專(zhuān)利名稱(chēng)：一種功放模塊柵壓自動(dòng)補(bǔ)償裝置及方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種通信系統(tǒng)中功率放大器領(lǐng)域，尤其涉及一種功放模塊柵壓自動(dòng)補(bǔ) 償裝置及方法。
背景技術(shù)：
射頻功放管的靜態(tài)工作點(diǎn)有溫度特性，其靜態(tài)工作電流變化會(huì)影響系統(tǒng)的增益、 效率和線性等指標(biāo)。因此，在工作中維持功放管的靜態(tài)工作點(diǎn)恒定是功放模塊設(shè)計(jì)的關(guān)鍵 點(diǎn)之一。維持功放管的靜態(tài)工作點(diǎn)恒定就需要實(shí)時(shí)按功放模塊的工作狀態(tài)補(bǔ)償柵極電壓， 現(xiàn)在業(yè)界的柵壓補(bǔ)償方案主要有兩種熱敏電路模擬溫補(bǔ)和查表式數(shù)字溫補(bǔ)。熱敏電路模擬溫補(bǔ)的原理是利用熱敏器件的溫度特性來(lái)驅(qū)動(dòng)三極管改變輸出電 壓，再用該電壓來(lái)控制功放管的柵極。達(dá)到使功放管的柵壓隨溫度變化而變化，保持靜態(tài)工 作電流恒定的目的。該方案的優(yōu)點(diǎn)是電路簡(jiǎn)單、成本低廉；缺點(diǎn)是調(diào)試麻煩、成品功放的 一致性不好、熱敏器件的溫漂曲線難以覆蓋功放管的溫漂曲線。查表式數(shù)字溫補(bǔ)的原理是利用單片機(jī)和EEPROM存儲(chǔ)的隨溫度變化的柵壓補(bǔ)償 表，工作時(shí)循環(huán)檢測(cè)溫度并根據(jù)溫度值查表得到柵壓補(bǔ)償值，再通過(guò)數(shù)模轉(zhuǎn)換器來(lái)輸出控 制電壓。該方案的優(yōu)點(diǎn)是可以擬合出不同曲率的線段，因?yàn)楣Ψ殴艿臏囟忍匦砸膊皇峭耆?線性的，因此可以做出完美的溫補(bǔ)曲線；該方案的缺點(diǎn)是沒(méi)有考慮到超溫時(shí)對(duì)功放管的 保護(hù)和補(bǔ)償、用獨(dú)立的EEPROM來(lái)存儲(chǔ)溫補(bǔ)數(shù)據(jù)導(dǎo)致成本增加、沒(méi)有考慮到漏壓變化對(duì)功放 管靜態(tài)工作點(diǎn)的影響。

發(fā)明內(nèi)容
針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中存在的功放模塊柵壓補(bǔ)償裝置和補(bǔ)償方法中存在的熱敏器件的 溫漂曲線難以覆蓋功放管的溫漂曲線、沒(méi)有超溫時(shí)對(duì)功放管的保護(hù)，也沒(méi)有考慮漏壓變化 對(duì)功放管靜態(tài)工作點(diǎn)的影響問(wèn)題，因此有必要提供一種功放模塊柵壓自動(dòng)補(bǔ)償裝置及方法 來(lái)解決這些問(wèn)題。本發(fā)明提供一種功放模塊柵壓自動(dòng)補(bǔ)償裝置，其特征在于，包括功放模塊電路、溫 度傳感器電路、A/D電路，D/A電路、MCU控制電路；所述溫度傳感器電路包含溫度感應(yīng)器，用 以感應(yīng)功放模塊電路中對(duì)應(yīng)功放管的溫度，所述溫度傳感器電路的輸出端與所述MCU控制 電路的輸入端有連接關(guān)系；所述A/D電路的輸出端與所述MCU控制電路的輸入端有連接關(guān) 系，所述MCU控制電路的輸出端與所述D/A電路的輸入端有連接關(guān)系。本發(fā)明還提供一種功放模塊柵壓自動(dòng)補(bǔ)償方法，其包含以下步驟
