基于DSP的數字閉環功放控制系統

本文提出一種基于DSP的數字閉環功放控制系統，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，根據求出的最大下降步徑進行相應的調整，及時將功放輸出功率減小到額定功率，這樣形成一個閉環控制系統。由于采用DSP為處理核心，處理速度和計算精度都得到保證。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射的最大功率。

　　系統硬件結構

　　整個系統由C5509A、AD9857、AD7655組成，系統框圖如圖1所示。

　　圖1 系統結構框圖

　　從圖1可以看出，DSP是核心控制單元;AD9857用于發射數據，進行上變頻，并輸出模擬數據到功放，再經過天線發射出去，AD9857的控制信號由DSP的SPI接口實現。AD7655負責采集功放的正向和反向電壓值，將電壓值回送到DSP，DSP根據電壓值進行功放控制。SRAM存儲發射的基帶數據，以及實時計算發射基帶數據的中間變量。Flash保存DSP所需要的程序，供DSP上電調用;DSP和PC之間使用HPI口，使用PCI橋芯片，實現和PC的連接。DSP對AD9857、AD7655、SRAM以及Flash都是經過DSP的EMIF接口連接，EMIF接口是DSP的外部存儲器接口(External Memory Interface)，可以方便的和外部Flash、異步SRAM等設備連接。本系統的外部設備數據通信速率均較低，最高數據傳輸速率為AD9857的48Mb/s，C5509A的EMIF接口適合滿足其速度要求。

　　閉環控制算法

　　對發射機功放輸出功率的典型控制方法是根據駐波比來調整發射機的輸出功率。發射機的正、反向功率檢測電壓與功放輸出功率及駐波比之間的數值關系如下。

正向功率檢測電壓：

　　(1)

　　反向功率檢測電壓：

　　(2)