0 导言
我国地上数字电视规范要选用自主研制的DTMB/TDS-OFDM频、时域处理技能，其支撑高、标清电视的不同制式，支撑室内、移动、便携接纳等三种接纳办法，支撑单频网和多频网两种组网方式，可依据运用事务的特性和组网环境挑选不同的传输方式和参数。
地上数字电视射频信号的信道功率是衡量网络质量的重要丈量目标，其巨细直接决议信号的掩盖规模及某接纳点是否可以正常接纳。本文介绍了一种丈量地上数字电视射频信号功率的检测器，此检测器可以检测数字信号的平均功率，实在反映信号的信道功率巨细。
1 模仿、数字电视信道功率差异
模仿电视广播，用峰值功率电平表征频道信号的强弱。丈量模仿电视发射机输出信号功率电平常，运用频谱仪对信号同步脉冲的峰值电平进行丈量。因为这儿集中了信号在频道内的首要能量(超越98%)，所以可以以为对载波同步脉冲的丈量可以代表信号在丈量频道内的电平值。
数字电视广播用信道功率表征频道信号的功率强弱。数字电视调制信号相似噪声，信号在调制到射频载波前被进行了随机化处理。因为数字信号以噪声方式呈现，它更像随机加入到频域测验设备中的一组组脉冲，所以选用信道平均功率判别信号强弱。
数字电视信号有较高的峰均比，如表1所示。假如丈量中仍测其峰值功率电平，则测的的数据会与信道平均功率有较大差错。因而，数字电视信号的丈量应测其平均功率。
2 功率检测器体系总体规划
数字电视射频信号功率检测器首要由3个部分组成：带通滤波器、RF功率检测模块和体系操控与显现模块。其框图如图1所示。
数字电视发射机功率检测器用ARM S3C4480X芯片作为其中心操控器，内部的宽带滤波器用微带线滤波器完成，RF功率检测用专业的功率检测芯片AD8362完成，模数转换用双通道、12位高速ADC芯片完成，显现用128×64像素点单色LCD显现器完成。
框图中共有2组带通滤波器+功率检测模块组合，别离用来检测一个频道的RF信号入、反射功率巨细。若体系需求一起检测多个频道的RF入、反射功率，则可以添加带通滤波器+功率检测模块组合及ADC模块数量。
耦合而来的RF信号先进入数字电视射频信号功率检测器中的带通滤波器(UHF波段特定中心频率、带宽8MHz)。经过滤波后，某一特定频道的RF信号再送入功率检测模块，检测后输出信号强度模仿电平，该功率检测模块可以检测数字信号的真有用值功率，检测动态规模高达60d B。ADC芯片将送来的RF功率强度模仿检测电平转换为数字信号输出，该ADC芯片具有2个12位的高速逐次迫临型ADC模块，采样速率高达2MSP S。ARM操控器操控整个功率检测器的功率检测及显现功用，ARM操控器接纳ADC送来的数字信号，经运算处理后，最终将成果显现在LCD显现模块上，ARM操控器选用16/32位ARM7TDMI内核，主频66MHz，集成8KB高速缓冲器、外部存储器操控器、LCD操控器等模块。
3 硬件规划
3.1 输入保护电路
在整个功率检测器的输入端，添加了输入功率过载保护电路。当输入的RF信号功率过大时，该保护电路将会主动约束输入信号的功率，到达保护后级检测电路不受损害的意图。输入过载保护电路由肖特基增强型PIN限幅器、射频变压器组成。当输入RF功率低于门限电平常，信号可以正常经过保护电路;当输入RF功率到达或超越门限电平常，保护电路会主动将输入功率约束在最大答应功率电平上，确保后级电路正常作业。该保护电路具有宽作业频率200～1400MHz，低功率约束电平约6.05dBm，可以满意广播电视频段运用的需求。
肖特基增强型PIN限幅器选用ASML-5829，限幅器中有一PIN二极管和一肖特基二极管，两二极管如图反向并联在输入电路上，当RF信号低于约束门限，肖特基二极管上电流很小，导致PIN二极管的结电阻很大，RF信号便能无损耗地向后级传输;当RF信号增大到约束门限，肖特基二极管电流升高，导致PIN二极管结电阻减小，大部分RF信号入射功率经PIN二极管被反射回输入源。射频变压器选用TC4-14+，次级初级绕阻比为4，因而变压器即能起到扩大信号的效果，又能起到阻抗匹配的效果。输入过载保护电路在整个作业频段内，插损最大约-2.8dB，回波损耗最小约-18dB。
3.2 功率检测
3.2.1 均方根检波器AD8362
AD8362是一个真有用值功率检测器，其检测输出的线性直流电压正比于输入信号功率巨细，输出与输入信号的峰均比无关，具有60dB丈量规模。它被用于各种不同高频通讯体系和对信号功率要求精确相应的仪器中。该芯片简略易用，只需单5V电源供电和一些电容。它可以在恣意低频至2.7GHz频率中作业，可以承受从1mV～1V有用值的信号输入。被测信号的峰值因数可以高达6，超越了对CDMA信号精确丈量的要求。AD8362可以丈量射频信号的有用值功率，为抱负的数字电视射频信号功率检测器。
