一種基於電離層探測儀的功率和電流檢測系統的製作方法

2024-04-01 04:07:05 1

本實用新型屬於功率和電流測量
技術領域：
，尤其涉及一種基於電離層探測儀的功率和電流檢測系統。
背景技術：
：功率測量用於檢測電氣設備消耗的功率，廣泛應用於家用電器、照明設備、工業應用等領域。通過功率測量可以確定電路的工作效率，也可以確定信號發生器的功率、接收機的靈敏度以及放大器的增益等參數，功率是表徵設備特性的一個重要因素,通過測量功率,以此檢測設備工作特性，從而在射頻段對功率進行準確測量具有重大意義。同時功率監控是設備保護的一個重要環節，能否正確、有效、及時檢測出狀態變化，是能否有效地進行保護的關鍵。功率檢測的方法有：二極體檢測功率法、等效熱功率檢測法、真有效值/直流轉換檢測功率法以及對數放大檢測功率法等。技術實現要素：本實用新型的目的是提供一種對設備發射射頻信號功率值和系統的工作電流進行測量，且可以顯示設備當前的工作狀態，方便觀察的檢測系統。為實現上述目的，本實用新型採用的技術方案是：一種基於電離層探測儀的功率和電流檢測系統，包括單片機、射頻信號，還包括與單片機相連的功率檢測模塊、電流檢測模塊和顯示模塊；所述功率檢測模塊包括π型衰減網絡電路、阻抗匹配電路、功率檢測電路、低通濾波電路I；所述π型衰減網絡電路輸入端與射頻信號相連，輸出端與阻抗匹配電路的輸入端相連，所述阻抗匹配電路的輸出端與功率檢測電路輸入端相連，所述功率檢測電路的輸出端與所述低通濾波電路I的輸入端相連，所述低通濾波電路I的輸出端與單片機相連；所述電流檢測模塊包括電流檢測電路、低通濾波電路II和分流電阻器R9；所述電流檢測電路的輸入端通過分流電阻器R9串聯在電路中，所述電流檢測電路的輸出端與低通濾波電路II的輸入端相連，所述低通濾波電路II的輸出端與所述單片機相連。在上述的基於電離層探測儀的功率和電流檢測系統中，所述π型衰減網絡電路包括電阻R1、電阻R2、電阻R3，所述射頻信號連接電阻R1及電阻R2的一端，電阻R2的另一端連接電阻R3的一端，電阻R1另一端、R3的另一端分別接地。在上述的基於電離層探測儀的功率和電流檢測系統中，所述功率檢測電路包括功率檢測晶片A1和電源濾波電容I，所述功率檢測晶片A1採用AD8318；所述電源濾波電容I包括電容C3、電容C4、電容C5、電容C6；所述電容C3的一端和電容C4的一端連接所述AD8318的4號管腳，電容C3和電容C4的另一端分別接地；電容C5的一端和電容C6的一端連接所述AD8318的9號管腳，電容C5的另一端和電容C6的另一端分別接地。在上述的基於電離層探測儀的功率和電流檢測系統中，所述阻抗匹配電路包括電阻R4、電容C1、電容C2、電容C8；所述電阻R4的一端連接電容C1的一端，電阻R4的另一端和電容C2的一端分別接地，所述電容C1的另一端連接所述AD8318的14號管腳，所述電容C2的另一端連接所述AD8318的15號管腳，所述電容C8的一端連接所述AD8318的5號管腳，電容C8的另一端接地。在上述的基於電離層探測儀的功率和電流檢測系統中，所述低通濾波電路I包括電阻R8和電容C7，所述電阻R8的一端連接所述AD8318的6號管腳，所述電阻R8的另一端連接電容C7的一端，並作為輸出電平管腳，所述電容C7的另一端接地。在上述的基於電離層探測儀的功率和電流檢測系統中，所述電流檢測電路包括電流檢測晶片A2和電源濾波電容II；所述電流檢測晶片A2採用INA282；所述電源濾波電容II包括電容C10和電容C11；所述分流電阻器R9的一端連接所述INA282的1號管腳，所述分流電阻器R9的另一端連接所述INA282的8號管腳；所述電容C10的一端和電容C11的一端連接所述INA282的6號管腳，所述電容C10的另一端和電容C11的另一端分別接地。