CN101527604A - 用于发射机模块进行功率自动校准的方法和装置 - Google Patents
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Abstract
本发明对发射机模块进行发射功率自动校准。由于器件不一致、温度变化、器件老化等因素的影响，即使是基于同样的平台同样的设计，模块化的发射模块也会表现出不同的电性能。为了消除这种影响，每块发射模块在出厂之前都要对这些参数进行测量计算，使系统控制的功率和发射功率达到一致，就必须对每块发射模块进行功率校准。通过大量的试验验证，在实际的校准过程中，发射模块发射功率与功率斜波曲线的峰值(Pew Pow)之间的关系为拟线性关系，不能够以某一次线性方程式或多次方程式来描述，故必须对每个功率等级逐个进行校准。本发明针对发射模块工作原理，给出了一套利用GPIB总线对发射模块进行自动校准系统的实现方案。
Description
技术领域
本发明涉及一种用于发射机模块进行功率自动校准的方法和装置，具体地，涉及对发射机模块进行发射功率自动校准，本发明适用于发射机模块的发射功率的自动校准。
背景技术
随着现代通信系统的发展，全球移动通信系统协议规定，发射模块的发射功率是可以被精确控制的。由于模块化的发射模块都必须拥有精确的功率控制，而每块模块都有其固有的功率控制特性。由于器件不一致、温度变化、器件老化等因素的影响，即使是基于同样的平台同样的设计，也会表现出不同的电性能。为了消除这种影响，每块发射模块在出厂之前都要对这些参数进行测量计算，为了使系统控制的功率和发射功率到达一致，就必须对每块发射模块进行功率校准。在通过大量的试验验证，在实际的校准过程中，发射模块发射功率与功率斜波曲线的峰值(Pew Pow)之间的关系为拟线性关系，不能够以某一次线性方程式或多次方程式来描述，故必须对每个功率等级逐个进行校准。本发明针对发射模块工作原理，给出了一套利用GPIB总线对发射模块进行自动校准系统的实现方案。
发明内容
系统硬件组成和工作原理
本发射机模块采用PXI接口结构，采用五级步进衰减器和可控制增益衰减(VGA)对射频输出功率进行控制，要满足综测仪的高精度和稳定性的要求，而在测试过程中发现整个发射模块的控制V-P曲线是拟线性的，一致性及温度特性等方面会存在极大的差异，故相应的校准系统必须结合现有的射频电路功控特性和功率控制机制，制定相应的功控校准机制，即APC(Auto Power Control)校准机制，从而设计出符合发射模块特性且高效的功控自动校准系统。
本发明模块利用了GPIB总线的功能，围绕发射机模块与频谱仪、信号源建立闭合环路，组成自动校准硬件系统。
所需要的硬件及软件资源如下：
1、待测发射模块；
2、信号源；
3、频谱仪；
4、PC机；
5、NI的GPIB连接卡(GPIB-USB-HS)；
6、射频线；
7、测试软件(Microsoft Visual C++)；
图1为发射模块自动校准框图：PC机通过GPIB总线与频谱仪和信号源进行连接通信，实现对频谱仪和信号源的自动控制，读取频谱仪上的功率等一些信息，再通过PXI总线进行数据传输控制发射模块的操作；
功率自动校准软件设计采用Mricosoft Visual C++调用NI的软件分别对频谱仪、信号源以及对PXI总线进行控制。由PC机通过PXI总线对发射模块传输数据，经过DA对射频的可控增益衰减器进行控制，及根据算法改变五级步进衰减器的衰减级数。
方案通过功率自动校准程序控制GPIB总线接口对频谱仪和信号源进行相应的设置，在利用PXI接口对发射模块进行操作后，通过GPIB对回频谱仪上的功率值与设置的功率值进行比较，在通过P XI接口控制VGA的数据是经过我们大量试验得到的一段连续的数据，通过试验可知，我们要设置的数据在这段数据之中，因此我们首先建立文本文件把这段连续数据写入文本中，通过程序建立缓存启动程序时就把这些数据存在缓存数组中。在功率自动校准程序中我们采用中值查找算法对VGA进行控制，这样大大的减少了校准时间，最后把校准后的值存到相应的文件中，在通过控制程序对文件中的数据进行读取实现了自动校准操作。
在功率自动校准程序中，只需要设置校准频点及功率范围，程序就会自动进行校准，得到数据也会自动存储到相应的位置，供应用程序应用。因此，本发明的功率自动校准方法简单快捷，适用于通用型发射机模块的功率校准。
