一种功率放大器的驻波检测与保护电路的制作方法

1.本实用新型涉及功率放大器相关技术领域，尤其涉及一种功率放大器的驻波检测与保护电路。


背景技术：

2.功率放大器的输出阻抗与后级负载匹配不佳时，输出驻波比将会增大，从而导致功率传输效率下降，严重情况下反射信号会破坏功率放大器。在调试过程中，也很难直接判断功放与后级器件的匹配情况，如果在不匹配的情况下长时间应用很可能会导致模块出现故障甚至损坏。因此，功放的驻波检测和保护设计在某些应用场景下是不可或缺的。
3.有鉴于上述的缺陷，本设计人积极加以研究创新，以期创设一种功率放大器的驻波检测与保护电路，使其更具有产业上的利用价值。


技术实现要素：

4.为解决上述技术问题，本实用新型的目的是提供一种功率放大器的驻波检测与保护电路。
5.为实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案：
6.一种功率放大器的驻波检测与保护电路，包括功率放大器和控制单元，还包括耦合器、第一衰减器、第二衰减器、第一检波器、第二检波器和放大比较电路，功率放大器的输出端与耦合器的输入端相连接，耦合器的正向耦合端与第一衰减器的输入端相连接，第一衰减器的输出端与第一检波器的输入端相连接，第一检波器的输出端与放大比较电路的第一输入端相连接，耦合器的反向耦合端与第二衰减器的输入端相连接，第二衰减器的输出端与第二检波器的输入端相连接，第二检波器的输出端与放大比较电路的第二输入端相连接，放大比较电路的输出端通过控制单元与功率放大器的输入端相连接。
7.作为本实用新型的进一步改进，功率放大器的芯片型号是hmc383。
8.作为本实用新型的进一步改进，放大比较电路包括芯片u2和芯片u3，芯片u2的第一引脚与电阻r5的一端相连接，电阻r5的另一端与芯片u3的第六引脚相连接，芯片u2的第一引脚与电阻r7的一端相连接，电阻r7的另一端与芯片u2的第二引脚相连接，电阻r7的另一端与电阻r8的一端相连接，电阻r8的另一端与芯片u2的第四引脚相连接，芯片u2的第四引脚接地，芯片u2的第三引脚与电阻r1的一端相连接，电阻r1的另一端与vdet_i端相连接，芯片u2的第三引脚与电阻r3的一端相连接，电阻r3的另一端通过电容c4与芯片u2的第八引脚相连接，电阻r3的另一端接地，芯片u2的第八引脚与芯片u3的第八引脚相连接，芯片u3的第八引脚通过电容c3接地，芯片u3的第八引脚与vcc端相连接，芯片u3的第七引脚与电阻r4的一端相连接，电阻r4的另一端与vcc端相连接，芯片u3的第七引脚与jc端相连接，芯片u3的第七引脚通过电容c5接地，芯片u2的第五引脚与电阻r2的一端相连接，电阻r2的另一端与vdet_r端相连接，芯片u2的第六引脚与电阻r9的一端相连接，电阻r9的另一端接地，芯片u2的第六引脚与电阻r6的一端相连接，电阻r6的另一端与芯片u2的第七引脚相连接，芯片
u2的第七引脚与电阻r10的一端相连接，电阻r10的另一端与芯片u3的第五引脚相连接，芯片u3的第四引脚接地，芯片u3的第一引脚、芯片u3的第二引脚和芯片u3的第三引脚空接。
9.作为本实用新型的进一步改进，芯片u2的型号是lm358。
10.作为本实用新型的进一步改进，芯片u3的型号是lm393。
11.作为本实用新型的进一步改进，第一检波器和第二检波器均为对数检波器。
12.借由上述方案，本实用新型至少具有以下优点：
13.本实用新型提出一种功率放大器的驻波检测与保护电路，可以是实时读取电路输出驻波，在驻波过大时发出警告信号，并及时断电。
14.上述说明仅是本实用新型技术方案的概述，为了能够更清楚了解本实用新型的技术手段，并可依照说明书的内容予以实施，以下以本实用新型的较佳实施例并配合附图详细说明如后。
附图说明
15.为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对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实用新型的某些实施例，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。
16.图1是本实用新型一种功率放大器的驻波检测与保护电路的原理图；
17.图2是本实用新型耦合检波电路的电路图；
18.图3是本实用新型放大比较电路的电路图。
19.其中，图中各附图标记的含义如下。
20.1 功率放大器
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2 耦合器
21.3 第一衰减器
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4 第二衰减器
22.5 第一检波器
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6 第二检波器
23.7 放大比较电路
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8 控制单元
具体实施方式
24.下面结合附图和实施例，对本实用新型的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本实用新型，但不用来限制本实用新型的范围。
