一种基于功率检测的标频无损切换装置的制作方法

1.本实用新型属于时统设备的技术领域，具体涉及一种基于功率检测的标频无损切换装置。


背景技术：

2.目前，业界时统设备的标频信号输出均由恒温晶振提供，通过外部参考对晶振进行驯服后对外输出，但是晶振一旦故障或烧毁，标频将处于无输出状态；其次，在特殊的使用环境设备需要具备很高的可靠性。如图1所示，业界采用热备切换技术来提高设备可靠性，设备内部使用两颗恒温晶振，信号进入fpga进行频率检测，当其中一个信号异常后切换到信号正常的通道对外输出标频信号，其热备切换原理。
3.然而，如图2所示，现有的热备切换技术在fpga内部检测至发现信号异常需要一个时钟周期，进行切换后输出的时钟会中断一个时钟周期，可能造成对后级设备的瞬间工作异常，需要重新进行跟踪和锁定。


技术实现要素：

4.本实用新型的目的在于提供一种基于功率检测的标频无损切换装置，可以保证切换过程输出波形的连续性，解决了现有技术中标频热备切换后信号异常丢失对后级设备造成工作异常的现象。
5.本实用新型主要通过以下技术方案实现：
6.一种基于功率检测的标频无损切换装置，包括第一恒温晶振、第二恒温晶振、功率检波器、mcu、射频开关、无源功分器，所述第一恒温晶振、第二恒温晶振分别与射频开关、功率检波器连接，所述mcu通过内部的adc模块与功率检波器连接，所述mcu与射频开关连接，所述射频开关与无源功分器连接。
7.为了更好地实现本实用新型，进一步地，所述mcu的内部设置有并列设置的第一adc模块、第二adc模块，所述第一恒温晶振通过功率检波器与mcu内部的第一adc模块连接；所述第二恒温晶振通过功率检波器与mcu内部的第二adc模块连接。
8.为了更好地实现本实用新型，进一步地，所述第一恒温晶振、第二恒温晶振输出的正弦波频率信号分别输入射频开关、功率检波器，所述功率检波器的输出为模拟电压信号，所述mcu内部的adc模块用于将模拟电压信号进行模数转换。
9.为了更好地实现本实用新型，进一步地，所述mcu内部的adc模块是12为的，且数值表示范围为0-4095。
10.为了更好地实现本实用新型，进一步地，所述功率检波器的型号为adi的ad8361，所述射频开关的型号为analog的hmc284ams8getr。
11.为了更好地实现本实用新型，进一步地，所述mcu的型号为具有adc模块信号采集的stm32。
12.在本实用新型中，恒温晶振输出正弦波频率信号一分二，一路进入射频开关，一路
进入功率检波器，正弦波信号经功率检波器转换为模拟电压信号，输出电压对应关系为vout=7.5*vin(rms)。功率检波器输出的模拟电压信号进入mcu的adc模块进行模数转换，mcu内部adc模块是12位的，数值可以表示从0~4095，例如adc参考电压vdd为3v，输入电压为3v时mcu读出来的数值为4095，输入电压为0v时，mcu读出来的数值为0。在使用过程中，mcu内部对adc采样数值设置门限，例如3v输入的信号，当幅度低于2.5v时，即读出数值小于3412时，认为当前时钟输出异常，mcu对射频开关进行切换。
13.本实用新型的有益效果：
14.本实用新型切换过程输出的波形有完好的连续性，切换后不会影响后级设备正常工作，解决了现有技术中标频热备切换后信号异常丢失对后级设备造成工作异常的现象，具有较好的实用性。
附图说明
15.图1为现有的热备切换技术的电路原理图；
16.图2为现有的热备切换技术的检测切换输出波形图；
17.图3为本实用新型标频无损切换装置的电路原理图；
18.图4为本实用新型标频无损切换装置的检波器输出波形图；
19.图5为本实用新型标频无损切换装置的检测切换输出波形图。
具体实施方式
20.实施例1：
21.一种基于功率检测的标频无损切换装置，如图3所示，包括第一恒温晶振、第二恒温晶振、功率检波器、mcu、射频开关、无源功分器，所述第一恒温晶振、第二恒温晶振分别与射频开关、功率检波器连接，所述mcu通过内部的adc模块与功率检波器连接，所述mcu与射频开关连接，所述射频开关与无源功分器连接。
