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实现扩展射频测量仪表工作温度范围的电路系统技术方案

技术编号:43832229 阅读:3 留言:0更新日期:2024-12-31 18:31
本发明专利技术涉及一种实现扩展射频测量仪表工作温度范围的电路系统,包括基准电压生成电路、温度传感器、比较控制电路以及电阻加热器加热电路,基准电压生成电路从仪表外部输入交直流电压取电,产生基电压VREF和直流电压VDC,温度传感器用于将温度转换成一一对应的电阻值,比较控制电路通过温度传感器的阻值输出控制电阻加热器加热电路开启或关闭的控制信号,电阻加热器加热电路用于给仪表内部无法工作在低温条件下的零部件加热。采用了本发明专利技术的实现扩展射频测量仪表工作温度范围的电路系统,电路结构简单可靠,成本低廉,支持宽泛的交直流输入电压范围,纯硬件电路实现加热电路启停控制,无须为MCU提供昂贵的能在低温下工作的电源转换器。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及无线通信,尤其涉及温度控制,具体是指一种实现扩展射频测量仪表工作温度范围的电路系统


技术介绍

1、需求;这些测试场景要求射频测量仪表能够在低至-10℃甚至是-40℃的温度范围内正常工作。然而射频测量仪表通常设计于用于实验室环境,正常工作的温度范围区间很窄,一般工作在0℃~55℃温度范围。在低于该温度区间的温度条件下,仪表可能无法达到标定的指标性能,甚至是无法开机启动。

2、要解决射频测量仪表低温无法正常工作的问题,现存的解决方案通常有两种,一种是通过选用可以在低温条件(如-40℃)下正常工作的零部件来设计射频测量测试仪表,第二种通过温度控制电路对内部温度敏感部件(如电源模块,电路板等)进行加热,使之达到合适的工作温度。

3、对于方案一,其存在的缺点是,支持低温工作的射频仪表关键零部件(如fpga芯片、高速adc芯片、信号链器件)通常价格昂贵且难以获得,会导致仪表的成本大幅增加。

4、对于方案二,现有的技术实现方案通常由mcu(微控制器)配合外部温度采集电路对加热过程进行控制。图1是常见的基于mcu的一般温度控制方案。该方案存在缺点,一是增加了产品开发与生产周期;二是由于外场测试仪表通常由发电机产生220v交流电或铅蓄电池产生的直流110v电压供电,而mcu工作电压一般不超过5v,无法直接从仪表外部取电,需要为mcu设计能在低温环境下工作的电源转换器。


技术实现思路

1、本专利技术的目的是克服了上述现有技术的缺点,提供了一种满足简单可靠、成本低廉、适用范围较为广泛的实现扩展射频测量仪表工作温度范围的电路系统。

2、为了实现上述目的,本专利技术的实现扩展射频测量仪表工作温度范围的电路系统如下:

3、该实现扩展射频测量仪表工作温度范围的电路系统,其主要特点是,所述的系统包括基准电压生成电路、温度传感器、比较控制电路以及电阻加热器加热电路,所述的基准电压生成电路的输出端与比较控制电路相连,所述的温度传感器的输出端与比较控制电路相连,所述的比较控制电路的输出端与电阻加热器加热电路相连;所述的基准电压生成电路从仪表外部输入交直流电压取电,产生基电压vref和直流电压vdc,并传输至比较控制电路以及电阻加热器加热电路,所述的温度传感器用于将温度转换成一一对应的电阻值,并将该电阻值作为比较控制电路的输入信号,所述的比较控制电路通过温度传感器的阻值输出控制电阻加热器加热电路开启或关闭的控制信号,所述的电阻加热器加热电路用于给仪表内部无法工作在低温条件下的零部件加热。

4、较佳地,所述的基准电压生成电路包括第一二极管d1、第二二极管d2、第三二极管d3、第四二极管d4、第一电容c1、第二电容c2、第一电阻r1、第二电阻r2、第三电阻r3、第四电阻r4、第五电阻r5和基准芯片u1,所述的第一二极管d1的阴极和第三二极管d3的阳极连接到vin+,所述的第二二极管d2的阴极和第四二极管d4的阳极连接到vin-,所述的第一二极管d1和第二二极管d2阳极连接到参考地,第三二极管d3和第四二极管d4的阴极连接到vdc,所述的第一电容c1跨接在vdc与参考地之间,第一电阻r1的一端连接vdc,另一端连接节点a,所述的第二电阻r2的一端连接参考地,另一端连接节点a,所述的第三电阻r3的一端连接vref,另一端连接节点a,所述的第四电阻r4的一端连接vref,另一端连接节点b,所述的第五电阻r5的一端连接参考地,另一端连接节点b,基准芯片u1的一个引脚接vref,另一个引脚接节点b,最后一个引脚接参考地,所述的第二电容c2跨接于vref与参考地之间。