在上述的基於電離層探測儀的功率和電流檢測系統中，所述低通濾波電路II包括電阻R10和電容C9，所述電阻R10的一端連接所述INA282的5號管腳，電阻R10的另一端與電容C9的一端相連，並作為輸出電平管腳，所述電容C9的另一端接地。本實用新型的有益效果：該檢測系統結構簡單、可靠，操作方便，可以適用於多種場合的功率和電流檢測和監控，方便觀察，能讓用戶了解設備當前工作狀態。附圖說明圖1為本實用新型一個實施例的系統框圖；圖2為本實用新型一個實施例的功率檢測模塊電路示意圖；圖3為本實用新型一個實施例的電流檢測模塊電路示意圖；圖4為本實用新型一個實施例的功率檢測曲線圖；圖5為本實用新型一個實施例的電流檢測曲線圖。具體實施方式下面結合附圖對本實用新型的實施方式進行詳細描述。所述實施例的示例在附圖中示出，其中自始至終相同或類似的標號表示相同或類似的元件或具有相同或類似功能的元件。下面通過參考附圖描述的實施例是示例性的，僅用於解釋本實用新型，而不能解釋為對本實用新型的限制。下文的公開提供了許多不同的實施例或例子用來實現本實用新型的不同結構。為了簡化本實用新型的公開，下文中對特定例子的部件和設置進行描述。它們僅僅為示例，並且目的不在於限制本實用新型。此外，本實用新型可以在不同例子中重複參考數字和/或字母。這種重複是為了簡化和清楚的目的，其本身不指示所討論各種實施例和/或設置之間的關係。此外，本實用新型提供了各種特定的工藝和材料的例子，但是本領域普通技術人員可以意識到其它工藝的可應用性和/或其他材料的使用。另外，以下描述的第一特徵在第二特徵之「上」的結構可以包括第一和第二特徵形成為直接接觸的實施例，也可以包括另外的特徵形成在第一和第二特徵之間的實施例，這樣第一和第二特徵可能不是直接接觸。本實用新型的描述中，需要說明的是，除非另有規定和限定，術語「相連」「連接"應做廣義理解，例如，可以是機械連接或電連接，也可以是兩個元件內部的連通，可以是直接相連，也可以通過中間媒介間接相連，對於相關領域的普通技術人員而言，可以根據具體情況理解上述術語的具體含義。本實用新型技術方案如下：一種基於電離層探測儀的功率和電流檢測系統，包括單片機、射頻信號，還包括與單片機相連的功率檢測模塊、電流檢測模塊和顯示模塊；所述功率檢測模塊包括π型衰減網絡電路、阻抗匹配電路、功率檢測電路、低通濾波電路I；所述π型衰減網絡電路輸入端與射頻信號相連，輸出端與阻抗匹配電路的輸入端相連，所述阻抗匹配電路的輸出端與功率檢測電路輸入端相連，所述功率檢測電路的輸出端與所述低通濾波電路I的輸入端相連，所述低通濾波電路I的輸出端與單片機相連；所述電流檢測模塊包括電流檢測電路、低通濾波電路II和分流電阻器R9；所述電流檢測電路的輸入端通過分流電阻器R9串聯在電路中，所述電流檢測電路的輸出端與低通濾波電路II的輸入端相連，所述低通濾波電路II的輸出端與所述單片機相連。進一步，所述π型衰減網絡電路包括電阻R1、電阻R2、電阻R3，所述射頻信號連接電阻R1及電阻R2的一端，電阻R2的另一端連接電阻R3的一端，電阻R1另一端、R3的另一端分別接地。進一步，所述功率檢測電路包括功率檢測晶片A1和電源濾波電容I，所述功率檢測晶片A1採用AD8318；所述電源濾波電容I包括電容C3、電容C4、電容C5、電容C6；所述電容C3的一端和電容C4的一端連接所述AD8318的4號管腳，電容C3和電容C4的另一端分別接地；電容C5的一端和電容C6的一端連接所述AD8318的9號管腳，電容C5的另一端和電容C6的另一端分別接地。