AD8362具有以下特性：1)彻底精准丈量/操控体系;2)精准的RMS转直流(50Hz～2.7GHz);3)输入动态规模大于60dB(50 Ω下，-52～8dBm)：4)独立的波形和调制(GSM/CDMA/TDMA等);5)线性的分贝输出(50mV/dB);6)0.5dB差错;7)不同温度和供电下功用安稳(4.5～5V在24mA，-40～+85℃);8)待机状况1.3mW。
AD8362既能用于功放线性操控，也能用于射频功率检测。当用于功率检测时，其VOUT脚与VSET脚应直连，此刻输出是正比于输入rms对数值，斜率50mV/dB。当用于功放线性操控时，VOUT脚与VSET脚独立，功放经过AD8362的VOUT输出来改动本身的增益，到达功率输出线性的意图。
3.2.2 功率检测电路
AD8362供给丈量方式和操控方式两种作业方式。在操控方式下，AD8362可监督可变增益功放的输出，并经过设定VSET脚上的电压，操控调理功放增益，使功放输出到一个抱负的目标值。当输入大于VSET脚设定值，VOUT置逻辑高电平，当输入小于VSET脚设定值，VOUT置逻辑低电平。在丈量方式下，AD8362仅检测RF的功率巨细，VSET脚与VOUT脚短路。本规划选用丈量作业方式，检测电路如图3所示。
AD8362的输入可所以差分输入或单端输入，假如要装备为差分输入方式，输入电路前还需添加BALUN(非平衡转平衡转换器)，这儿咱们运用单端输入方式。VOUT经过运放扩大后送出检测电压值PWR_DET。当VSET脚与VOUT脚短路衔接时，输出电压与输入信号电平呈线性对数联系(斜率50mV/dB)，关于输入信号为-60dBm(截距)时，VOUT输出为0V。输出电压可用如下公式表明：
VOUT=(PIN-PZ)×50mV
PIN为输入信号的功率，PZ(截距)为输出为0V时的输入信号功率，两者单位均为dBm。一般PZ为-60dBm。
本规划中，VSET脚与VOUT脚并未直接短路衔接，而是经过一个电阻相连，且在VSET脚上加了一个装备电压(截距重定位电压)。这样，便可以添加输出电压公式中的斜率，以便更习惯特定的功率检测环境。当然，这样的电路衔接也会下降检测的动态规模。
因为VOUT、VSET衔接改动，斜率有所改变。另一方面，因为阻抗失配和衰减等要素，丈量或许会有差错，因而，需求对丈量电路的核算公式做校对，从头核算公式中的斜率(SLOPE)和截距(INTERCEPT)。校对办法是施加连个挨近AD8362线性输入规模端点的已知信号电平，然后丈量输出电压。依据AD8362线性规模挑选两个输入信号电平为PIN1=-60dBm，PIN2=-30dBm，并别离测得电路输出电平为VOUT1和VOUT2。则可以经过以下公式核算斜率和截距：
检波器输出给后级的双路，12BIT ADC处理，将检测直流电压变为数字信号经过SPI接口送至MCU主操控器。
3.3 体系操控
整个功率检测器选用三星公司的16/32位RISC处理器S3C4480X(66MHz)作为体系操控器。S3C44BOX选用ARM7TDMI内核，0.25 μm工艺的CMOS规范宏单元和存储编译器，为手持设备和一般类型的运用供给了高性价比和高性能的微操控器解决方案。该处理器供给了丰厚的内置部件：8KBcache、内部SRAM、LCD操控器、71个通用I/O接口、RTC、10位ADC、主动握手的2通道UART、I2C总线接口等。体系操控器履行功率检测程序，并操控检测电路对射频信号功率的收集，将功率检测成果显现在LCD模块上。LCD模块选用128×64像素的LCD屏，共能显现4行中英文字符。且经过软件操控，可以完成守时刷屏，这样就能实时显现射频信号功率的检测成果了。
4 软件规划
功率检测软件履行的流程如图4所示。体系先初始化功率检测模块、ADC模块、LCD模块等，使一切模块进入正常作业状况。MCU收集射频信号的入、反射功率检测数据，对数据进行判别是否超越丈量线性规模，如超越，则显现超越丈量规模，此刻可按“从头检测”按钮使体系从头检测功率;如未超越，则由收集数据核算功率值的巨细。体系对功率值持续判别其是否在设定门限规模内，如超越，则显现反常功率值巨细及功率反常报警，此刻仍可按“从头检测”按钮使体系从头检测功率;如未超越，则显现正常的功率值巨细。假如检测的功率值正常，
体系默许是按周期循环检测，使保护人员可以实时检查入、反射功率状况，一起也可按“中止循环检测”按钮随时中止循环检测程序，使显现坚持当时状况。
5 小结
本规划的数字电视射频信号功率检测器可以精确实时丈量地上数字电视射频信号功率巨细，并具有功率反常报警功用，为保护人员供给有用监测手法，进步保护功率，保证安全播出。本检测器检测精确、结构简略、运转安稳，具有必定的运用远景。
