專利名稱：一種功率放大器柵壓控制方法及系統的制作方法
技術領域：
本發明屬于TD-SCDMA射頻功放領域，尤其涉及一種功率放大器柵壓控制方法及系統。
背景技術：
傳統的TD-SCDMA射頻功放/低噪放模塊的柵壓控制方法主要有以下兩種一種是使用電阻分壓的方式給柵壓供電，但這種方式對于高低溫功放特性差異較大的功放管，不能使其功放性能指標得到補償，而只能保證在某個溫度點下的性能指標，而且對不同的功放進行調試時，采用電阻分壓方式無法控制柵壓的分辨率，因此功放柵壓很難達到理想狀態。
另 一種是使用模擬溫補電路對功放柵壓進行補償，采用這種方式則必需調試出和功放溫度特性曲線相反的補償電路，而這在實際中很難做到，只能滿足某溫度段內的功放性能指標，而且隨著溫度的變化，模擬溫度電路會產生溫漂，從而使功放性能發生變化。
發明內容
本發明的目的在于提供一種功率放大器柵壓控制方法，旨在解決現有的功放柵壓控制技術不能使功放管在任何溫度下都工作于最佳功放工作點的問題。
本發明的目的是這樣實現的一種功率^:大器4冊壓控制方法，包括下述步驟
A、獲取功放管當前工作溫度，根據該溫度及功放特性參數實時計算PWM信號的占空比值；
B、 才艮據上述占空比值產生相應的PWM信號；
C、 基于上述PWM信號對功放管的柵壓進行控制。在所述步驟A中，PWM信號的占空比值具體通過下述公式計算y(77) = DO + al(7Y — 710) + a2(77 - TO)2 + "3(77 — 710)3
y' (77) - y (77)—(ai (rc—ro)+"2 (rc—ro)2 + w (rc—710)3)
其中，Ti為所述功放管當前工作溫度，；r(77)為P麗信號的占空比值，al、
a2和a3分別為一次溫度系數、二次溫度系數和三次溫度系數，TO和DO分別為經預先調試所得的參考工作溫度和對應的參考P麗信號占空比值，Tc為功放溫
度曲線擬合時的參考溫度。
調試獲取所述TO和DO的方法具體包括下述步驟
31、 產生一PWM信號，并基于該信號控制功放柵極產生相應的柵壓；
32、 讀取功放管的當前工作電流；
33、 判斷所述工作電流值是否與預設值相同，是則獲取此時功放的工作電流值及本次產生的信號的占空比值，即分別作為上述TO和DO,否則進一步判斷所述工作電流值是否大于預設值，是，則執行步驟34,否，則執行步驟35;
34、 增大PWM信號的占空比值，并返回執行步驟31;
35、 減小PWM信號的占空比值，并返回執行步驟31。所述功放柵壓的控制精度可以通過修改PWM頻率計數值進行控制。本發明的另一目的在于提供一種功率放大器柵壓控制系統，包括數字溫度傳感器，用于實時獲取功放管的當前工作溫度信息并輸出；控制單元，用于根據數字溫度傳感器輸出的溫度信息實時產生 一個P麗信
號并輸出；
PWM濾波模塊，用于對控制單元輸出的PWM信號進行濾波，輸出直流電壓信號至功方文管的柵才及。所述控制單元包括
存儲模塊，用于存儲功放特性參數；
脈寬計算模塊，用于根據搜索數字溫度傳感器輸出的溫度信息及存儲模塊中的功放特性參數實時計算出PWM信號的占空比值并輸出；
PW產生模塊，用于根據脈寬計算模塊輸出的占空比值產生相應的P麗信號并輸出。
本發明的突出優點是本發明通過實時地檢測功放管的工作溫度，并根據該工作溫度實時產生一個最適應的PWM信號來控制功放管的柵極電壓，從而可以使功放管在任何溫度下都工作于最佳功放工作點。
圖1是本發明實施例提供的功率放大器柵壓控制方法的流程圖；圖2是本發明實施例提供的功率放大器曲線參數調試方法的流程圖；圖3是本發明實施例提供的功率放大器柵壓控制系統的結構示意圖。
具體實施例方式
為了使本發明的目的、技術方案及優點更加清楚明白，以下結合附圖及實
施例，對本發明進行進一步詳細說明。應當理解，此處所描述的具體實施例僅
僅用以解釋本發明，并不用于限定本發明。
圖1示出了本發明實施例提供的功率放大器柵壓控制方法的實現流程，詳述如下
在步驟S101中，系統上電后，獲取功放管的當前工作溫度。在步驟S103中，4艮據所述當前工作溫度及功放特性參數，通過計算得到一個控制PWM信號的占空比值。
在步驟S105中，才艮據所述占空比值產生相應的PWM信號。在步驟S107中，基于所述PWM信號控制功放的柵壓，使其達到最佳值。在上述步驟S103中，占空比值具體通過下述公式1和公式2計算得到y(7Y) = Z)O + "1(77 - TO) + a2(77 - T0)2 + "3(77 — 710)3 :