25.为了使本技术领域的人员更好地理解本实用新型方案，下面将结合本实用新型实施例中附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本实用新型实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本实用新型的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本实用新型的范围，而是仅仅表示本实用新型的选定实施例。基于本实用新型的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
26.实施例
27.如图1～图3所示，
28.一种功率放大器的驻波检测与保护电路，包括功率放大器1和控制单元8，还包括
耦合器2、第一衰减器3、第二衰减器4、第一检波器5、第二检波器6和放大比较电路7，功率放大器1的输出端与耦合器2的输入端相连接，耦合器2的正向耦合端与第一衰减器3的输入端相连接，第一衰减器3的输出端与第一检波器5的输入端相连接，第一检波器5的输出端与放大比较电路7的第一输入端相连接，耦合器2的反向耦合端与第二衰减器4的输入端相连接，第二衰减器4的输出端与第二检波器6的输入端相连接，第二检波器6的输出端与放大比较电路7的第二输入端相连接，放大比较电路7的输出端通过控制单元8与功率放大器1的输入端相连接。
29.本实用新型采用以下技术实现：该电路主要分为耦合检波链路、放大比较电路两部分。其中，耦合检波链路主要由功率放大器1和控制单元8，还包括耦合器2、第一衰减器3、第二衰减器4、第一检波器5、第二检波器6组成，放大比较电路主要由运算放大器以及电压比较器组成，运算放大器即为芯片u2，电压比较器即为芯片u3。其中，功率放大器1中u1的芯片型号是hmc383。放大比较电路中运算放大器芯片u2的型号是lm358。放大比较电路中电压比较器芯片u3的型号是lm393。第一检波器5和第二检波器6均为对数检波器。
30.耦合检波链路将功率放大器1的输出信号及反射信号耦合后输入对数检波器转化成直流电平，电平大小与功率成对数线性关系。正向、反向的检波电平在放大比较电路中经过处理，当驻波比超过设定的阈值时，电路输出高电平警告信号，可以通过另外的控制单元使得功放断电，从而起到保护作用。
31.耦合检波链路中芯片u1即为信号放大模块，c1、c2为隔直电容。在c2后端为双定向耦合器2，可以提供输出功率耦合及反射功率耦合。正向及反向耦合信号分别经过第一衰减器3、第二衰减器4，使得信号功率大小衰减至对数检波器的动态范围内。耦合信号分别经第一检波器5、第二检波器6后得到正向检波电平vdet_i和反向检波电平vdet_r。
32.放大比较链路主要包括运算放大器芯片u2以及电压比较器芯片u3组成；其中r1、r3为分压电阻，它们与r7、r8配合，可将正向检波电压vdet_i放大/缩小指定系数，提供参考电平vref并在芯片u2的1脚输出至后级芯片u3的反向输入端；反向检波电压vdet_r经放大后(放大系数由r6、r9决定)，在u2的7脚输出至后级芯片u3的正向输入端；当芯片u3正向输入端电压v+大于负向输入端电压vref，比较器u3输出高电平(jc)，说明功放输出驻波已达到阈值；反之，输出驻波比未达到阈值，比较器则输出低电平(jc)；检测电平jc经过控制单元8处理，可以在功放输出驻波过大时发出警告并断电保护。
33.控制单元8对检测电平处理识别后，输出两路信号：一路进入报警器，提示驻波过大；另一路输出至功率放大器1的使能端，控制功率放大器1的上电断电，当驻波过大时，输出禁止控制电平使功放断电以保护功放不被损坏。其中，上述控制单元8的工作原理为现有技术中的常规技术，具体可见申请号201621266275.0，申请日2016.11.21，专利名称为“一种低噪放、微功率功放驻波检测装置”的对比文件1，在对比文件1中的说明书中具体公开了以下内容“本实施例中，信号比较链路还可通过接口与外部监控单元连接，驻波检测结果可以输出高电平的形式由该外部接口向外部监控单元反馈，实现驻波检测功能。
34.在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解
为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指咧所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”等的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本实用新型的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。
35.在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接：可以是机械连接，也可以是电连接：可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通.对于本领域的普通技术人员而言，可以通过具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
36.以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，并不用于限制本实用新型，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变型，这些改进和变型也应视为本实用新型的保护范围。