[实用新型]基于GPIB接口的微波信号切换和衰减装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种微波信号切换和衰减装置，属于电子测量和控制技术领域。

背景技术

在电子测量和测控系统中经常要涉及到微波信号的切换和衰减处理，其处理过程是由控制器(上位机)发送操作指令控制总线接口类设备，从而实现测量和控制的自动化。但是，随着被测量和控制设备的增多，需要一种可实现对更多路微波信号进行路径切换和信号衰减变换的装置。

发明内容

本实用新型目的是提供一种基于GPIB接口控制的微波信号切换和衰减装置，用于实现对多路微波信号进行路径切换和信号衰减变换。

本实用新型的技术解决方案是：

一种基于GPIB接口的微波信号切换和衰减装置，其特殊之处在于：其包括通讯总线电路、信号控制电路、功率驱动电路、微波切换衰减单元和电源单元；

所述GPIB总线、通讯总线电路、信号控制电路、功率驱动电路、微波切换衰减单元依次连接；所述电源单元分别向通讯总线电路、信号控制电路、功率驱动电路、微波切换衰减单元供电；

所述通讯总线电路用于实现GPIB总线与信号控制电路间的信息交换，其包括GPIB接口芯片、GPIB连接器和晶振电路；所述GPIB接口芯片通过GPIB连接器实现与GPIB总线间的信息交换；所述晶振电路为GPIB接口芯片提供时钟频率；

所述信号控制电路包括MCU单片机、复杂可编程逻辑器件CPLD芯片、晶振电路、UART芯片组成，所述MCU单片机对接收到的GPIB指令进行解析、执行相应的操作、以及对驱动电路的反馈信号进行监控并把状态信息和异常信息通过通讯总线电路上传给控制器、以及系统异常时触发一个总复位；所述复杂可编程逻辑器件CPLD芯片提供MCU单片机和功率驱动电路之间的信号逻辑转换和驱动通道数的扩展；所述UART芯片为MCU单片机提供RS232串行信号通道；

所述功率驱动电路包括多个功率驱动芯片，用于将TTL电平控制信号转化为功率驱动信号从而对微波衰减器或微波开关器材进行驱动，同时把功率驱动芯片自身的工作状态以串行数据形式反馈给信号控制电路；

所述微波切换衰减单元包括多个微波继电器开关和微波衰减器，用于接受功率驱动电路的驱动从而完成对外部的微波信号完成控制。

上述通讯总线电路包括复位电路；所述复位电路用于通讯总线电路异常时输出一个的可靠的复位脉冲；所述信号控制电路包括复位电路，所述复位电路用于在系统上电时和5V供电异常时输出一个可靠的复位脉冲。

上述电源单元包括AC-DC交流转直流开关电源模块、DC-DC直流转直流开关电源模块以及3.3V的LDO芯片，所述AC-DC交流转直流开关电源模块完成AC220V到DC24V的转换，用于向功率驱动电路提供电源；所述DC-DC直流转直流开关电源模块完成DC24V到DC5V的转换，用于向通讯总线电路和信号控制电路提供电源；所述LDO芯片完成DC5V到DC3.3V的转换，用于向信号控制电路的FPGA芯片提供电源。

上述微波衰减器为步进式衰减器，所述微波继电器开关为射频开关。

上述微波继电器开关包括非磁保持微波继电器开关和磁保持微波继电器开关。

本实用新型优点：

1、本实用新型基于GPIB总线(IEEE488接口)设计，通过对步进式衰减器或射频开关器材的驱动控制，使GPIB总线控制器可以通过GPIB接口对微波衰减器或微波开关器材进行驱动控制，实现对多路微波信号进行路径切换和信号衰减变换，广泛应用于各种自动化检测、测控系统。

2、本实用新型可驱动控制的信号路数在标准配置为64路，在扩展情况下可达128路；

3、本实用新型具有脉冲驱动和直流驱动两种方式，支持磁保持和非磁保持微波继电器开关和微波衰减器；

4、微波开关和衰减器可以采用电流(电压)驱动，也可以TTL逻辑电平驱动；

5、本实用新型采用GPIB总线控制技术，便于系统集成使用；

6、本实用新型采用SCPI指令集，编程、操作方便快捷；

7、本实用新型具有完善的工作状态自检，工作状态即时显示，而且驱动电路部分的超载、超电压、负载短路、负载开路、超温等情况都处于内部监控范围内。

附图说明

图1是本实用新型的结构框图；图中，1为通讯总线电路，2为信号控制电路，3为电源单元，4为功率驱动电路，5为微波切换衰减单元；

图2是本实用新型通讯总线电路的原理图，图中U3为GPIB接口芯片，JT2为晶振电路，U7为GPIB连接器；