其中，Ti為上述步驟SIOI中獲取的功放的當前工作溫度，y'(77)為占空比值，al、 a2和a3分別為一次溫度系數、二次溫度系數和三次溫度系數，TO和DO分別為參考工作溫度和對應的參考PWM信號占空比值，Tc為功放溫度曲線擬合時的參考溫度。
為獲得所述TO和DO，在上述步驟S101前還需要進行對功放管的電流調試，其過程如圖2所示。
在步驟S201中，產生一PWM信號，并基于該信號控制功放柵極產生相應的柵壓。
本步驟中，初始產生的PWM信號的占空比為預置值，此后產生的PWM信號的占空比則根據調整所得。
在步驟S203中，讀取功放管的當前工作電流。
在步驟S205中，判斷所述工作電流值是否與預設值相同，是則執行步驟S207;否，則執行步驟S209。
在步驟S207中，獲取此時功放的工作電流值及本次產生的PWM信號的占空比值，即分別作為上述TO和DO。
在步驟S209中，進一步判斷所述工作電流值是否大于預設值，是，則執行步驟S211;否，則執行步驟S213。
在步驟S211中，在上述預置占空比值或上一次調整后的占空比值的基礎上進一步增大占空比值，保持調整后的值并返回執行步驟S201，以增大功放管的工作電流。
在步驟S213中，在上述預置占空比值或上一次調整后的占空比值的基礎上進一步減小占空比值，保持調整后的值并返回執行步驟S201,以減小功放管的工作電流。
公式2上述al、 a2、 a3的值則可以預先通過對一定數量的功放管樣本利用實驗檢測和計算獲得，具體計算方法如下
設進行實驗的功放管樣本量為n，在本發明實施例中，通過對每個功放樣本在-40。C 85。C的溫度范圍內，在m (m>4)個不同的溫度點Ts (l<s《m)分別測出每個溫度點下該樣本的柵壓值Ys (1《s《m),根據該m組(Ts, Ys )
數據及下述公式3即可計算出每個樣本的(^ ， fl、 a30 (1《x《n )數據。
公式3
其中，co《、coe/2、 "e/3分別對應《、"2、 "3、此處，在計算d、 "2、
A時共同選用的溫度參考點數據即為上述功放溫度曲線擬合時的參考溫度Tc。
根據獲得的n組("、a2、 A )數據及下述公式4、公式5和公式6即可計算出al、 a2和a3。
<formula>formula see original document page 8</formula>公式4
<formula>formula see original document page 8</formula> 公式5
<formula>formula see original document page 8</formula>公式6
在上述步驟S107中，由于PWM信號是一種具有固定周期不定占空比的數字信號，其經過濾波之后則可得到幅度變化的模擬信號。因此，通過控制PWM信號的占空比，就可以產生不同的模擬信號，同時通過模擬低通濾波器濾掉PWM信號的高頻部分，保留其低頻的直流分量，即可得到對應的直流電壓輸出，從而可以控制功放柵級電壓。
功放柵極電壓的控制精度通過如下方法計算，例如，如果PWM頻率計數為1000，在5V參考電壓下，功放柵壓的分辨率為5/1000，即5mv;如果PWM頻率計數為2000，那么功放柵壓的分辨率為5/2000，即2. 5mv，所以功放柵壓的控 制精度可以通過修改PWM頻率計數值進行控制。
圖3示出了本發明實施例提供的功率放大器柵壓控制系統的示意結構，為 了便于說明，僅示出了與本發明實施例相關的部分，這些部分可以是軟件、硬 件或者軟硬件結合的模塊。
所述系統包括控制單元31、 PWM濾波模塊32以及數字溫度傳感器33, PWM 濾波模塊32和數字溫度傳感器33均與控制單元31連接。
數字溫度傳感器33實時獲取功放管的當前工作溫度信息，并輸出至控制單 元31,控制單元31中的脈寬計算模塊312則根據所述功放管的當前工作溫度 及存于存儲模塊311中的功放特性參數，計算出一個PWM信號的占空比值，并 將該值輸出至P麗產生模塊313 ， P麗產生模塊313則產生一個具有相應占空比 的PWM信號輸出給PWM濾波模塊32, PM濾波模塊32對PWM信號進行濾波，輸 出直流電壓信號至功放管的柵極。
