一種射頻開關電路故障檢測方法與流程
本發明涉及射頻開關，具體涉及一種用于檢測射頻開關電路故障和性能的方法，屬于射頻開關技術領域。
背景技術：
射頻系統在需求牽引和技術推動之下，其結構已經從分離式走向綜合化、模塊化，而射頻開關則是實現射頻系統信道綜合化、模塊化不可或缺的部分。射頻開關已廣泛使用在衛星通信系統、通信導航系統、微波測試系統中。
對射頻開關通路好壞的檢測則與射頻系統重構的質量和正確性直接相關。以前大多是通過最終射頻信號輸出有無或功率大小來對開關通路進行判斷，這種方式檢測時，需要將射頻開關接入整個射頻系統中，同時需要將射頻信號耦合到射頻檢測通路中，增加了冗余的器件，不但接線復雜，而且檢測成本也較高。由于不能對射頻開關電路直接進行檢測，即使射頻輸出端口信號異常，即檢測到故障發生時，也不能精確定位故障點，因為不能判斷到底是射頻開關的故障，還是其他設備或者接線的問題，缺少對開關電路直接的檢測。
技術實現要素：
針對現有技術存在的上述不足，本發明的目的是提供一種射頻開關電路故障檢測方法，本方法能直接檢測射頻開關的好壞，檢測方法更直接，更精確，更利于故障定位。
為了實現上述目的，本發明采用的技術方案如下：
一種射頻開關電路故障檢測方法，其特征在于：在射頻開關電路里設置檢測點以檢測PIN二極管上的偏置電壓，將偏置電壓作為檢測電壓，將檢測點的檢測電壓引入到比較器進行電壓比較，再將比較器輸出結果引入MCU，由MCU與其存儲的射頻開關正常情況的比較器輸出電壓進行比較；當故障檢測時比較器輸出結果與射頻開關正常情況的比較器輸出電壓不同時，則認為射頻開關電路異常。
所述比較器為四路，分別為比較器A、比較器B、比較器C、比較器D且位于同一比較器芯片里；比較器A、比較器B、比較器C、比較器D的基準電平分別設置為V0、V1、V2、V3；其中V2、V3對應射頻開關打開時的正常檢測電壓區域范圍的上限值和下限值，V0、V1對應射頻開關關閉時的正常檢測電壓區域范圍的上限值和下限值；假設檢測電壓輸入到比較器的比較電壓值為VI0；
當射頻開關電路打開時，將VI0分別輸入比較器C、比較器D與V2和V3分別比較，正常狀態下，V3＜VI0＜V2，此時比較器C的比較輸出電平應為數字低電平、比較器D的比較輸出電平應為數字高電平；當射頻開關出現異常時，將導致檢測電壓輸出異常，最終導致比較器C與比較器D的比較輸出數字電平異常，即比較器C的比較輸出電平為數字高電平或者比較器D的比較輸出電平為數字低電平就認為射頻開關異常；
當射頻開關電路關斷時，將VI0分別輸入比較器A、比較器B與V0和V1分別比較，正常狀態下，V1＜VI0＜V0，此時比較器B的比較輸出電平應為數字高電平，比較器A的比較輸出電平應為數字低電平；當射頻開關出現異常時，將導致檢測電壓輸出異常，最終導致比較器A與比較器B的比較輸出數字電平異常，即比較器A的比較輸出電平為數字高電平或者比較器B的比較輸出電平為數字低電平就認為射頻開關異常。
所述檢測電壓經過相同電阻值的電阻R3與R4分壓后，才輸入到比較器芯片，VI0即為分壓后電壓大小。
所述射頻開關電路包括輸入單元、輸出單元和驅動電壓，輸入單元包括輸入端口、濾波電感L1、PIN二級管1和偏置電阻R51，濾波電感L1通過偏置電阻R51接地；輸出單元包括濾波電感L2、PIN二級管2、偏置電阻R52和輸出端口，濾波電感L2通過偏置電阻R52接地；PIN二級管1的N極和PIN二級管2的N極連接；驅動電壓經過偏置電阻R53疊加到PIN二級管1和PIN二級管2的N極；所述檢測點設置于PIN二級管1的N極和PIN二級管2的N極之間；
當射頻開關電路處于導通狀態時，PIN二級管1和PIN二級管2處于導通狀態時，檢測點正常輸出電壓值根據驅動電壓大小以及偏置電阻R51、R52、R53的電阻值計算；當射頻開關電路處于關斷狀態時，PIN二級管1、PIN二級管2均未導通，檢測點正常輸出電壓值則大約為驅動電壓值。
相比現有技術，本發明具有如下優點：