(1)將功放模塊的數(shù)據(jù)常溫柵壓補(bǔ)償表、超溫柵壓補(bǔ)償系數(shù)、漏壓分區(qū)柵壓偏移表、 擬合溫補(bǔ)曲線用三次系數(shù)，分別存入MCU的Flash中；
(2)溫度傳感器讀取相應(yīng)功放管的溫度值Tcmrently；
(3)根據(jù)功放管指標(biāo)的溫度變化線性度是否良好，采用讀取常溫柵壓補(bǔ)償表或者計(jì)算 的方式來(lái)得到當(dāng)前溫度的柵壓補(bǔ)償值；(4)如果T。umntly的溫度超過(guò)功放管正常工作溫度范圍，依據(jù)超溫柵壓補(bǔ)償系數(shù)，得 出超溫柵壓補(bǔ)償值=(Tcurrently -超溫方向極限溫度值)X超溫1次補(bǔ)償系數(shù)；如果功放 管的溫度未超正常工作溫度范圍，則超溫柵壓補(bǔ)償值=0 ；
(5)連續(xù)多次檢測(cè)功放的漏壓值，然后取其平均值，如果該平均值在漏壓分區(qū)柵壓偏 移表定義的漏壓范圍內(nèi)，讀取漏壓分區(qū)柵壓偏移表得到當(dāng)前漏壓條件下的功放管的柵壓偏 移值；如果該平均值不在漏壓分區(qū)柵壓偏移表的任何一個(gè)區(qū)域內(nèi)，則D/A輸出到功放管的 柵極控制電壓置零；
(6)柵壓補(bǔ)償值=常溫柵壓補(bǔ)償值+超溫柵壓補(bǔ)償值+柵壓偏移值，得到柵壓補(bǔ)償值 后，控制D/A更新輸出電壓。優(yōu)選地，在于功放模塊上電后，在初始化階段D/A控制所有通道輸出零電壓。如果 功放管指標(biāo)的溫度變化線性度不好，則讀取常溫柵壓補(bǔ)償值表得到常溫柵壓補(bǔ)償值；如果 T。UMtly超過(guò)功放模塊的正常工作溫度范圍，則以超溫方向的極限溫度為指針讀取常溫柵 壓補(bǔ)償表得到常溫柵壓補(bǔ)償值。如果功放管指標(biāo)的溫度變化線性度好，則讀取擬合溫補(bǔ)曲 線用三次系數(shù)表得到該功放管的一次系數(shù)K1、二次系數(shù)K2、三次系數(shù)K3、參考溫度值Tref和 參考柵壓值VMf，常溫柵壓補(bǔ)償值=Vref+ K1X (Tcurrently - T
ref) + K2 X ( TcurrentIy Tref) +
K3X (Tcurrently- Tref)3,其中如果Teurraitly超過(guò)功放模塊的正常工作溫度范圍，則將超溫方向 的極限溫度代入公式計(jì)算得出常溫柵壓補(bǔ)償值。本發(fā)明中功放管指標(biāo)的溫度變化線性度是否良好是指如果用一次三次系數(shù)擬合 可以擬合出功放管的溫漂曲線，則認(rèn)為功放管指標(biāo)的溫度變化線性度好。如果用一次三次 系數(shù)擬合不能擬合出功放管的溫漂曲線，則認(rèn)為功放管指標(biāo)的溫度變化線性度不好。本發(fā)明的有益效果本發(fā)明可以在環(huán)境溫度低于下限的情況下補(bǔ)償功放的功率， 通過(guò)識(shí)別功放管指標(biāo)的溫度變化線性度不同而選擇不同的方法取得常溫柵壓補(bǔ)償值，針對(duì) 線性度不好的功放管，通過(guò)讀取常溫柵壓補(bǔ)償表可以更準(zhǔn)確的獲取常溫柵壓補(bǔ)償值；對(duì)于 線性度良好的功放管則通過(guò)計(jì)算取得常溫柵壓補(bǔ)償值。