【最牛B电工】400W大功率脉冲信号源研发曲折经历

发表于 2013/12/19 0:18:47 阅读（5156）

工程师的成长，都是苦逼的，都是心酸的，不要在意别人怎么对你，怎么看你，你都得好好的努力做好自己的事，每天都要不断的进步，博主在毕业初期，在外地一个公司上班，一直免费加班，每天持续到11点，从来没有抱怨过公司一句，我反而觉得很感谢公司给我提供这个平台，让我自己能得到提升，否则自己也许还在四处漂泊找不到自己努力的方向。这也许就是失去了很多，确无形中得到了很多的道理吧。下面就来说说我以前的一个项目研发经历吧。

在年初的时候，负责公司一个400W大功率信号源项目研发，此项目频率在3G，带宽200M，脉冲周期20us—1ms可调节，脉冲宽度为500ns，顿时，我觉得有了种安全感，为什么呢？如果是400W 的连续波，我不被辐射死啊？就算是有衰减器，那么强的信号，漏出来的都很大了，还好占空比很窄，但是辐射也很强的了。

在项目初期，开始规划方案和机箱结构，首先是功放问题，这个东西，只有买别人的了，首先打电话询价然后对比签合同，解决功放问题，其次是内部方案规划，电源选型，机箱面板设计，显示系统等等。

首先是机箱采用了4U机箱，这样空间大，方便散热以及模块布局。显示界面采用了我最熟悉的ARM系统，直接在网上买了一个S5PV210的ARM开发套件，wince系统，然后支持C#开发，哈哈，剩下的就是VS上面拉出几个界面的事了。电源采用了AC/DC电源，找北京一家公司定制了一台。价格大约1600，其实到后来才发现，电源选型是最失败的，为什么呢？因为一个产品如果有太多的定制器件，那么这个产品就不是一个成熟的产品，就必然会遇到很多问题，而且一旦出现故障，就会找不到替代的产品。

其次就是控制系统方案，我采用的是FPGA控制，因为FPGA产生的脉冲宽度很精准，这样保证了脉冲宽度和周期。然后FPGA通过UART和ARM通信，接受ARM界面系统下发的指令，FPGA控制频综ADF4350产生3GHz信号，通过后面的放大滤波等措施，做出一个高质量的调制信号。在机箱后面板，用2个风扇进行抽风散热，并且引出了内部芯片的下载接口，方便调试程序。

这样就完事具备，只欠东风了，开始轰轰烈烈的做PCB，写程序，安排同事配合做结构。同事只做了机箱结构设计，和机箱模块布局，机箱内部的腔体还的我自己来做，因此又开始不断的忙活。在做腔体的时候，还是很讲究的，同样的东西，不同的方法做出来，成本是不一样的。这个就必须对铝件的机械加工有所了解。因此苦逼的我，以前只会做PCB，又得去现学CAD结构制图，最后做出来的腔体真的想搭建积木一样。但是成本省去了一半以上。

终于完成了设计，开始投产加工，包括PCB加工，机械结构加工等等，在一周左右，PCB和腔体模块加工好了，然后机箱还需要一段时间，那么我们一样可以先焊接调试，等待见证奇迹。终于一套调试完成，调制信号源完美的展现在我眼前，感觉向成功买进了一步，接下来功放到了，机箱也到了，然后开始安排电装进行机箱装配，内部电缆飞线等等，一切准备完毕，装上了ARM系统，8寸触摸显示器上运行起wince ，感觉是非常的大气，赶紧换了了XP 的桌面，那感觉真是好，可是公司第一个用wince系统做界面处理，C#程序也很快写好放进去了，引来了很多同事的围观，那是多么高兴的事，接下来就是整机连调，也是见证奇迹的时候，终于组装上去后，在外面加上衰减器和功率计，点击了信号开，那一刻心情非常冲动，怕的很，为什么呢？因为这一下下去，如果出问题，那么功放可能就挂了，功放是外面采购的，可是1万块钱一个呀，顶着巨大压力，还是按下了液晶触摸面板上的信号开，终于信号完美的被放大，那一刻心中巨石落下了，心中充满了信心。接下来就开始对程序进行修整，让他变得完美。

其实在这个时候，系统设计的漏洞正在慢慢浮现，果然，不久，我在烧写FPGA 程序后，电机开启信号，功率计毫无反应，为了验证是否是功率计坏了，我专门用信号源测试了功率计，确认没问题，但是为什么没有输出呢？经过检查，发现功放一直没有电流，顿时身上冷汗阵阵，为什么会这样呢？为什么会烧呢？然后认真分析了原理框图，都没有问题，最后发现系统保护措施不够完善，在烧写FPGA代码的时候，FPGA引脚上的电平一直是高，FPGA 引脚一直是高，那么功放电源也会被打开；信号调制模块是用一个微波开关做的，当它持续高电平的时候，他会一直输出连续波，而且频综在正确初始化后，会有频率输出，就算你修改FPGA代码，它内部寄存器暂时还是没有改变。因此得出结论，在烧写FPGA代码的时候，频综模块输出仍然存在，而且微波开关一直打开，功放电源也持续打开，微波通道给功放输入了一个连续波信号，烧毁了功放管。很快心情陷入了低谷，开始认真的分析总结问题的根源。并且做了详细的补救方案，经过几个同事一起评审后再次开始实施，当然功放坏了不可挽回，只能要求不再烧坏了。我做了2片FPGA进去，其中一片专门对脉冲宽度和周期进行检测，发现宽度和周期有异常马上关闭功放电源和切断信号。另外一个FPGA还是做以前的控制，同时以前的驻波保护方案也换成了硬件保护，不再通过软件检测。提高了时效性。经过几天的施工，终于完成了，而且再也没烧坏了，但是自己不喜不忧，很淡定，觉得自己成长了很多。