5、较佳地,所述的温度传感器包括热敏电阻r8,一端接参考地,另一端连接节点in。

6、较佳地,所述的比较控制电路包括第六电阻r6、第七电阻r7、第一场效应管q1、第三电容c3、比较器芯片u2、第九电阻r9、第二场效应管q2和第十电阻r10,所述的第六电阻r6的一端连接vref,另一端连接节点in,所述的第七电阻r7的一端连接节点in,另一端接第一场效应管q1的漏极,所述的第三电容c3的一端接节点in,另一端接参考地,所述的第一场效应管q1的基极接节点out,漏极接第七电阻r7,源极接参考地,所述的第九电阻r9的一端连接vref,另一端接节点c,所述的第二场效应管q2的漏极接节点out,基极接节点c,源极接参考地,所述的第十电阻r10的一端接vref,另一端接节点out,所述的比较器芯片u2的一个引脚连接节点in,另一个引脚接参考地,最后一个引脚接节点c。

7、较佳地,所述的电阻加热器加热电路包括场效应管q3、固态继电器u3、第十一电阻r11、保险丝fu1和第十二电阻r12,所述的场效应管q3的基极接节点out,源极接参考地,漏极接固态继电器u3的第二引脚,所述的固态继电器u3的第一引脚接电阻r11,第二引脚接场效应管q3的漏极,第三引脚接加热电阻r12,第四引脚接保险丝fu1,第十一电阻r11的一端接固态继电器u3的第一引脚,另一端接vref,所述的保险丝fu1一端接vin+,另一端接固态继电器u3的第四引脚,所述的第十二电阻r12的一端接vin-,另一端接固态继电器u3的第三引脚。

8、较佳地,所述的电阻加热器加热电路的第十二电阻r12与温度传感器的热敏电阻r8紧贴在对温度敏感的部件外壳上安装。

9、采用了本专利技术的实现扩展射频测量仪表工作温度范围的电路系统,电路结构简单可靠,成本低廉,支持宽泛的交直流输入电压范围,无须编写mcu温控程序,纯硬件电路实现加热电路启停控制,无须为mcu提供昂贵的能在低温下工作的电源转换器。

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【技术保护点】

1.一种实现扩展射频测量仪表工作温度范围的电路系统,其特征在于,所述的系统包括基准电压生成电路、温度传感器、比较控制电路以及电阻加热器加热电路,所述的基准电压生成电路的输出端与比较控制电路相连,所述的温度传感器的输出端与比较控制电路相连,所述的比较控制电路的输出端与电阻加热器加热电路相连;所述的基准电压生成电路从仪表外部输入交直流电压取电,产生基电压VREF和直流电压VDC,并传输至比较控制电路以及电阻加热器加热电路,所述的温度传感器用于将温度转换成一一对应的电阻值,并将该电阻值作为比较控制电路的输入信号,所述的比较控制电路通过温度传感器的阻值输出控制电阻加热器加热电路开启或关闭的控制信号,所述的电阻加热器加热电路用于给仪表内部无法工作在低温条件下的零部件加热。

2.根据权利要求1所述的实现扩展射频测量仪表工作温度范围的电路系统,其特征在于,所述的基准电压生成电路包括第一二极管D1、第二二极管D2、第三二极管D3、第四二极管D4、第一电容C1、第二电容C2、第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R3、第四电阻R4、第五电阻R5和基准芯片U1,所述的第一二极管D1的阴极和第三二极管D3的阳极连接到VIN+,所述的第二二极管D2的阴极和第四二极管D4的阳极连接到VIN-,所述的第一二极管D1和第二二极管D2阳极连接到参考地,第三二极管D3和第四二极管D4的阴极连接到VDC,所述的第一电容C1跨接在VDC与参考地之间,第一电阻R1的一端连接VDC,另一端连接节点A,所述的第二电阻R2的一端连接参考地,另一端连接节点A,所述的第三电阻R3的一端连接VREF,另一端连接节点A,所述的第四电阻R4的一端连接VREF,另一端连接节点B,所述的第五电阻R5的一端连接参考地,另一端连接节点B,基准芯片U1的一个引脚接VREF,另一个引脚接节点B,最后一个引脚接参考地,所述的第二电容C2跨接于VREF与参考地之间。