本發明摒棄傳統的射頻信號輸出而引入額外的故障檢測信號，直接檢測射頻開關的偏置電壓是否正常，進而來判斷射頻開關電路是否處于正常的工作狀態。傳統的檢測方法是通過射頻輸出端口的信號輸出來判斷相應射頻通路是否正常，檢測方法比較復雜，成本較高，不能對射頻開關電路直接進行檢測。本發明與傳統的方法相比，檢測方法更直接，更精確，且是專門針對PIN開關電路直接進行檢測，在射頻通路發生故障時，更有利于故障定位；且方便將故障狀態上報，更有利于射頻系統的重構實現。
附圖說明
圖1-本發明射頻開關電路原理圖。
圖2-本發明比較判斷電路原理圖。
具體實施方式
以下結合附圖和具體實施方式對本發明進行詳細描述。
本發明在常用的PIN開關電路里加入適當的檢測電路。其原理是在常用的PIN開關電路里加入檢測點以檢測PIN二極管上的偏置電壓，偏置電壓作為檢測電壓，將檢測點的檢測電壓引入到比較器進行電壓比較，當PIN開關電路狀態異常時，輸出的故障檢測電壓也將出現異常，此時比較器的比較輸出結果也將出現異常；將比較器的輸出結果引入MCU，與理論上的比較器輸出電壓進行比較，則可判斷當前PIN開關電路是否正常。
本發明PIN開關電路輸出檢測點：圖1所示為通常的開關電路，包括輸入單元、輸出單元和驅動電壓，輸入單元包括輸入端口、濾波電感L1、PIN二級管1和偏置電阻R51，濾波電感L1通過偏置電阻R51接地；輸出單元包括濾波電感L2、PIN二級管2、偏置電阻R52和輸出端口，濾波電感L2通過偏置電阻R52接地；PIN二級管1的N極和PIN二級管2的N極連接；驅動電壓經過偏置電阻R53疊加到PIN二級管1和PIN二級管2的N極；所述檢測點設置于PIN二級管1的N極和PIN二級管2的N極之間；濾波電感L1與L2實現開關電路與大地進行交流隔離，增加開關隔離度。R51、R52、R53實現限流功能。當PIN二級管處于導通狀態時，驅動電壓為負電壓，則如圖1所示的C點與A點之間、D點與A點之間存在正電壓，此時，PIN二級管1、PIN二級管2處于導通狀態，每個PIN管上的固定壓降約為0.7V，此時根據選取的驅動電壓值以及R51、R52、R53的設計電阻值，可計算出檢測點A處的電壓值，該值則為導通狀態下檢測點的正常輸出電壓值。當PIN開關電路處于關斷狀態時，驅動電壓為正電壓，此時PIN二級管PIN1、PIN2均未導通，此時檢測點輸出電壓值則大約為驅動電壓值。
圖2所示為對檢測點輸出電壓的判斷電路。檢測電壓信號經過相同電阻值的電阻R3與R4進行分壓后，輸入到比較器芯片，每一個比較器芯片里包含了四路比較器，為了區分說明，將該四路比較器分別編號為A、B、C、D。在本實例中，計算出的開關電路檢測點輸出電壓，經過R3、R4進行分壓后，則輸入到比較器的比較電壓值為VI0；考慮到檢測電壓可能具有誤差以及比較器比較精度的問題，將A、B、C、D路比較器的基準電平分別設置為V0、V1、V2、V3。其中V2、V3控制開關打開時的正常檢測電壓區域范圍，V0、V1控制開關關閉時的正常檢測電壓區域范圍，按照如上設計，當開關電路狀態為打開時，正常狀態下，V3＜VI0＜V2，此時比較器C的比較輸出電平應為數字低電平、比較器D的比較輸出電平應為數字高電平，當開關狀態出現異常時，則將導致開關檢測電壓輸出異常，最終導致比較器C與比較器D的比較輸出數字電平異常。當開關電路關斷時，正常狀態下，V1＜VI0＜V0，此時B路比較器的輸出電平應為數字高電平，A路比較器的輸出電平應為數字低電平，當開關狀態出現異常時，則將導致開關檢測電壓輸出異常，最終導致比較器A與比較器B的比較輸出數字電平異常。
當射頻開關電路異常時，檢測電壓也將出現異常，進而分壓后電壓VI0也出現異常，此時比較器的比較輸出結果也將出現異常，即MCU能夠比較出檢測故障時比較器輸出結果與理論上比較器輸出電壓不同，此時即可得出射頻開關電路異常的結論。
本發明的上述實施例僅僅是為說明本發明所作的舉例，而并非是對本發明的實施方式的限定。對于所屬領域的普通技術人員來說，在上述說明的基礎上還可以做出其他不同形式的變化和變動。這里無法對所有的實施方式予以窮舉。凡是屬于本發明的技術方案所引申出的顯而易見的變化或變動仍處于本發明的保護范圍之列。
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