進一步，所述阻抗匹配電路包括電阻R4、電容C1、電容C2、電容C8；所述電阻R4的一端連接電容C1的一端，電阻R4的另一端和電容C2的一端分別接地，所述電容C1的另一端連接所述AD8318的14號管腳，所述電容C2的另一端連接所述AD8318的15號管腳，所述電容C8的一端連接所述AD8318的5號管腳，電容C8的另一端接地。進一步，所述低通濾波電路I包括電阻R8和電容C7，所述電阻R8的一端連接所述AD8318的6號管腳，所述電阻R8的另一端連接電容C7的一端，並作為輸出電平管腳，所述電容C7的另一端接地。進一步，在上述的基於電離層探測儀的功率和電流檢測系統中，所述電流檢測電路包括電流檢測晶片A2和電源濾波電容II；所述電流檢測晶片A2採用INA282；所述電源濾波電容II包括電容C10和電容C11；所述分流電阻器R9的一端連接所述INA282的1號管腳，所述分流電阻器R9的另一端連接所述INA282的8號管腳；所述電容C10的一端和電容C11的一端連接所述INA282的6號管腳，所述電容C10的另一端和電容C11的另一端分別接地。更進一步，所述低通濾波電路II包括電阻R10和電容C9，所述電阻R10的一端連接所述INA282的5號管腳，電阻R10的另一端與電容C9的一端相連，並作為輸出電平管腳，所述電容C9的另一端接地。具體實施時，如圖1所示，一種基於電離層探測儀的功率和電流檢測系統包括單片機，還包括與單片機相連的功率檢測模塊、電流檢測模塊和顯示模塊。其中，功率檢測模塊還包括π型衰減網絡電路、阻抗匹配電路、功率檢測電路、低通濾波電路I。π型衰減網絡電路的輸入端與射頻信號相連，π型網絡電路的輸出端與阻抗匹配電路的輸入端相連，阻抗匹配電路的輸出端與功率檢測電路輸入端相連，功率檢測電路的輸出端與低通濾波電路I輸入端相連，低通濾波電路I的輸出端與單片機相連；即射頻信號的功率通過π型衰減網絡進行調整至功率檢測電路的檢測範圍，通過功率檢測電路輸出相應電壓信號，經過低通濾波電路I的輸出端連接至所述單片機；π型衰減網絡電路對射頻信號進行衰減，將其調整至功率檢測電路的檢測範圍。阻抗匹配電路將射頻信號經過匹配後輸出到功率檢測電路。功率檢測電路對射頻信號的功率進行檢測，並轉換成相應電平值輸出。低通濾波電路I用於對功率檢測電路輸出相應的電平低通濾波。其中，電流檢測模塊包括電流檢測電路和低通濾波電路I和分流電阻器R9；電流檢測電路的輸入端通過分流電阻器R9串聯在電路中，電流檢測電路的輸出端與低通濾波電路II的輸入端相連，低通濾波電路II的輸出端與所述單片機相連。電流檢測電路對系統工作電流進行檢測並轉換成相應電壓信號輸出。低通濾波電路II用於對電流檢測電路輸出相應的電平低通濾波。如圖2所示，為了實現將射頻信號的功率轉換成相應的電平值，在本實施例中，功率檢測電路包括功率檢測晶片和電源濾波電容I，功率檢測晶片A1的型號為AD8318，其各引腳定義為：1號管腳、2號管腳、8號管腳、11號管腳、12號管腳為輸入接地；3號管腳、4號管腳、9號管腳為供電電源正端；5號管腳為環路濾波電容；6號管腳為電平輸出；7號管腳為模式選擇；10號管腳為溫度補償；13號管腳為溫度傳感器輸出；14號管腳、15號管腳為射頻輸入；16號管腳為設備控制。並且，電源濾波電容I包括電容C3、電容C4、電容C5、電容C6；電容C3的一端和電容C4的一端連接AD8318的4號管腳，電容C3和C4的另一端分別接地，電容C5的一端和電容C6的一端連接AD8318的9號管腳，電容C5的另一端和電容C6的另一端分別接地。