22.进一步地，所述mcu的内部设置有并列设置的第一adc模块、第二adc模块，所述第一恒温晶振通过功率检波器与mcu内部的第一adc模块连接；所述第二恒温晶振通过功率检波器与mcu内部的第二adc模块连接。
23.本实用新型切换过程输出的波形有完好的连续性，切换后不会影响后级设备正常工作，解决了现有技术中标频热备切换后信号异常丢失对后级设备造成工作异常的现象，具有较好的实用性。
24.实施例2：
25.本实施例是在实施例1的基础上进行优化，所述第一恒温晶振、第二恒温晶振输出的正弦波频率信号分别输入射频开关、功率检波器，所述功率检波器的输出为模拟电压信号，所述mcu内部的adc模块用于将模拟电压信号进行模数转换。
26.进一步地，所述mcu内部的adc模块是12为的，且数值表示范围为0-4095。
27.进一步地，所述功率检波器的型号为adi的ad8361，所述射频开关的型号为analog的hmc284ams8getr。所述mcu的型号为具有adc模块信号采集的stm32。
28.在本实用新型中，如图3所示，恒温晶振输出正弦波频率信号一分二，一路进入射频开关，一路进入功率检波器，正弦波信号经功率检波器转换为模拟电压信号，输出电压对
应关系为vout=7.5*vin(rms)。功率检波器输出的模拟电压信号进入mcu的adc模块进行模数转换，mcu内部adc模块是12位的，数值可以表示从0~4095。在使用过程中，mcu内部对adc采样数值设置门限，例如3v输入的信号，当幅度低于2.5v时，即读出数值小于3412时，认为当前时钟输出异常，mcu对射频开关进行切换。
29.本实用新型切换过程输出的波形有完好的连续性，切换后不会影响后级设备正常工作，解决了现有技术中标频热备切换后信号异常丢失对后级设备造成工作异常的现象，具有较好的实用性。
30.本实施例的其他部分与实施例1相同，故不再赘述。
31.实施例3：
32.一种基于功率检测的标频无损切换装置，如图3所示，功率检波器选用adi的ad8361，mcu选择具备adc信号采集功能的stm32系列，射频开关选择analog的hmc284ams8getr。在使用过程中，恒温晶振输出正弦波频率信号一分二，一路进入射频开关，一路进入ad8361功率检波器，正弦波频率信号经功率检波器转换为模拟电压信号，输出电压对应关系为vout=7.5*vin(rms)。例如：如图4所示，5dbm的正弦波信号进入检波器后，检波器输出3v的电压信号。
33.如图3所示，输出的电压信号进入mcu的adc模块进行模数转换，mcu内部adc模块是12位的，数值可以表示从0~4095。例如，adc模块的参考电压vdd为3v，输入电压为3v时mcu读出来的数值为4095，输入电压为0v时，mcu读出来的数值为0。
34.本实用新型在使用过程中，mcu内部对adc模块的采样数值设置门限。例如，3v输入的信号，当幅度低于2.5v时，即读出数值小于3412时，认为当前时钟输出异常，mcu对射频开关进行切换。如图5所示，当mcu检测到功率输出异常后，及时进行开关切换，切换过程输出波形会出现一小段缺失，但整个周期能保证完整，并不影响后级设备正常使用该时钟作为参考，时钟的切换不会造成后级设备失锁等异常工作状态。本实用新型切换过程输出的波形有完好的连续性，切换后不会影响后级设备正常工作，解决了现有技术中标频热备切换后信号异常丢失对后级设备造成工作异常的现象，具有较好的实用性。
35.以上所述，仅是本实用新型的较佳实施例，并非对本实用新型做任何形式上的限制，凡是依据本实用新型的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化，均落入本实用新型的保护范围之内。