[发明专利]射频电源自动调谐装置和方法

权利要求书

1.一种射频电源自动调谐装置，其特征在于，包括：微控制器单元(3)、频率发生单元(4)、幅度发生单元(5)，电压采集单元(6)；

微控制器单元(3)根据调谐电压，分别产生控制信号给频率发生单元(4)、幅度发生单元(5)、电压采集单元(6)；

频率发生单元(4)根据控制信号，输出设定频率的方波信号输出至射频电源(7)；

幅度发生单元(5)根据控制信号，得到设定幅度的直流电压信号，并调理至适合射频电源(7)输入的电压范围内；

电压采集单元(6)根据控制信号，将射频电源(7)的调谐电压发送给微控制器单元(3)。

2.根据权利要求1所述的射频电源自动调谐装置，其特征在于，初始时，微控制器单元(3)根据来自上位机(1)的预设值的频率和幅度信号，通过控制信号向频率发生单元(4)、幅度发生单元(5)分别指示预设频率、预设幅度。

3.根据权利要求2所述的射频电源自动调谐装置，其特征在于，频率发生单元(4)根据设定的步长对预设频率进行自动增加；电压采集单元(6)在频率发生单元(4)增加频率后进行调谐电压采集；

微控制器单元(3)将当前采集的调谐电压与前次采集的调谐电压进行电压值比较；

若当前采集的调谐电压大于等于前次采集的调谐电压，则指示频率发生单元(4)继续增加频率输出，并继续采集调谐电压；

若当前采集的调谐电压小于前次采集的调谐电压，则指示频率发生单元(4)减小频率输出，并继续采集调谐电压；

直至频率变化过程中调谐电压出现反方向变动；

在调谐电压出现反方向变动前频率发生单元(4)输出的频率即为谐振频率。

4.根据权利要求3所述的射频电源自动调谐装置，其特征在于，频率发生单元(4)以固定步长增加或减小频率。

5.根据权利要求1所述的射频电源自动调谐装置，其特征在于，频率发生单元(4)包括频率合成芯片(401)、滤波电路、波形整形电路(402)；

频率合成芯片(401)接收微控制器单元(3)输出的控制信号，输出设定频率的正弦波信号；波形整形电路(402)将经过滤波电路后的正弦波信号整形成方波信号输出至射频电源(7)；其中，滤波电路采用七阶椭圆低通滤波电路，信号整形后输出的波形为占空比50％的方波。

6.根据权利要求1所述的射频电源自动调谐装置，其特征在于，幅度发生单元(5)包括：数模转换芯片(501)、信号调理电路(502)；

数模转换芯片(501)接收微控制器单元(3)输出的幅度控制信号，输出设定幅度的直流电压信号；信号调理电路(502)将所述直流电压信号调理至适合射频电源(7)输入的电压范围内。

7.根据权利要求1所述的射频电源自动调谐装置，其特征在于，电压采集单元(6)包括：模数转换芯片(601)、信号调理电路(602)；

信号调理电路(602)将射频电源7输出的调理电压调理至适合模数转换芯片(601)输入电压范围内；模数转换芯片(601)接收微控制器单元(3)输出的电压采集控制信号，根据电压采集控制信号对调谐电压进行模数转换。

8.根据权利要求1所述的射频电源自动调谐装置，其特征在于，还包括：串口通讯单元(2)；串口通讯单元(2)与上位机(1)及微控制单元(3)连接，接收上位机(1)的指令及发送微控制器单元(3)的数据给上位机(1)；

所述串口通讯单元(2)包括：串口芯片(201)；串口芯片(201)进行USB电平至TTL电平的转换。

9.一种射频电源自动调谐方法，其特征在于，采用权利要求1至8中任一项所述的射频电源自动调谐装置，包括：

通过对输出频率步进变化的方式，对射频电源进行频率控制，并采集调谐电压；

将调谐电压反向变动前的输出频率认为是谐振频率。

10.根据权利要求9所述的射频电源自动调谐方法，其特征在于，令微控制器单元(3)将当前采集的调谐电压与前次采集的调谐电压进行电压值比较；

若当前采集的调谐电压大于等于前次采集的调谐电压，则指示频率发生单元(4)继续增加频率输出，并继续采集调谐电压；

若当前采集的调谐电压小于前次采集的调谐电压，则指示频率发生单元(4)减小频率输出，并继续采集调谐电压；

直至频率变化过程中调谐电压出现反方向变动；

在调谐电压出现反方向变动前频率发生单元(4)输出的频率即为谐振频率。