3.根据权利要求1所述的实现扩展射频测量仪表工作温度范围的电路系统,其特征在于,所述的温度传感器包括热敏电阻R8,一端接参考地,另一端连接节点IN。

4.根据权利要求1所述的实现扩展射频测量仪表工作温度范围的电路系统,其特征在于,所述的比较控制电路包括第六电阻R6、第七电阻R7、第一场效应管Q1、第三电容C3、比较器芯片U2、第九电阻R9、第二场效应管Q2和第十电阻R10,所述的第六电阻R6的一端连接VREF,另一端连接节点IN,所述的第七电阻R7的一端连接节点IN,另一端接第一场效应管Q1的漏极,所述的第三电容C3的一端接节点IN,另一端接参考地,所述的第一场效应管Q1的基极接节点OUT,漏极接第七电阻R7,源极接参考地,所述的第九电阻R9的一端连接VREF,另一端接节点C,所述的第二场效应管Q2的漏极接节点OUT,基极接节点C,源极接参考地,所述的第十电阻R10的一端接VREF,另一端接节点OUT,所述的比较器芯片U2的一个引脚连接节点IN,另一个引脚接参考地,最后一个引脚接节点C。

5.根据权利要求1所述的实现扩展射频测量仪表工作温度范围的电路系统,其特征在于,所述的电阻加热器加热电路包括场效应管Q3、固态继电器U3、第十一电阻R11、保险丝FU1和第十二电阻R12,所述的场效应管Q3的基极接节点OUT,源极接参考地,漏极接固态继电器U3的第二引脚,所述的固态继电器U3的第一引脚接电阻R11,第二引脚接场效应管Q3的漏极,第三引脚接加热电阻R12,第四引脚接保险丝FU1,第十一电阻R11的一端接固态继电器U3的第一引脚,另一端接VREF,所述的保险丝FU1一端接VIN+,另一端接固态继电器U3的第四引脚,所述的第十二电阻R12的一端接VIN-,另一端接固态继电器U3的第三引脚。

6.根据权利要求1所述的实现扩展射频测量仪表工作温度范围的电路系统,其特征在于,所述的电阻加热器加热电路的第十二电阻R12与温度传感器的热敏电阻R8紧贴在对温度敏感的部件外壳上安装。

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【技术特征摘要】

1.一种实现扩展射频测量仪表工作温度范围的电路系统,其特征在于,所述的系统包括基准电压生成电路、温度传感器、比较控制电路以及电阻加热器加热电路,所述的基准电压生成电路的输出端与比较控制电路相连,所述的温度传感器的输出端与比较控制电路相连,所述的比较控制电路的输出端与电阻加热器加热电路相连;所述的基准电压生成电路从仪表外部输入交直流电压取电,产生基电压vref和直流电压vdc,并传输至比较控制电路以及电阻加热器加热电路,所述的温度传感器用于将温度转换成一一对应的电阻值,并将该电阻值作为比较控制电路的输入信号,所述的比较控制电路通过温度传感器的阻值输出控制电阻加热器加热电路开启或关闭的控制信号,所述的电阻加热器加热电路用于给仪表内部无法工作在低温条件下的零部件加热。

2.根据权利要求1所述的实现扩展射频测量仪表工作温度范围的电路系统,其特征在于,所述的基准电压生成电路包括第一二极管d1、第二二极管d2、第三二极管d3、第四二极管d4、第一电容c1、第二电容c2、第一电阻r1、第二电阻r2、第三电阻r3、第四电阻r4、第五电阻r5和基准芯片u1,所述的第一二极管d1的阴极和第三二极管d3的阳极连接到vin+,所述的第二二极管d2的阴极和第四二极管d4的阳极连接到vin-,所述的第一二极管d1和第二二极管d2阳极连接到参考地,第三二极管d3和第四二极管d4的阴极连接到vdc,所述的第一电容c1跨接在vdc与参考地之间,第一电阻r1的一端连接vdc,另一端连接节点a,所述的第二电阻r2的一端连接参考地,另一端连接节点a,所述的第三电阻r3的一端连接vref,另一端连接节点a,所述的第四电阻r4的一端连接vref,另一端连接节点b,所述的第五电阻r5的一端连接参考地,另一端连接节点b,基准芯片u1的一个引脚接vref,另一个引脚接节点b,最后一个引脚接参考地,所述的第二电容c2跨接于vref与参考地之间。

3.根据权利要求1所述的实现扩展射频测量仪...

【专利技术属性】
技术研发人员:罗思恒
申请(专利权)人:创远信科上海技术股份有限公司
类型:发明
国别省市:

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