跳频和脉冲信号自动功率控制系统技术方案

本发明专利技术属于功率控制技术领域，具体涉及跳频和脉冲信号自动功率控制系统，包括放大电路、衰减电路、耦合电路、检波电路、ADC转换电路和FPGA控制电路。开启放大电路，通信控制接口先发送当前频率字符和功率输出要求给FPGA控制电路，FPGA控制电路调取当前频率的初始数值，写入衰减电路。当输入当前频率的信号后，通过放大电路对信号放大，信号通过耦合电路输出，同时耦合部分信号经过检波电路输出当前的幅度值，经过ADC转换电路转换成数字值，FPGA控制电路收到的输出功率值与通信端口设置目标值进行交叉对比。如果输出值与设置目标值相等，则衰减控制保持不变。在2us内即可实现输出恒定功率值的要求，减少闭环控制时间，提升输出功率精度。出功率精度。出功率精度。

【技术实现步骤摘要】
跳频和脉冲信号自动功率控制系统


[0001]本专利技术属通功率控制
，尤其涉及跳频和脉冲信号自动功率控制系统。

技术介绍

[0002]自动功率控制是通信系统在输入信号功率变化很大的情况下，为了使输出信号功率保持恒定或仅在较小范围内变化的自动控制电路。在通信设备、接收机中起着非常重要的作用，它能够保证在输入弱信号时，放大通道增益高，而输入强信号时增益低，从而使输出信号保持适当的功率，不至于因为输入信号太小而输出幅度不满足系统要求，也不至于输入信号太大而使通道发生饱和或信号失真。
[0003]目前发射功率控制使用自动增益控制（AGC）来进行闭环控制，该方式控制时间长。需要100us才能完成功率检测、信号跟踪和通道增益控制的闭环，以达到输出幅度稳定要求。
[0004]为了解决外部干扰和多径衰退引入的关键技术
ꢀ“
跳频通信”，当前通信信号类型也由传统的FM、MSK向QPSK、16QAM、64QAM、脉冲信号等多类型方向转变。那么，在上述信号下，在达到输出幅度稳定要求下，如何减少闭环控制时间，实现控制系统的快速响应以及精准控制是目前亟需解决的技术问题。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的在于提供跳频和脉冲信号自动功率控制系统，用以解现有的自动增益控制（AGC）进行闭环控制过程中存在的闭环控制时间长、响应慢、控制精度低的技术问题。
[0006]为解决上述技术问题，本专利技术采用的技术方案如下：跳频和脉冲信号自动功率控制系统，包括放大电路、衰减电路、耦合电路、检波电路、ADC转换电路和FPGA控制电路；所述放大电路用于放大输入信号的电平，以达到更大的输出功率，提高信号的传输距离和增强信号的信噪比；所述衰减电路用于补偿放大电路的增益波动，以达到输出幅度不变；所述检波电路用于使闭环控制系统在一个脉冲周期内即可完成幅度控制；所述ADC转换电路对采样的脉冲幅度电压进行14位AD转换，量化成数字信息传输至FPGA控制电路进行计算；所述FPGA控制电路对输出的功率值和系统的频率信息进行交叉计算，通过读取该频率的预设值与输出实际值进行对比，调节衰减器以实现输出功率或幅度保持恒定。
[0007]优选的，所述衰减电路的信号输出端与所述放大电路的信号输入端连接，所述放大电路的信号输出端与所述耦合电路的信号输入端连接，所述耦合电路的信号输出端与所述检波电路的信号输入端连接，所述检波电路的信号输出端与所述ADC转换电路的信号输入端连接，所述ADC转换电路的信号输出端与所述FPGA控制电路的信号输入端连接，所述
FPGA控制电路的信号输出端与所述衰减电路的信号输入端连接。
[0008]优选的，所述FPGA控制电路的信号输入端还连接有晶振。
[0009]优选的，所述晶振的电路包括电感、晶振、第六十一电容、第六十二电容和第二十一芯片；所述电感一端接3.3V电压， 第六十一电容和第六十二电容并联，并联后一端接电感和晶振的VDD接口，另一端接地以及第二十一芯片的GND接口，晶振的OUT接口与第二十一芯片RFIN接口连接。
[0010]优选的，所述衰减电路包括第一电容、第二电容、第三电容、第四电容、第一电阻和第一芯片；信号通过第一电容输入第一芯片的RF接口，并通过第二电容输出，所述第二电容与第一芯片的GND接口连接；所述第一电阻与第一芯片的p/S 端口连接，并通过第三电容接地；所述第四电容并联于所述第三电容的两端，并接地。
[0011]优选的，所述放大电路包括第五电容、第六电容、第七电容、第八电容和第二芯片；信号输入一路接入第二芯片的RF输入接口，经第二芯片的RF输出接口输出；信号输入另一路经并联的第五电容和第六电容接地；信号输出一路经并联的第一钽电容、第七电容和第八电容接地。
[0012]优选的，所述耦合电路包括第九电容、第十电容和第三芯片；信号经第九电容输入第三芯片的RF out/in接口，通过RF in/out接口经第十电容输出。
[0013]优选的，所述检波电路包括者正向检波电路和反向检波电路；所述正向检波电路用于经放大电路的放大信号通过耦合电路后，通过正向检波电路对信号的大小进行动态检测，实时检测输出功率大小的电压值，检测对应的模拟电压送给后面的ADC转换电路用来计算功放的输出功率；所述反向检波电路用于检测反向端口的功率大小，作为功率输出端的反向功率检测，对输出端口的匹配性和反射系数进行计算和测量，正向功率与反向功率检测进行比较运算，计算出输出端口的驻波，当驻波高于额定值时关闭放大电路中的功率放大器，从而达到保护功率放大器的目的。