使得不需要單獨(dú)的存儲(chǔ)器就可實(shí)現(xiàn) 對(duì)溫補(bǔ)數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)，降低了對(duì)Flash空間的要求。通過(guò)超溫時(shí)對(duì)功放管的保護(hù)和考慮漏壓 變化對(duì)功放管靜態(tài)工作點(diǎn)的影響，保護(hù)攻放管不因溫度超過(guò)正常工作溫度范圍而損壞，針 對(duì)漏壓變化調(diào)整柵壓補(bǔ)償值，更好的維持功放管的靜態(tài)工作點(diǎn)恒定。說(shuō)明書(shū)附圖


圖1是功放管柵壓補(bǔ)償流程圖； 圖2是常溫柵壓補(bǔ)償表； 圖3是超溫柵壓補(bǔ)償系數(shù)表； 圖4是漏壓分區(qū)柵壓偏移表； 圖5是擬合溫補(bǔ)曲線用三次系數(shù)表； 圖6是柵壓補(bǔ)償?shù)膶?shí)現(xiàn)電路。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合說(shuō)明書(shū)附圖具體說(shuō)明本發(fā)明的具體實(shí)施方式
。如圖1所示的功放管柵壓補(bǔ)償流程圖，在功放模塊上電后，在初始化階段命令D/A 所有通道輸出零電壓，以保護(hù)功放管。
4
功放模塊初始化完成后進(jìn)入循環(huán)檢測(cè)和補(bǔ)償工作流程，每個(gè)循環(huán)的工作流程如 下
(1)將功放模塊的數(shù)據(jù)圖2常溫柵壓補(bǔ)償表、圖3超溫柵壓補(bǔ)償系數(shù)表、圖4漏壓分 區(qū)柵壓偏移表、圖5擬合溫補(bǔ)曲線用三次系數(shù)、分別存入MCU的Flash中；
(2)溫度傳感器讀取相應(yīng)功放管的溫度值Tcmrently；
(3)根據(jù)功放管指標(biāo)的溫度變化線性度是否良好，讀取常溫柵壓補(bǔ)償表或計(jì)算出常溫 柵壓補(bǔ)償值；
(4)如果T。umntly的溫度超過(guò)功放管正常工作溫度范圍，依據(jù)超溫柵壓補(bǔ)償系數(shù)，得 出超溫柵壓補(bǔ)償值=(Tcurrently -超溫方向極限溫度值)X超溫1次補(bǔ)償系數(shù)；如果功放 管的溫度未超正常工作溫度范圍，則超溫柵壓補(bǔ)償值=0 ；
(5)連續(xù)多次(如10-20次)檢測(cè)功放的漏壓值，然后取其平均值，如果該平均值在漏 壓分區(qū)柵壓偏移表定義的漏壓范圍內(nèi)，讀取漏壓分區(qū)柵壓偏移表得到當(dāng)前漏壓條件下的功 放管的柵壓偏移值；如果該平均值不在漏壓分區(qū)柵壓偏移表的任何一個(gè)區(qū)域內(nèi)，則D/A輸 出到功放管的柵極控制電壓置零；
(6 )柵壓補(bǔ)償值=常溫柵壓補(bǔ)償值+超溫柵壓補(bǔ)償值+柵壓偏移值，得到柵壓補(bǔ)償值 后，控制D/A更新輸出電壓。優(yōu)選地，如果指標(biāo)的溫度變化線性度不好，則讀取常溫柵壓補(bǔ)償值表得到常溫柵 壓補(bǔ)償值；如果過(guò)功放模塊的正常工作溫度范圍，則以超溫方向的極限溫度為 指針讀取常溫柵壓補(bǔ)償表得到常溫柵壓補(bǔ)償值。