並且，π型衰減網絡電路包括電阻R1、電阻R2、電阻R3，射頻信號連接電阻R1的一端及電阻R2的一端，電阻R2的另一端連接電阻R3的一端，電阻R1的另一端、R3的另一端分別接地。並且，阻抗匹配電路包括電阻R4、電容C1、電容C2、電容C8，電阻R4的一端連接電容C1的一端，電阻R4的另一端和電容C2的一端分別接地，電容C1的另一端連接AD8318的14號管腳，電容C2的另一端連接AD8318的15號管腳，電容C8的一端連接AD8318的5號管腳，電容C8的另一端接地。並且，低通濾波電路I包括電阻R8和電容C7，電阻R8的一端連接AD8318的6號管腳，電阻R8的另一端連接電容C7的一端，並作為輸出電平管腳，電容C7的另一端接地。如圖3所示，為了實現將系統的工作電流轉換成相應的電平值，在本實施例中，電流檢測電路包括電流檢測晶片、電源濾波電容II和分流電阻器；電流檢測晶片A2的型號為INA282，其管腳定義為：1號管腳：分流電阻器的負輸入；2號管腳：接地；3號管腳、7號管腳：基準電壓；4號管腳：空管腳；5號管腳：輸出電壓；6號管腳：電源正輸入；8號管腳：分流電阻器的正輸入。而且，電源濾波電容II包括電容C10和電容C11；分流電阻器R9的一端連接INA282的1號管腳，分流電阻器R9的另一端連接INA282的8號管腳，電容C10的一端和電容C11的一端連接INA282的6號管腳，電容C10的另一端和電容C11的另一端分別接地。而且，低通濾波電路II包括電阻R10和電容C9，電阻R10的一端連接INA282的5號管腳，電阻R10的另一端與電容C9的一端相連，並作為輸出電平管腳，電容C9的另一端接地。利用本實施例所述的檢測系統進行功率檢測的方法如下，功率檢測模塊通過數位訊號輸出端將測得的功率轉換成相應電壓信號發送給單片機，單片機根據獲取的電壓值計算射頻信號的功率；單片機根據獲取的電壓值，根據關係式：VOUT1＝X×VSLOPE/dB×20×log(VIN/VINTERCEPT)，計算射頻信號的功率值；其中X是比例係數，VOUT1為輸出電平值,VSLOPE/dB＝-25mV/dB,VIN是射頻信號的功率值，VINTERCEPT＝7dBV；基於上述檢測方法對系統進行功率檢測時所得到的數據表見表1表1根據表1所示數據，繪製的功率檢測曲線圖如圖4所示，射頻信號的功率變化時，功率檢測系統的輸出電壓隨之改變，完成了功率檢測。利用本實施例所述的檢測系統進行電流檢測的方法如下，電流檢測模塊通過數位訊號輸出端將測得系統的工作電流轉換成相應電壓信號發送給單片機，單片機根據獲取的電壓值計算系統的工作電流；單片機根據獲取的電壓值，根據關係式：VOUT2＝kI×R,計算系統的工作電流，其中VOUT2為輸出電平值，k為比例係數，I為系統的工作電流，R為分流電阻器阻值。本實測例中R＝100mΩ，表2為基於上述測量方法對系統進行功率檢測時所得到的數據表。表2電流值(A)輸出電平值(V)0.351.7480.361.7950.371.8420.381.8930.391.948根據表2所示數據，繪製的電流檢測曲線圖如圖5所示，系統的工作電流變化時，電流檢測系統的輸出電平隨之改變，完成了電流檢測。應當理解的是，本說明書未詳細闡述的部分均屬於現有技術。雖然以上結合附圖描述了本實用新型的具體實施方式，但是本領域普通技術人員應當理解，這些僅是舉例說明，可以對這些實施方式做出多種變形或修改，而不背離本實用新型的原理和實質。本實用新型的範圍僅由所附權利要求書限定。當前第1頁1&nbsp2&nbsp3&nbsp