P觀濾波模塊32的設計則可采用如下方法，舉例說明，如果控制單元31 的工作頻率為10MHz， P麗頻率計數值為1000，那么P麵的工作頻率為10KHz， 因此P麗濾波模塊32設計為小于10KHz的低通濾波電路；如果PWM頻率計數值 為2000，那么PWM的工作頻率為5KHz,因此PWM濾波模塊32設計為小于5KHz 的低通濾波電路，)t人而可以濾掉PWM信號中的紋波電壓。
本發明實施例通過實時地檢測功放管的工作溫度，并根據該工作溫度實時 產生一個最適應的PWM信號來控制功放管的柵極電壓，從而可以使功放管在任 何溫度下都工作于最佳功放工作點，并且不受功放管類型的限制。
以上所述僅為本發明的較佳實施例而已，并不用以限制本發明，凡在本發 明的精神和原則之內所作的任何修改、等同替換和改進等，均應包含在本發明 的4呆護范圍之內。
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權利要求
1、一種功率放大器柵壓控制方法，其特征在于，所述方法包括下述步驟A、獲取功放管當前工作溫度，根據該溫度及功放特性參數實時計算PWM信號的占空比值；B、根據上述占空比值產生相應的PWM信號；C、基于上述PWM信號對功放管的柵壓進行控制。
2、 如權利要求l所述的功率放大器柵壓控制方法，其特征在于，在所述步 驟A中，PWM信號的占空比值具體通過下述公式計算y(77) = DO + al(77 — TO) + a2(77 - TO)2 + a3(77 - 710)3y' (r/) = y (77) - (ai (rc - ro)+"2 (rc - ro)2+a3 (rc - ro)3)其中，Ti為所述功放管當前工作溫度，y'(77)為PWM信號的占空比值，al、a2和a3分別為一次溫度系數、二次溫度系數和三次溫度系數，TO和DO分別為 經預先調試所得的參考工作溫度和對應的參考P麗信號占空比值，Tc為功放溫 度曲線擬合時的參考溫度。
3、 如權利要求2所述的功率放大器柵壓控制方法，其特征在于，調試獲取 所述TG和DO的方法具體包括下述步驟31、 產生一PWM信號，并基于該信號控制功放柵極產生相應的柵壓；32、 讀取功放管的當前工作電流；33、 判斷所述工作電流值是否與預設值相同，是則獲取此時功放的工作電 流值及本次產生的PWM信號的占空比值，即分別作為上述TO和DO,否則進一 步判斷所述工作電流值是否大于預設值，是，則執行步驟34,否，則執行步驟 35;34、 增大PWM信號的占空比值，并返回執行步驟31;35、 減小PWM信號的占空比值，并返回執行步驟31。
4、 如權利要求1所述的功率放大器柵壓控制方法，其特征在于，所述功放柵壓的控制精度可以通過修改P窗頻率計數值進行控制。
5、 一種功率放大器柵壓控制系統，其特征在于，所述系統包括 數字溫度傳感器，用于實時獲取功放管的當前工作溫度信息并輸出； 控制單元，用于根據數字溫度傳感器輸出的溫度信息實時產生一個PWM信號并輸出；PWM濾波模塊，用于對控制單元輸出的PWM信號進行濾波，輸出直流電壓 信號至功放管的4冊極。
6、 如權利要求5所述的功率放大器柵壓控制系統，其特征在于，所述控制 單元包括存儲模塊，用于存儲功放特性參數；脈寬計算模塊，用于根據搜索數字溫度傳感器輸出的溫度信息及存儲模塊 中的功放特性參凄t實時計算出PWM信號的占空比值并輸出；PWM產生模塊，用于根據脈寬計算模塊輸出的占空比值產生相應的PM信 號并輸出。
全文摘要
本發明適用于TD-SCDMA射頻功放領域，提供了一種功率放大器柵壓控制方法及系統，所述方法包括獲取功放管當前工作溫度，根據該溫度及功放特性參數實時計算PWM信號的占空比值；根據上述占空比值產生相應的PWM信號；基于上述PWM信號對功放管的柵壓進行控制。本發明通過實時地檢測功放管的工作溫度，并根據該工作溫度實時產生一個最適應的PWM信號來控制功放管的柵極電壓，從而可以使功放管在任何溫度下都工作于最佳功放工作點，并且不受功放管類型的限制。
文檔編號H03F1/30GK101656510SQ20091016761
公開日2010年2月24日 申請日期2009年9月11日 優先權日2009年9月11日
發明者吳學峰, 程勇其 申請人:芯通科技(成都)有限公司