金明

【摘 要】本文介紹了一種新研制成功的應(yīng)用在固態(tài)發(fā)射機上的健康管理系統(tǒng)。該系統(tǒng)可以實現(xiàn)組件內(nèi)部主要功能單元的收/發(fā)系統(tǒng)控制、狀態(tài)檢測、故障保護(hù)以及對外通訊功能，對一些主要指標(biāo)進(jìn)行實時監(jiān)測，以滿足健康管理的需求。實驗表明該系統(tǒng)很好的滿足指標(biāo)。

【關(guān)鍵詞】固態(tài)功放組件；檢波電路；健康管理

一、引言

本文介紹了一種健康管理系統(tǒng)的具體設(shè)計過程，對其關(guān)鍵技術(shù)，芯片的選擇和結(jié)構(gòu)布局都做了深刻探討。最終成功設(shè)計出一款健康管理模式控制盒，該控制盒可以實時監(jiān)測一些

1.重要指標(biāo)。

技術(shù)指標(biāo)

1） 功率檢測頻段：L波段；

2） 功率檢測范圍：

通道1： 10dBm～25dBm；

通道2：-10dBm～25dBm；

3） 功率測試精度：優(yōu)于0.5dB；

4） 發(fā)射、反射包絡(luò)寬度測量精度：優(yōu)于500ns；

5） 故障響應(yīng)時間：<20ns；

6） 電壓測量：

測量精度優(yōu)于0.5V；

測量范圍：0-60V；

7） 電流測量：測量精度≤0.5%；

2.具體工作原理

具體工作原理如圖1所示?；竟ぷ髟恚?/p>

電壓檢測電路將輸入48V電壓經(jīng)分壓電路后輸出2V電壓直接送入高速精度ADC進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換然后送入FPGA中。

電流檢測電路將電流轉(zhuǎn)換為約1.5V電壓信號后送入高速精度ADC中進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換，然后送入FPGA中。

FPGA是整個處理模塊的核心單元，入射發(fā)射信號、電壓電流信號、差分信號、開機TTL信號統(tǒng)一送入FPGA中，經(jīng)過FPGA處理。

RAM處理器負(fù)責(zé)對一些初始數(shù)據(jù)和溫度值進(jìn)行運算和比較后送入FPGA處理，同時存貯初始值。

組件工作狀態(tài)數(shù)據(jù)，采集并處理后打包數(shù)據(jù)由422串口通訊給上位機，顯示給操控人員。

3.主要器件模塊設(shè)計

（1）功率檢測模塊

功率檢測模塊主要器件是檢波器，本設(shè)計中選用了包絡(luò)檢波器，本產(chǎn)品使用的是ADL5502芯片。可以精確地測量調(diào)制信號的波峰因素包絡(luò)帶寬超過10MHz該器件總功耗僅僅為3mW。

（2）高速AD選型

選型參考國產(chǎn)高速AD選型表， 考慮到被測量信號頻率為L波段，本項目選用MXT2003芯片， 配合FPGA時鐘移相位采樣，最高理論采樣率達(dá)3GHZ。功耗3mW。

（3）FPGA數(shù)字模塊

本項目選用XINLIX 國防級器件XQ6VLX130T。該型號FPGA具有4608個邏輯單元，還具有新的增強功能多達(dá)150個嵌入18*18乘法器，鎖相環(huán)，支持外部接口及差分和單端I/O標(biāo)準(zhǔn)。

（4）電流檢測模塊

電流檢測時在負(fù)載上端取分流器的電壓來采集電流的，本設(shè)計采用的是AD8217，AD8217設(shè)定增益為220V/V整個溫度范圍內(nèi)的最大增益誤差為0.35%，內(nèi)置一個LDO，它可以直接從高壓軌為器件供電。

二、控制盒試驗及試驗結(jié)果

因本設(shè)計顯示終端顯示信息包含輸出告警、過反射告警、過脈沖告警、過流告警、發(fā)射功率值、反射功率值、電壓、電流、發(fā)射/反射功率包絡(luò)圖等，因此需要對界面進(jìn)行精細(xì)布局合理。本設(shè)計采用數(shù)據(jù)加圖的顯示風(fēng)格可以方便直觀顯示監(jiān)控結(jié)果。具體界面見圖2。

三、結(jié)束語

本文設(shè)計的健康管理控制盒具有反應(yīng)速度快，數(shù)據(jù)顯示清晰準(zhǔn)確同時體積小質(zhì)量輕等特點可以有效隊組件的功率、電壓、電流等實時檢測。

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