2、3、7、8……n个采样点是有效的采样点,其余采样点记为无效的采样点。对第2、3、7、8……n个采样点这些有效采样点对应的所有有效电压值求平均后,可以得到该n个采样点对应的一个有效平均电压值v。根据该有效平均电压值v以及预设的拟合对应关系可以确定出一个功率值,作为第一功率信号的功率测量结果。

以此可以根据第二电压信号确定出有效采样点,并基于有效采样点的电压计算出有效平均电压值,然后根据设定的拟合对应关系确定出与有效平均电压值对应的功率值,作为与第一功率信号对应的功率测量结果。以此可根据脉宽较大的第二电压信号确定出脉宽较小的第一功率信号所对应的功率,降低了对于微控制器300的高性能要求,具有较好的市场应用前景。

可选地,第一功率信号可以有至少两路,该至少两路第一功率信号中可以包括被测设备的输出功率信号、反射功率信号。输出功率信号、反射功率信号的采集位置不同。上述s25具体可以包括:s253-s255。

s253:微控制器300根据输出功率信号对应的电压采样数据计算得到输出功率值。

s254:微控制器300根据反射功率信号对应的电压采样数据计算得到反射功率值。

s255:微控制器300根据输出功率值以及反射功率值,计算得到驻波比,驻波比作为与输出功率信号和反射功率信号对应的功率测量结果。

关于上述s253、s254的计算顺序可以交换,例如可以同时执行s253、s254,也可以先执行s253,再执行s254,还可以先执行s254、再执行s253。

需要说明的是,关于相互对应的输出功率信号、反射功率信号在信号采集时间上需要对应,例如,可以采用两路线路同时采集输出功率信号和反射功率信号进而得到两组电压采样数据,以此保证计算出的输出功率值、反射功率值在时间上是相互对应的。

可选地,若至少两个第一功率信号中的每个信号都是正向的窄脉冲信号,微控制器300可计算出至少两个输出功率值。若该至少两个第一功率信号中的每个信号都是反向的窄脉冲信号,微控制器300可计算出至少两个反射功率值。

通过上述实现方法,微控制器300可对至少两路未知的窄脉冲信号进行功率测量。当至少两路信号中存在一组相互对应的输出功率信号和反射功率信号时,微控制器300可分别计算出输出功率信号对应的输出功率值、反射功率信号对应的反射功率值,并基于输出功率值、反射功率值计算出驻波比。通过对驻波比的计算,有助于用户根据计算出的驻波比对输出了输出功率信号的被测设备进行反馈调控。

作为一种实现方式,采集单元100可包括检波器a,上述s22可包括:检波器a对第一功率信号进行检波,得到窄脉冲的第一电压信号。

以此可通过检波器a将窄脉冲的第一功率信号转化为窄脉冲的第一电压信号,实现功率信号到电压信号的转换。

作为另一种实现方式,采集单元100可包括检波器a、运算放大器b1,上述s22可包括:检波器a对第一功率信号进行检波,得到第一检波信号;运算放大器b1对第一检波信号进行运算放大,得到窄脉冲的第一电压信号。

以此可通过检波器a实现功率信号到电压信号的转换,通过运算放大器b1将电压小信号进行运算放大,便于后续电路能够识别到范围更宽、信号更强的电压信号。

可选地,峰值保持电路200可包括跨导放大器b2、二极管d、保持电容c、电压缓冲器b3,上述s23可包括s231-s232。

s231:跨导放大器b2根据第一电压信号输出充电信号,充电信号用于控制二极管d导通以对保持电容c进行充电,或用于控制二极管d截止以使保持电容c输出的电压维持不变。

s232:电压缓冲器b3根据保持电容c输出的信号输出第二电压信号。

以此可采用跨导放大器b2根据第一电压信号的变化控制二极管d导通或截止,且保持电容c输出的信号会根据二极管d的变化而变化,通过电压缓冲器b3可将保持电容c输出的信号耦合为第二电压信号,上述峰值保持电路可实现脉宽的延展。

关于本申请实施例提供的窄脉冲的功率测量方法的更多细节,可以参考前述功率测量系统10中的相关描述,在此不再赘述。

在本申请所提供的实施例中,应该理解到,所揭露方法,可以通过其它的方式实现。以上所描述的实施例仅仅是示意性的,例如,单元的划分,仅仅为一种逻辑功能划分,实际实现时可以有另外的划分方式,又例如,多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统,或一些特征可以忽略,或不执行。另一点,相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些通信接口,装置或单元的间接耦合或通信连接,可以是电性,机械或其它的形式。

另外,作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的,可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。

在本文中,诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来,而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。

以上仅为本申请的实施例而已,并不用于限制本申请的保护范围,对于本领域的技术人员来说,本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本申请的保护范围之内。

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