一种大功率电磁屏蔽双频输出信号源的制作方法

1.本实用新型涉及测量测试技术领域，特别涉及一种大功率电磁屏蔽双频输出信号源。


背景技术：

2.计算机房、精密仪器仪表室、计量室以及中心枢纽控制室等特殊场合要求屏蔽外界干扰信号，防止外界干扰信号影响屏蔽室内的电器设备和精密仪表等正常工作，射频信号源又叫射频信号发生器，是集多参数为一体的综合型测量仪器，用来测试室内屏蔽效果的测量设备。
3.传统的射频信号源主要为蜂窝通信、无线连接、音频/视频广播和航空/国防等行业中的基带和射频测试应用标准连续波、模拟调制和数字调制参考信号，输出频率范围宽，可以从几khz至几ghz，甚至达到几十ghz，幅度输出范围大且幅度输出精度高，用来作为测量屏蔽效果的设备，造成没有必要的浪费；在一些需要较高屏蔽效能的场合中，还需要大功率的射频信号才能满足需求，而传统的射频信号源输出功率小，不能满足需求。


技术实现要素：

4.为克服现有技术的不足，本实用新型的目的是提供一种大功率电磁屏蔽双频输出信号源，用于输出可供测试屏蔽室用的固定频率和大功率的射频信号，输出幅度范围小，输出功率大。
5.为实现上述目的，本实用新型通过以下技术方案实现：
6.一种大功率电磁屏蔽双频输出信号源，包括壳体，壳体上包括中央处理单元cpu、射频信号发生模块sf1、功率放大模块rfpa、输出单元rfot、键盘输入模块k、显示单元lcd、电源模块power、冷却模块col，中央处理单元cpu通过端口与电源模块power、冷却模块col、射频信号发生模块sf1、功率放大模块rfpa、显示单元lcd、键盘输入模块k连接，功率放大模块rfpa的输入端通过端口与射频信号发生模块sf1连接，功率放大模块rfpa的输出端通过端口与输出单元rfot连接，功率放大模块rfpa用于放大射频信号，输出单元rfot包括射频连接器，用于射频信号转换；中央处理单元cpu包括处理器mcu、电源转换电路、输出电源切换电路、双电源切换电路，电源转换电路、输出电源切换电路、双电源切换电路均与处理器mcu连接。
7.中央处理单元cpu通过串行端口与射频信号发生模块sf1连接，用于驱动射频信号发生模块sf1输出固定频率，输出电源切换电路包括继电器k5，继电器k5通过电源端口一与射频信号发生模块sf1连接，用于给射频信号发生模块sf1供电，中央处理单元cpu通过电源端口二给功率放大模块rfpa供电，电源转换电路包括线性稳压器，线性稳压器通过端口与电源模块power连接，用于提供工作电源，双电源切换电路包括电池bat1，用于rtc走时和备用寄存器保存数据。
8.中央处理单元cpu通过端口与键盘输入模块k连接，键盘输入模块k用于人为手动
设置初始化参数；中央处理单元cpu通过端口与显示单元lcd连接，显示单元lcd包括lcd显示模块，用于显示键盘输入参数信息、输出频率信息、冷却模块col运行信息、供电信息、增强功率信息。
9.功率放大模块rfpa通过同轴电缆分别与射频信号发生模块sf1和输出单元rfot连接。
10.电源模块power的输出端通过供电端口与中央处理单元cpu连接，电源模块power的输入端口与交流电源连接，电源模块power用于将交流电源转换成直流电源，给中央处理单元cpu供电。
11.冷却模块col包括直流风扇和散热器，直流风扇设置在散热器上，冷却模块col用于给功率放大模块rfpa散热，电源模块power通过端口与直流风扇的输入端连接，用于给直流风扇供电。
12.键盘输入模块k包括若干个按键。
13.处理器mcu为32位芯片。
14.与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：
15.1.采用输出电源切换电路，可随时切断射频信号源的射频信号；
16.2.采用键盘输入模块和显示单元用于实现人机交互，可方便的在显示单元查询状态信息；
17.3.采用双电源切换电路用于rtc走时和备用寄存器保存数据；
18.4.输出固定的频率；
19.5.采用功率放大模块用于大功率输出；
20.6.操作简单、易于实现、节约成品成本。
附图说明
21.图1为基本原理系统框图。
22.图2为电路原理图。
23.图3为中央处理单元原理图。
24.图4为中央处理单元电源变换原理图。
25.图5为中央处理单元双电源切换原理图。
