[发明专利]一种基于FPGA的微波功率测量装置

说明书

技术领域

本发明涉及测试技术领域，特别涉及一种微波功率测量装置。

背景技术

微波功率计广泛应用于仪器的日常巡检、维修、现场调试和测试。随着仪器的自动化测试进程的发展，电池供电的手持式微波功率计需求日益增加。目前手持式功率计中数字处理部分在整机体积和功耗上占比最高。

现有的手持式功率计中数字处理部分的技术方案为ARM+DSP方案。DSP芯片负责专门的数字信号处理，ARM处理器负责读取处理结果并存储或显示。由于DSP芯片的协同处理，ARM处理器可以实现系统多功能设计，增加仪器通用性。

现有方案中，DSP由于其顺序的工作方式，使得数据处理速度较低，很难满足实时处理的要求，ARM处理器的增加使得电路设计变得复杂，特别是数据线需要在ARM、DSP、SDRAM多个芯片间传输，容易造成数据线的干扰，使系统不够稳定，同时也增加了仪器的成本、功耗和体积。

发明内容

本发明提出了一种基于FPGA的微波功率测量装置，解决现有的ARM+DSP方案数据线易被干扰、系统不够稳定、仪器成本高、功耗大和体积大的问题。

本发明的技术方案是这样实现的：

一种基于FPGA的微波功率测量装置，包括：FPGA、信号调理电路、ADC、串行配置芯片、LCD、按键、FLASH和SDRAM；

其中，FPGA内部包括数据处理单元和SOPC系统单元，FPGA片内数据处理单元包括串并转换单元、去斩波单元和累加平均单元，对数据进行串并转换、去斩波、累加平均处理后，存储到SDRAM中；SOPC系统单元的处理器从SDRAM中读取ADC数据进行补偿后送至LCD进行显示，同时实现按键响应。

可选地，所述SOPC系统单元包括：ADC控制器、处理器、EPCS控制器、LCD控制器、输入输出控制器、FLASH控制器和SDRAM控制器。

可选地，所述处理器通过AVALON总线与ADC控制器、EPCS控制器、LCD控制器、输入输出控制器、FLASH控制器和SDRAM控制器连接。

可选地，所述ADC控制器负责与ADC的控制和采样数据的读取。

可选地，所述EPCS控制器负责将配置数据写入串行配置芯片或从串行配置芯片中读取配置数据。

可选地，所述LCD控制器负责测量数据结果在LCD的显示。

可选地，所述输入输出控制器负责按键响应。

可选地，所述FLASH控制器和SDRAM控制器负责FLASH和SDRAM的读写控制。

可选地，采用Altera公司的CycloneIII系列FPGA芯片，还包括：信号调理电路、14-bitADC、串行配置芯片、LCD、按键、FLASH和SDRAM；其中，FPGA芯片内部包括数据处理单元和SOPC系统单元；

微波输入信号经信号调理后，采用14位ADC进行模数转换，转换后的串行数据进入FPGA芯片；

FPGA片内数据处理单元包括串并转换单元、去斩波单元和累加平均单元，对数据进行串并转换、去斩波、累加平均处理后，存储到SDRAM中；

NiosII处理器从SDRAM中读取ADC数据进行各种补偿后送至LCD进行显示，同时实现按键响应；

NiosII处理器通过AVALON总线与ADC控制器、EPCS控制器、LCD控制器、输入输出控制器、FLASH控制器和SDRAM控制器连接。

可选地，所述ADC控制器负责与14位ADC的控制和采样数据的读取；

所述EPCS控制器负责将配置数据写入串行配置芯片或从串行配置芯片中读取配置数据；

所述LCD控制器负责测量数据结果在LCD的显示；

所述输入输出控制器负责按键响应；

所述FLASH控制器和SDRAM控制器负责FLASH和SDRAM的读写控制。

本发明的有益效果是：

(1)采用单片FPGA完成微波功率信号从采集到显示的全部控制和数字信号处理，满足目前仪器小型化、低功耗、低成本和稳定性的要求；

(2)FPGA数据并行处理特点可加快处理速度，提高系统性能。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。