一種L波段健康管理控制盒設計

金明

【摘 要】本文介紹了一種新研制成功的應用在固態發射機上的健康管理系統。該系統可以實現組件內部主要功能單元的收/發系統控制、狀態檢測、故障保護以及對外通訊功能，對一些主要指標進行實時監測，以滿足健康管理的需求。實驗表明該系統很好的滿足指標。

【關鍵詞】固態功放組件；檢波電路；健康管理

一、引言

本文介紹了一種健康管理系統的具體設計過程，對其關鍵技術，芯片的選擇和結構布局都做了深刻探討。最終成功設計出一款健康管理模式控制盒，該控制盒可以實時監測一些

1.重要指標。

技術指標

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：優于0.5dB；

4） 發射、反射包絡寬度測量精度：優于500ns；

5） 故障響應時間：<20ns；

6） 電壓測量：

測量精度優于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。基本工作原理：

電壓檢測電路將輸入48V電壓經分壓電路后輸出2V電壓直接送入高速精度ADC進行模數轉換然后送入FPGA中。

電流檢測電路將電流轉換為約1.5V電壓信號后送入高速精度ADC中進行模數轉換，然后送入FPGA中。

FPGA是整個處理模塊的核心單元，入射發射信號、電壓電流信號、差分信號、開機TTL信號統一送入FPGA中，經過FPGA處理。

RAM處理器負責對一些初始數據和溫度值進行運算和比較后送入FPGA處理，同時存貯初始值。

組件工作狀態數據，采集并處理后打包數據由422串口通訊給上位機，顯示給操控人員。

3.主要器件模塊設計

（1）功率檢測模塊

功率檢測模塊主要器件是檢波器，本設計中選用了包絡檢波器，本產品使用的是ADL5502芯片。可以精確地測量調制信號的波峰因素包絡帶寬超過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3GHZ。功耗3mW。

（3）FPGA數字模塊

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150個嵌入18*18乘法器，鎖相環，支持外部接口及差分和單端I/O標準。

（4）電流檢測模塊

電流檢測時在負載上端取分流器的電壓來采集電流的，本設計采用的是AD8217，AD8217設定增益為220V/V整個溫度范圍內的最大增益誤差為0.35%，內置一個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果

因本設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、發射功率值、反射功率值、電壓、電流、發射/反射功率包絡圖等，因此需要對界面進行精細布局合理。本設計采用數據加圖的顯示風格可以方便直觀顯示監控結果。具體界面見圖2。

三、結束語

本文設計的健康管理控制盒具有反應速度快，數據顯示清晰準確同時體積小質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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