專利名稱：一種功放模塊柵壓自動補償裝置及方法
技術領域：
本發明涉及一種通信系統中功率放大器領域，尤其涉及一種功放模塊柵壓自動補 償裝置及方法。
背景技術：
射頻功放管的靜態工作點有溫度特性，其靜態工作電流變化會影響系統的增益、 效率和線性等指標。因此，在工作中維持功放管的靜態工作點恒定是功放模塊設計的關鍵 點之一。維持功放管的靜態工作點恒定就需要實時按功放模塊的工作狀態補償柵極電壓， 現在業界的柵壓補償方案主要有兩種熱敏電路模擬溫補和查表式數字溫補。熱敏電路模擬溫補的原理是利用熱敏器件的溫度特性來驅動三極管改變輸出電 壓，再用該電壓來控制功放管的柵極。達到使功放管的柵壓隨溫度變化而變化，保持靜態工 作電流恒定的目的。該方案的優點是電路簡單、成本低廉；缺點是調試麻煩、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。查表式數字溫補的原理是利用單片機和EEPROM存儲的隨溫度變化的柵壓補償 表，工作時循環檢測溫度并根據溫度值查表得到柵壓補償值，再通過數模轉換器來輸出控 制電壓。該方案的優點是可以擬合出不同曲率的線段，因為功放管的溫度特性也不是完全 線性的，因此可以做出完美的溫補曲線；該方案的缺點是沒有考慮到超溫時對功放管的 保護和補償、用獨立的EEPROM來存儲溫補數據導致成本增加、沒有考慮到漏壓變化對功放 管靜態工作點的影響。
發明內容
針對現有技術中存在的功放模塊柵壓補償裝置和補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、沒有超溫時對功放管的保護，也沒有考慮漏壓變化 對功放管靜態工作點的影響問題，因此有必要提供一種功放模塊柵壓自動補償裝置及方法 來解決這些問題。本發明提供一種功放模塊柵壓自動補償裝置，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器，用 以感應功放模塊電路中對應功放管的溫度，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 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系。本發明還提供一種功放模塊柵壓自動補償方法，其包含以下步驟
(1)將功放模塊的數據常溫柵壓補償表、超溫柵壓補償系數、漏壓分區柵壓偏移表、 擬合溫補曲線用三次系數，分別存入MCU的Flash中；
(2)溫度傳感器讀取相應功放管的溫度值Tcmrently；
(3)根據功放管指標的溫度變化線性度是否良好，采用讀取常溫柵壓補償表或者計算 的方式來得到當前溫度的柵壓補償值；(4)如果T。umntly的溫度超過功放管正常工作溫度范圍，依據超溫柵壓補償系數，得 出超溫柵壓補償值=(Tcurrently -超溫方向極限溫度值)X超溫1次補償系數；如果功放 管的溫度未超正常工作溫度范圍，則超溫柵壓補償值=0 ；
(5)連續多次檢測功放的漏壓值，然后取其平均值，如果該平均值在漏壓分區柵壓偏 移表定義的漏壓范圍內，讀取漏壓分區柵壓偏移表得到當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柵壓偏移表的任何一個區域內，則D/A輸出到功放管的 柵極控制電壓置零；
(6)柵壓補償值=常溫柵壓補償值+超溫柵壓補償值+柵壓偏移值，得到柵壓補償值 后，控制D/A更新輸出電壓。優選地，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 功放管指標的溫度變化線性度不好，則讀取常溫柵壓補償值表得到常溫柵壓補償值；如果 T。UMtly超過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 壓補償表得到常溫柵壓補償值。如果功放管指標的溫度變化線性度好，則讀取擬合溫補曲 線用三次系數表得到該功放管的一次系數K1、二次系數K2、三次系數K3、參考溫度值Tref和 參考柵壓值VMf，常溫柵壓補償值=Vref+ K1X (Tcurrently - T
ref) + K2 X ( TcurrentIy Tref) +
K3X (Tcurrently- Tref)3,其中如果Teurraitly超過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算得出常溫柵壓補償值。本發明中功放管指標的溫度變化線性度是否良好是指如果用一次三次系數擬合 可以擬合出功放管的溫漂曲線，則認為功放管指標的溫度變化線性度好。如果用一次三次 系數擬合不能擬合出功放管的溫漂曲線，則認為功放管指標的溫度變化線性度不好。本發明的有益效果本發明可以在環境溫度低于下限的情況下補償功放的功率， 通過識別功放管指標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償值，針對 線性度不好的功放管，通過讀取常溫柵壓補償表可以更準確的獲取常溫柵壓補償值；對于 線性度良好的功放管則通過計算取得常溫柵壓補償值。使得不需要單獨的存儲器就可實現 對溫補數據的存儲，降低了對Flash空間的要求。通過超溫時對功放管的保護和考慮漏壓 變化對功放管靜態工作點的影響，保護攻放管不因溫度超過正常工作溫度范圍而損壞，針 對漏壓變化調整柵壓補償值，更好的維持功放管的靜態工作點恒定。說明書附圖
圖1是功放管柵壓補償流程圖； 圖2是常溫柵壓補償表； 圖3是超溫柵壓補償系數表； 圖4是漏壓分區柵壓偏移表； 圖5是擬合溫補曲線用三次系數表； 圖6是柵壓補償的實現電路。
具體實施例方式下面結合說明書附圖具體說明本發明的具體實施方式
。如圖1所示的功放管柵壓補償流程圖，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，以保護功放管。
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功放模塊初始化完成后進入循環檢測和補償工作流程，每個循環的工作流程如 下
(1)將功放模塊的數據圖2常溫柵壓補償表、圖3超溫柵壓補償系數表、圖4漏壓分 區柵壓偏移表、圖5擬合溫補曲線用三次系數、分別存入MCU的Flash中；