如果功放指標(biāo)的溫度變化線性度不好，則 讀取擬合溫補(bǔ)曲線用三次系數(shù)表得到該功放管的一次系數(shù)K1、二次系數(shù)K2、三次系數(shù)K3、參 考溫度值Trrf和參考柵壓值VMf，常溫柵壓補(bǔ)償值=Vref + K1X (Tcurrently - Tref )+ K2X (TcurrentIy Tref ) + K3 X (Tcurrent^y Tref )3，其中如果Teumntly超過(guò)功放模塊的正常工 作溫度范圍，則將超溫方向的極限溫度代入公式計(jì)算得出常溫柵壓補(bǔ)償值。本發(fā)明中功放管指標(biāo)的溫度變化線性度是否良好是指如果用一次三次系數(shù)擬合 可以擬合出功放管的溫漂曲線，則認(rèn)為功放管指標(biāo)的溫度變化線性度好。如果用一次三次 系數(shù)擬合不能擬合出功放管的溫漂曲線，則認(rèn)為功放管指標(biāo)的溫度變化線性度不好。如圖6所示，本發(fā)明還提供一種功放模塊柵壓自動(dòng)補(bǔ)償裝置，其特征在于，包括功 放模塊電路、溫度傳感器電路、A/D電路，D/A電路、MCU控制電路；所述溫度傳感器電路包含 溫度感應(yīng)器，用以感應(yīng)功放模塊電路中對(duì)應(yīng)功放管的溫度，所述溫度傳感器電路的輸出端 與所述MCU控制電路的輸入端有連接關(guān)系；所述A/D電路的輸出端與所述MCU控制電路的 輸入端有連接關(guān)系，所述MCU控制電路的輸出端與所述D/A電路的輸入端有連接關(guān)系。如 果功放模塊對(duì)漏壓的變化敏感可選用獨(dú)立高分辨率的A/D，如果功放模塊對(duì)漏壓的變化不 敏感則可用MCU自帶的A/D來(lái)實(shí)現(xiàn)漏壓檢測(cè)功能；MCU的選用要考慮內(nèi)部Flash空間足夠 存放參數(shù)表和溫補(bǔ)數(shù)據(jù)的；溫度傳感器盡量放置在離目標(biāo)功放管最近的地方，由于部分大 功率功放模塊的各級(jí)功放管的溫差較大，建議盡量每只需要進(jìn)行柵壓溫補(bǔ)的功放管附近都 放置一顆溫度傳感器；D/A的選用要考慮需要進(jìn)行柵壓補(bǔ)償?shù)墓Ψ殴軘?shù)量和柵壓補(bǔ)償?shù)木?度要求。本發(fā)明并不局限于前述的具體實(shí)施方式
。本發(fā)明擴(kuò)展到任何在本說(shuō)明書(shū)中披露的 新特征或任何新的組合，以及披露的任一新的方法或過(guò)程的步驟或任何新的組合。
權(quán)利要求
一種功放模塊柵壓自動(dòng)補(bǔ)償裝置，其特征在于，包括功放模塊電路、溫度傳感器電路、A/D電路、D/A電路、MCU控制電路；所述溫度傳感器電路包含溫度感應(yīng)器，用以感應(yīng)功放模塊電路中對(duì)應(yīng)功放管的溫度，所述溫度傳感器電路的輸出端與所述MCU控制電路的輸入端有連接關(guān)系；所述A/D電路的輸出端與所述MCU控制電路的輸入端有連接關(guān)系，所述MCU控制電路的輸出端與所述D/A電路的輸入端有連接關(guān)系。