附图说明
图1是发射模块自动校准框图。
图2是根据本发明的功率自动校准控制程序流程图。
具体实施方式
为了便于本领域一般技术人员理解与实施本发明，下面参照附图通过优选实施例对本发明进行详细描述。
首先，我们参照图1，了解本发明的硬件连接方式，其中信号源是为模块提供本振信号，频谱仪是对发射机发射功率进行测量，GPIB卡是用来连接频谱仪、信号源与PC机进行通信读取频谱仪上的信息及控制频谱仪和信号源上的相应操作。PC机上利用上位机软件编写程序进行相关对信号源、频谱仪、发射机模块进行同时操作。
本发明的校准方法是利用信号的载波模式进行校准，因此控制信号源就相对比较简单，只要改变不同的信号频率就可以了，本振信号的输出只需固定在一个值0dBm；并利用信号源的10M做为模块的参考频率。
本发明采用频谱仪做为校准的基础，自动校准的程序中要对频谱仪进行自动控制，这就要利用GPIB接口总线，本发明利用GPIB接口总线的控制频谱仪的频点、衰减、扫宽等信息，精确利用GPIB接口总线读到频谱仪的功率值传送到PC机。
发射机模块的功率范围为-120dBm～+5dBm，频率范围为250M～2.5G。根据要求是发射机模块的功率步进为0.1dB，功率准确度为0.3dB.因此，每个频率点就有1250个点要校准，我们现在先以频率为10M一个步进来计算，就有225频点进行校准。就要有225个文本来存储这些不同频点的数据.下面以某个频点来进行说明校准流程图：
参考图2，图2是根据本发明的功率自动校准方法的流程图。主要包括如下步骤：
1、对所有仪器进行初始化操作；
2、设置信号频率、自动校准功率的范围；
3、读取加载在校准程序中的数据存入缓冲空间；
4、通过PCI接口来对发射机模块进行操作，设置包括工作频率、衰减器衰减方式及VGA控制数据；
5、开始功率校准，根据步骤2中的功率范围进行操作。
6、采用中值查找的算法：
MID：初始计算为(HIGH+LOW)/2；
P0：输入的功率校准值；
P1：读取的频谱仪功率值；
AGP[N]：初始化的数据，为一段连续的数据，是根据测试的经验值；
LOW：初始值为0，随着中值查找不断变化；
HIGH：初始值为N，随着中值查找不断变化；
在程序中设置门限值，对得到的数据进行判断如图2中所示，如果符合门限要求进入步骤7；否则继续步骤6的中值查找算法；
7、把得到的CAL_DATA数据存储写入到功率校准数据表；
8、判断是否是最后一个功率点；是则进入步骤10，否则进入步骤9；
9、功率值自动增加P0＝P0+0.1；返回步骤5；
10、判读是否要校准其他频点，是则进入步骤2；否则进入步骤11；
11、释放GPIB，停止校准工作，得到校准数据表；
12、结束操作。
本发明的自动校准方案快捷、简单、使用方便，并有非常高的精确度，为发射模块的校准提供了很好的解决方案。
以上具体说明本发明的各种实施例，但是本发明并不限于上述具体实施方式，在不脱离本发明宗旨的范围内，可以做出各种变形。
Claims (5)
1、一种用于发射机模块进行功率自动校准的方法，包括步骤：
(1)通过发射装置模块设置发射频率、功率范围；
(2)通过频谱仪的GPIB接口读取到当前的功率值，与输入功率值进行比较得到差值ΔP；
(3)如果|ΔP|＜0.05，存储当前数据，否则利用中值查找方法继续查找符合要求的数据；
(4)校准完成后，得到数据存入查找表中。
2、根据权利要求1的一种用于发射机模块进行功率自动校准的方法，其特征在于：利用自动校准功能来对发射模块进行校准。
3根据权利要求2的一种用于发射机模块进行功率自动校准的方法，其特征在于：根据模块的拟线性特点，在查找算法中使用中值查找方法。
4根据权利要求3的一种用于发射机模块进行功率自动校准的方法，其特征在于：利用GPIB接口的校准方式连接频谱仪、信号源与PC机连接通过GPIB可以随时得到测试的数据，进行实时校准测试。
5根据权利要求4的一种用于发射机模块进行功率自动校准的方法，其特征在于：利用PXI接口对校准的发射模块功能控制，并通过此接口进行与GPIB接口形成环路，对各个校准功率点进行校准。
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