[0014]优选的，所述ADC转换电路包括电调衰减器控制模块、AD模拟电压采集模块和AD电源模块，电调衰减器控制模块和AD模拟电压采集模块与AD电源模块连接；所述电调衰减器控制模块用于控制射频电路中的信号强度和电平，以达到更稳定和清晰的信号传输质量；AD模拟电压采集模块用于提供将模拟信号转换成数字信号过程中所需的电压范围；AD电源模块用于为ADC转换电路提供电源。
[0015]优选的，所述FPGA控制电路包括FLASH存储器模块、烧写接口模块、EPRROM存储器模块、FPGA电源管脚滤波模块、FPGA电源模块和第十芯片（U701），所述FLASH存储器模块、烧写接口模块、EPRROM存储器模块、FPGA电源管脚滤波模块和FPGA电源模块与所述第十芯片（U701）连接；所述FLASH存储器模块用于通过多层存储单元的电荷累积和流动来存储和擦除数
据，在设备断电后仍然能够保持存储的数据；所述烧写接口模块用于提供连接接口，使芯片连接到编程器进行设计以及烧录；所述EPRROM存储器模块通过高于普通电压的作用来擦除和重编程，以存储掉电状态下需要保存的数据；所述FPGA电源管脚滤波模块用于消除FPGA电源模块中的高频噪声和干扰信号；所述FPGA电源模块为FPGA控制电路提供电源。
[0016]本专利技术的有益效果包括：本专利技术提供的跳频和脉冲信号自动功率控制系统，通过开启放大电路，通信控制接口先发送当前频率字符和功率输出要求给FPGA控制电路，FPGA控制电路调取当前频率的初始数值，写入衰减电路，此时通路的增益已经调整完成。当输入当前频率的信号后，通过放大电路对信号放大，信号通过耦合电路输出，同时耦合部分信号经过检波电路输出当前的幅度值，经过ADC转换电路转换成数字值，FPGA控制电路收到的输出功率值与通信端口设置目标值进行交叉对比。如果输出值与设置目标值相等，则衰减控制保持不变。如检测的输出值与目标值偏小，则衰减减小，输出幅度增加。反之，衰减值增大，输出幅度减小。进行一、二次闭环调节后，在2us内即可实现输出恒定功率值，减少闭环控制时间以及提升输出功率精度。
附图说明
[0017]图1为本专利技术的跳频和脉冲信号自动功率控制系统的组成示意图。
[0018]图2为本专利技术的衰减电路结构示意图。
[0019]图3为本专利技术的放大电路结构示意图。
[0020]图4为本专利技术的耦合电路结构示意图。...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.跳频和脉冲信号自动功率控制系统，其特征在于，包括放大电路、衰减电路、耦合电路、检波电路、ADC转换电路和FPGA控制电路；所述放大电路用于放大输入信号的电平，以达到更大的输出功率，提高信号的传输距离和增强信号的信噪比；所述衰减电路用于补偿放大电路的增益波动，以达到输出幅度不变；所述检波电路用于将高频信号转换成低频直流信号，使闭环控制系统在一个脉冲周期内即可完成幅度控制；所述ADC转换电路对采样的脉冲幅度电压进行14位AD转换，量化成数字信息传输至FPGA控制电路进行计算；所述FPGA控制电路对输出的功率值和系统的频率信息进行交叉计算，通过读取该频率的预设值与输出实际值进行对比，调节衰减电路以实现输出功率或幅度保持恒定。2.根据权利要求1所述的跳频和脉冲信号自动功率控制系统，其特征在于，所述衰减电路的信号输出端与所述放大电路的信号输入端连接，所述放大电路的信号输出端与所述耦合电路的信号输入端连接，所述耦合电路的信号输出端与所述检波电路的信号输入端连接，所述检波电路的信号输出端与所述ADC转换电路的信号输入端连接，所述ADC转换电路的信号输出端与所述FPGA控制电路的信号输入端连接，所述FPGA控制电路的信号输出端与所述衰减电路的信号输入端连接。3.根据权利要求2所述的跳频和脉冲信号自动功率控制系统，其特征在于，所述FPGA控制电路的信号输入端还连接有晶振。4.根据权利要求3所述的跳频和脉冲信号自动功率控制系统，其特征在于，所述晶振的电路包括电感、晶振、第六十一电容、第六十二电容和第二十一芯片（U601）；所述电感一端接3.3V电压， 第六十一电容和第六十二电容并联，并联后一端接电感和晶振的VDD接口，另一端接地以及第二十一芯片（U601）的GND接口，晶振的OUT接口与第二十一芯片（U601）RFIN接口连接。5.根据权利要求2所述的跳频和脉冲信号自动功率控制系统，其特征在于，所述衰减电路包括第一电容（C101）、第二电容（C102）、第三电容（C103）、第四电容（C104）、第一电阻和第五十电阻（U101）；信号通过第一电容（C101）输入第五十电阻（U101）的RF接口，并通过第二电容（C102）输出，所述第二电容（C102）与第五十电阻（U101）的GND接口连接；所述第一电阻与第五十电阻（U101）的p/S 端口连接，并通过第三电容（C103）接地；所述第四电容（C104）并联于所述第三电容（C103）的两端，并接地。6.根据权利要求2所述的跳频和脉冲信号自动功率控制系统，其特征在于，所述放大电路包括第五电容（C201）、第六电容（C202）、第七电容（C203）、第八电容（C204）和第二芯片（U201）；信号输入一路接入第二...

【专利技术属性】
技术研发人员：唐兴林，
申请(专利权)人：成都市凌巨通科技有限公司，
类型：发明
国别省市：