2.一種功放模塊柵壓自動(dòng)補(bǔ)償方法，其包含以下步驟將功放模塊的數(shù)據(jù)常溫柵壓補(bǔ)償表、超溫柵壓補(bǔ)償系數(shù)、漏壓分區(qū)柵壓偏移表、擬合 溫補(bǔ)曲線用三次系數(shù)，分別存入MCU的Flash中；溫度傳感器讀取相應(yīng)功放管的溫度值T。umntly ；根據(jù)功放管指標(biāo)的溫度變化線性度是否良好，讀取常溫柵壓補(bǔ)償表或者計(jì)算的方式來(lái) 得到當(dāng)前溫度的柵壓補(bǔ)償值；如果Tcmrartly的溫度超過(guò)功放管正常工作溫度范圍，依據(jù)超溫柵壓補(bǔ)償系數(shù)，得出超 溫柵壓補(bǔ)償值=(Tcurrently -超溫方向極限溫度值)X超溫1次補(bǔ)償系數(shù)；如果功放管的溫 度未超正常工作溫度范圍，則超溫柵壓補(bǔ)償值=0 ；連續(xù)檢測(cè)功放的漏壓值，然后取其平均值，如果該平均值在漏壓分區(qū)柵壓偏移表定義 的漏壓范圍內(nèi)，讀取漏壓分區(qū)柵壓偏移表得到當(dāng)前漏壓條件下的功放管的柵壓偏移值；如 果該平均值不在漏壓分區(qū)柵壓偏移表的任何一個(gè)區(qū)域內(nèi)，則D/A輸出到功放管的柵極控制 電壓置零；柵壓補(bǔ)償值=常溫柵壓補(bǔ)償值+超溫柵壓補(bǔ)償值+柵壓偏移值，得到柵壓補(bǔ)償值后，控 制D/A更新輸出電壓。
3.如權(quán)利要求2所述的功放模塊柵壓自動(dòng)補(bǔ)償方法，其特征在于功放模塊上電后，在 初始化階段D/A控制所有通道輸出零電壓。
4.如權(quán)利要求2或3所述的功放模塊柵壓自動(dòng)補(bǔ)償方法，其特征在于如果指標(biāo)的溫度 變化線性度不好，則讀取常溫柵壓補(bǔ)償值表得到常溫柵壓補(bǔ)償值；如果T。UMtly超過(guò)功放模 塊的正常工作溫度范圍，則以超溫方向的極限溫度為指針讀取常溫柵壓補(bǔ)償表得到常溫柵 壓補(bǔ)償值。
5.如權(quán)利要求2或3所述的功放模塊柵壓自動(dòng)補(bǔ)償方法，其特征在于指標(biāo)的溫度變化 線性度好，則讀取擬合溫補(bǔ)曲線用三次系數(shù)表得到該功放管的一次系數(shù)K1、二次系數(shù)K2、三 次系數(shù)K3、參考溫度值TMf和參考柵壓值Vref，常溫柵壓補(bǔ)償值=Vref + K1XCTcurrently - Tref )+ K2 X (Tcurrently — Tref ) + K3 X (Tcurrently — Tref )其中，如果Tcmraitly超過(guò)功放模塊的正常工作溫度范圍，則將超溫方向的極限溫度代入 公式計(jì)算得出常溫柵壓補(bǔ)償值。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)一種功放模塊柵壓自動(dòng)補(bǔ)償裝置，包括功放模塊電路、溫度傳感器電路、A/D電路、D/A電路、MCU控制電路；所述溫度傳感器電路包含溫度感應(yīng)器，用以感應(yīng)功放模塊電路中對(duì)應(yīng)功放管的溫度，所述溫度傳感器電路的輸出端與所述MCU控制電路的輸入端有連接關(guān)系；所述A/D電路的輸出端與所述MCU控制電路的輸入端有連接關(guān)系，所述MCU控制電路的輸出端與所述D/A電路的輸入端有連接關(guān)系。本發(fā)明還公開(kāi)一種功放模塊柵壓自動(dòng)補(bǔ)償方法。本發(fā)明通過(guò)提供上述裝置和方法更好的維持功放管的靜態(tài)工作點(diǎn)恒定。
文檔編號(hào)H03F1/30GK101944884SQ20101029192
公開(kāi)日2011年1月12日 申請(qǐng)日期2010年9月26日 優(yōu)先權(quán)日2010年9月26日
發(fā)明者黃文建 申請(qǐng)人:芯通科技(成都)有限公司