基于DSP的數(shù)字閉環(huán)功放控制系統(tǒng)

本文提出一種基于DSP的數(shù)字閉環(huán)功放控制系統(tǒng)，通過檢測正反向功率電壓確定輸出功率上升或下降的最佳步徑，按該步徑增加或者減少功放輸出功率，并隨時(shí)檢測輸出功率是否超過額定輸出功率，如超過額定輸出功率，根據(jù)求出的最大下降步徑進(jìn)行相應(yīng)的調(diào)整，及時(shí)將功放輸出功率減小到額定功率，這樣形成一個(gè)閉環(huán)控制系統(tǒng)。由于采用DSP為處理核心，處理速度和計(jì)算精度都得到保證。這樣既能保證功放的安全可靠又可以使功放盡量輸出可發(fā)射的最大功率。

　　系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)

　　整個(gè)系統(tǒng)由C5509A、AD9857、AD7655組成，系統(tǒng)框圖如圖1所示。

　　圖1 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖

　　從圖1可以看出，DSP是核心控制單元;AD9857用于發(fā)射數(shù)據(jù)，進(jìn)行上變頻，并輸出模擬數(shù)據(jù)到功放，再經(jīng)過天線發(fā)射出去，AD9857的控制信號(hào)由DSP的SPI接口實(shí)現(xiàn)。AD7655負(fù)責(zé)采集功放的正向和反向電壓值，將電壓值回送到DSP，DSP根據(jù)電壓值進(jìn)行功放控制。SRAM存儲(chǔ)發(fā)射的基帶數(shù)據(jù)，以及實(shí)時(shí)計(jì)算發(fā)射基帶數(shù)據(jù)的中間變量。Flash保存DSP所需要的程序，供DSP上電調(diào)用;DSP和PC之間使用HPI口，使用PCI橋芯片，實(shí)現(xiàn)和PC的連接。DSP對(duì)AD9857、AD7655、SRAM以及Flash都是經(jīng)過DSP的EMIF接口連接，EMIF接口是DSP的外部存儲(chǔ)器接口(External Memory Interface)，可以方便的和外部Flash、異步SRAM等設(shè)備連接。本系統(tǒng)的外部設(shè)備數(shù)據(jù)通信速率均較低，最高數(shù)據(jù)傳輸速率為AD9857的48Mb/s，C5509A的EMIF接口適合滿足其速度要求。

　　閉環(huán)控制算法

　　對(duì)發(fā)射機(jī)功放輸出功率的典型控制方法是根據(jù)駐波比來調(diào)整發(fā)射機(jī)的輸出功率。發(fā)射機(jī)的正、反向功率檢測電壓與功放輸出功率及駐波比之間的數(shù)值關(guān)系如下。

正向功率檢測電壓：

　　(1)

　　反向功率檢測電壓：

　　(2)