26.图6为中央处理单元输出电源切换原理图。
27.图7为中央处理单元显示单元原理图。
28.图8为正向外观视图。
29.图9为等轴测外观正视图。
30.图10为等轴测外观后视图。
具体实施方式
31.下面结合说明书附图对本实用新型进行详细地描述，但是应该指出本实用新型的实施不限于以下的实施方式。
32.以下实施例在以本实用新型技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本实用新型的保护范围不限于下述的实施例。下述实施例中所用方
法如无特别说明均为常规方法。
33.【实施例1】
34.见图1，图2，图3，图4，图5，图6，图7，一种大功率电磁屏蔽双频输出信号源，包括中央处理单元cpu、射频信号发生模块sf1、功率放大模块rfpa、输出单元rfot、键盘输入模块k、显示单元lcd、电源模块power、冷却模块col，中央处理单元cpu包括处理器mcu、电源转换电路、输出电源切换电路、双电源切换电路，电源转换电路、输出电源切换电路、双电源切换电路均与处理器mcu连接；射频信号发生模块sf1采用型号adf4351，功率放大模块rfpa采用型号uwbpa-10m，处理器mcu采用stm32系列32位芯片，芯片型号为stm32f103zet6。
35.中央处理单元cpu端口包括供电端口p1，电源端口二p2、电源端口一p4、串行端口p3、显示单元lcd端口2.8”lcd、键盘输入模块k端口p5，通过中央处理单元cpu端口与电源模块power、冷却模块col、射频信号发生模块sf1、功率放大模块rfpa、显示单元lcd、键盘输入模块k连接；功率放大模块rfpa的输入端通过端口与射频信号发生模块sf1连接，功率放大模块rfpa的输出端通过端口与输出单元rfot连接，功率放大模块通过同轴电缆分别与射频信号发生模块sf1和输出单元rfot连接，功率放大模块rfpa用于放大射频信号，可稳定输出37dbm的大功率射频信号，输出单元rfot包括射频连接器，用于射频信号转换。
36.见图1，见图2，电源模块power包括开关s1和开关电源pow1，开关s1串联连接在开关电源pow1的交流输入acl端，开关电源pow1用于将交流电源ac220v转换成直流电源dc12v，分别给直流风扇fan1和通过供电端口p1给中央处理单元cpu供电；冷却模块col包括直流风扇fan1和散热器，直流风扇fan1设置在散热器上，功率放大模块rfpa工作时产生大量的热量，通过冷却模块col将热量导出。
37.见图2，见图3，键盘输入模块k包括按键开关k1-k4，键盘输入模块k通过端口p5与处理器mcu的管脚1-4连接，处理器mcu的管脚1-4工作在上拉模式下，当按键开关k1-k4任何一个按键按下，与其对应处理器mcu的管脚1-4都由高电平变为低电平，通过按键开关k1-k4的动作，人为手动设置初始化参数。
38.见图2，见图7，显示单元lcd包括2.8”lcd显示模块和电容c24，2.8”lcd显示模块通过显示单元lcd端口2.8”lcd与处理器mcu插接，2.8”lcd显示模块的管脚25和24分别连接3.3v，管脚27、26、22接地，管脚22和24之间连接电容c24，管脚28和32为空管脚，其余管脚与处理器mcu连接，显示单元lcd用于显示键盘输入参数信息、输出频率信息、冷却模块col运行信息、供电信息、增强功率信息。
39.见图2，见图3，见图4，电源转换电路用于将直流电源dc12v转换成5v和3.3v工作直流电源，电源转换电路包括线性稳压器ic2、线性稳压器ic3，电容c1、电容c2、电容c25、电容c3、电容c4，电源模块power的输出端提供直流电源dc12v，通过供电端口p1分别与线性稳压器ic2的管脚vin、电容c1连接，电容c1与电容c2并联连接，c1和c2用于直流电源dc12v滤波，线性稳压器ic2的管脚vout用于提供+5v，并与线性稳压器ic3的管脚vin连接，线性稳压器ic3的管脚vout用于提供3.3v，线性稳压器ic2的管脚gnd和线性稳压器ic3的管脚gnd均接地，线性稳压器ic3的管脚vin和管脚gnd之间连接有电容c25，电容c25作为线性稳压器ic2输出和ic3输入的滤波电容，线性稳压器ic3的管脚vout和管脚gnd之间并联连接有电容c3和电容c4，电容c3和c4用于滤波并提供稳定的3.3v直流电源。
