基于C5509A的功放闭环数字控制系统(图)
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2020-10-19
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基于基于C5509A的功放闭环数字控制系统的功放闭环数字控制系统(图图)
本文介绍了对发射机功放输出功率进行控制的闭环控制算法，以及系统组成。通过计算正反向功率检测电压，
确定允许功放输出功率升降的最大步径来控制功放输出功率。整个系统采用DSP和AD9857来实现，经过短波和
超短波系统测试，基于闭环算法的功放输出效率明显高于其他典型的线性控制算法，在确保功放安全的情况
下，对提高功放的效率具有实用价值。
引言引言
随着通信系统的发展，要求通信具有更高的传输可靠性、更强的抗干扰能力。在无线信号发射过程中，射频信号必须经
本文提出一种基于
系统硬件结构系统硬件结构
整个系统由
图1 系统结构框图
从图1可以看出，DSP是核心控制单元；AD9857用于发射数据，进行上变频，并输出模拟数据到功放，再经过天线发射
出去，AD9857的控制信号由DSP的SPI接口实现。AD7655负责采集功放的正向和反向电压值，将电压值回送到DSP，DSP
根据电压值进行功放控制。SRAM存储发射的基带数据，以及实时计算发射基带数据的中间变量。Flash保存DSP所需要的程
序，供DSP上电调用；DSP和PC之间使用HPI口，使用PCI桥芯片，实现和PC的连接。DSP对AD9857、AD7655、SRAM以
及Flash都是经过DSP的EMIF接口连接，EMIF接口是DSP的外部存储器接口（External Memory Interface），可以方便的和
外部Flash、异步SRAM等设备连接。本系统的外部设备数据通信速率均较低，最高数据传输速率为AD9857的
48Mb/s，C5509A的EMIF接口适合满足其速度要求。
闭环控制算法闭环控制算法
对发射机功放输出功率的典型控制方法是根据驻波比来调整发射机的输出功率。发射机的正、反向功率检测电压与功放输
出功率及驻波比之间的数值关系如下。
正向功率检测电压：
（1）
反向功率检测电压：
（2）
驻波比：
（3）
式中，VF_Full表示当功放输出最大额定功率时对应的正向功率检测电压，PFWD表示功放输出的正向功率，PREV表示
反向功率，PF_Full表示功放输出的最大额定功率。
根据正、反向功率检测电压计算出允许功放输出功率的最大上升或下降步径来控制功放输出功率。
设PR_Full为功放能承受的最大反向功率，并且PR_Full＝b（常数）；POUT为反向电压达到VR_Limit时的输出功率；输
出额定功率时对应的正向功率检测电压VF_Full＝a（常数）；PF_Full/PR_Full=n（常数）。这三个常数都由功放的指标确
定。
根据式（3），在反向电压达到VR_Limit时的驻波比如下：
（4）
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