40.见图2，见图3，见图6，输出电源切换电路用于给射频信号发生模块sf1供电，输出
电源切换电路包括上拉电阻r11、限流电阻r12、三极管q1、继电器k5，三极管q1的基极通过限流电阻r12分别与处理器mcu管脚5和上拉电阻r11的一端连接，处理器mcu管脚5作为切换信号管脚convert，上拉电阻r11的另一端接5v，三极管q1的集电极接5v，三极管q1的发射极通过继电器k5的线圈接地，三极管q1用于增强继电器k5线圈的驱动能力，电源端口一p4的端子2通过继电器k5的常闭触点一接地，电源端口一p4的端子1通过继电器k5的常开触点接12v；mcu控制器通过电源端口一p4与射频信号发生模块sf1的电源端口连接，当处理器mcu切换信号管脚convert为高电平，三极管q1导通，继电器k5的线圈得电，继电器k5的常开触点吸合常闭触点断开，端子p4得电，射频信号发生模块sf1得电开始工作发出固定频率的射频信号，而切换信号引脚convert为低电平，三极管q1截止，继电器k5的线圈失电，继电器k5的常开触点断开常闭触点吸合，电源端口一p4的端子失电，射频信号发生模块sf1失电停止工作。
41.见图2，见图3，处理器mcu通过串口通讯的方式驱动射频信号发生模块sf1，输出固定频率450mhz或950mhz，处理器mcu通过串行端口p3与射频信号发生模块sf1的串行端口连接，处理器mcu的管脚101和管脚102为串口信号管脚txd、rxd，分别与串行端口p3的端子2和端子3连接，串行端口p3的端子1接地。
42.见图3，见图5，双电源切换电路包括电阻r2、电容c22、电容c23、晶振y2、电阻r1、电容c20、电容c21、二极管d1、二极管d2、电容c19、电池bat1，处理器mcu的管脚33通过电阻r2接3.3v，处理器mcu的管脚33和管脚30之间并联连接有电容c22和c23，处理器mcu的管脚32和管脚33连接，管脚30接地，电阻r2用于分压，电容c22和c23用于滤波；处理器mcu的管脚24和管脚31之间并联连接有电容c20和电容c21,晶振y2与电容c21串联连接，电阻r1与晶振y2并联连接，电容c21的一端与处理器mcu的管脚23连接，电容c21的另一端与处理器mcu的管脚31连接，电阻r1用于匹配电阻使晶振y2稳定，电容c20和电容c21用于滤波；处理器mcu的管脚6分别通过二极管d1接3.3v，通过串联连接的二极管d2和电池bat1接地，电容c21的一端接处理器mcu的管脚6，电容c21的另一端接地，双电源的第一电源由3.3v供电，二极管d1正向导通，当3.3v断电时由2032电池bat1供电，d2正向导通，bat1的2032电池作为第二电源使处理器mcu在异常失电时，由第二电源继续供电，用于rtc走时和备用寄存器保存数据。
43.【实施例2】
44.见图8，见图9，见图10，壳体内设置有中央处理单元cpu、射频信号发生模块sf1、功率放大模块rfpa，壳体前面板设置有输出单元rfot、键盘输入模块k、显示单元lcd,壳体后面板设置有电源模块power、冷却模块col。
45.工作过程：
46.电源模块power的开关s1闭合，电源模块power得电，将ac220v转成dc12v。冷却模块col、中央处理单元cpu、功率放大模块rfpa、键盘输入模块k、显示单元lcd得电至初始化状态。按动键盘输入模块k的按键k1-k4选择，输出频率为450mhz或者950mhz，然后按k4确认选择，中央处理单元cpu得到输入参数后，首先通过图6，使输出继电器k5闭合，射频信号发生模块sf1得电，然后中央处理单元cpu通过串口通讯的方式将输出频率和输出功率发送至射频信号发生模块sf1。
47.射频信号发生模块sf1根据输入的参数发出相应的射频信号，该射频信号经过功率放大模块rfpa的放大，输出至壳体前面板的输出单元rfot的输入端口，最终经由输出单
元rfot发出接口方式，频率，功率都符合要求的实际所需要的射频信号。
48.本实用新型输出固定的频率，通过输出电源切换电路可随时切断射频信号源的射频信号，通过双电源切换电路满足rtc走时和备用寄存器保存数据，通过功率放大模块实现大功率输出，通过键盘输入模块k和显示单元lcd实现人机交互。