(2)溫度傳感器讀取相應功放管的溫度值Tcmrently；
(3)根據功放管指標的溫度變化線性度是否良好，讀取常溫柵壓補償表或計算出常溫 柵壓補償值；
(4)如果T。umntly的溫度超過功放管正常工作溫度范圍，依據超溫柵壓補償系數，得 出超溫柵壓補償值=(Tcurrently -超溫方向極限溫度值)X超溫1次補償系數；如果功放 管的溫度未超正常工作溫度范圍，則超溫柵壓補償值=0 ；
(5)連續多次(如10-20次)檢測功放的漏壓值，然后取其平均值，如果該平均值在漏 壓分區柵壓偏移表定義的漏壓范圍內，讀取漏壓分區柵壓偏移表得到當前漏壓條件下的功 放管的柵壓偏移值；如果該平均值不在漏壓分區柵壓偏移表的任何一個區域內，則D/A輸 出到功放管的柵極控制電壓置零；
(6 )柵壓補償值=常溫柵壓補償值+超溫柵壓補償值+柵壓偏移值，得到柵壓補償值 后，控制D/A更新輸出電壓。優選地，如果指標的溫度變化線性度不好，則讀取常溫柵壓補償值表得到常溫柵 壓補償值；如果過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償表得到常溫柵壓補償值。如果功放指標的溫度變化線性度不好，則 讀取擬合溫補曲線用三次系數表得到該功放管的一次系數K1、二次系數K2、三次系數K3、參 考溫度值Trrf和參考柵壓值VMf，常溫柵壓補償值=Vref + K1X (Tcurrently - Tref )+ K2X (TcurrentIy Tref ) + K3 X (Tcurrent^y Tref )3，其中如果Teumntly超過功放模塊的正常工 作溫度范圍，則將超溫方向的極限溫度代入公式計算得出常溫柵壓補償值。本發明中功放管指標的溫度變化線性度是否良好是指如果用一次三次系數擬合 可以擬合出功放管的溫漂曲線，則認為功放管指標的溫度變化線性度好。如果用一次三次 系數擬合不能擬合出功放管的溫漂曲線，則認為功放管指標的溫度變化線性度不好。如圖6所示，本發明還提供一種功放模塊柵壓自動補償裝置，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 溫度感應器，用以感應功放模塊電路中對應功放管的溫度，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系。如 果功放模塊對漏壓的變化敏感可選用獨立高分辨率的A/D，如果功放模塊對漏壓的變化不 敏感則可用MCU自帶的A/D來實現漏壓檢測功能；MCU的選用要考慮內部Flash空間足夠 存放參數表和溫補數據的；溫度傳感器盡量放置在離目標功放管最近的地方，由于部分大 功率功放模塊的各級功放管的溫差較大，建議盡量每只需要進行柵壓溫補的功放管附近都 放置一顆溫度傳感器；D/A的選用要考慮需要進行柵壓補償的功放管數量和柵壓補償的精 度要求。本發明并不局限于前述的具體實施方式
。本發明擴展到任何在本說明書中披露的 新特征或任何新的組合，以及披露的任一新的方法或過程的步驟或任何新的組合。
權利要求
一種功放模塊柵壓自動補償裝置，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器，用以感應功放模塊電路中對應功放管的溫度，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系。
2.一種功放模塊柵壓自動補償方法，其包含以下步驟將功放模塊的數據常溫柵壓補償表、超溫柵壓補償系數、漏壓分區柵壓偏移表、擬合 溫補曲線用三次系數，分別存入MCU的Flash中；溫度傳感器讀取相應功放管的溫度值T。umntly ；根據功放管指標的溫度變化線性度是否良好，讀取常溫柵壓補償表或者計算的方式來 得到當前溫度的柵壓補償值；如果Tcmrartly的溫度超過功放管正常工作溫度范圍，依據超溫柵壓補償系數，得出超 溫柵壓補償值=(Tcurrently -超溫方向極限溫度值)X超溫1次補償系數；如果功放管的溫 度未超正常工作溫度范圍，則超溫柵壓補償值=0 ；連續檢測功放的漏壓值，然后取其平均值，如果該平均值在漏壓分區柵壓偏移表定義 的漏壓范圍內，讀取漏壓分區柵壓偏移表得到當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柵壓偏移表的任何一個區域內，則D/A輸出到功放管的柵極控制 電壓置零；柵壓補償值=常溫柵壓補償值+超溫柵壓補償值+柵壓偏移值，得到柵壓補償值后，控 制D/A更新輸出電壓。
3.如權利要求2所述的功放模塊柵壓自動補償方法，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.如權利要求2或3所述的功放模塊柵壓自動補償方法，其特征在于如果指標的溫度 變化線性度不好，則讀取常溫柵壓補償值表得到常溫柵壓補償值；如果T。UMtly超過功放模 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償表得到常溫柵 壓補償值。
5.如權利要求2或3所述的功放模塊柵壓自動補償方法，其特征在于指標的溫度變化 線性度好，則讀取擬合溫補曲線用三次系數表得到該功放管的一次系數K1、二次系數K2、三 次系數K3、參考溫度值TMf和參考柵壓值Vref，常溫柵壓補償值=Vref + K1XCTcurrently - Tref )+ K2 X (Tcurrently — Tref ) + K3 X (Tcurrently — Tref )其中，如果Tcmraitly超過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 公式計算得出常溫柵壓補償值。
全文摘要
本發明公開一種功放模塊柵壓自動補償裝置，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器，用以感應功放模塊電路中對應功放管的溫度，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系。本發明還公開一種功放模塊柵壓自動補償方法。本發明通過提供上述裝置和方法更好的維持功放管的靜態工作點恒定。
文檔編號H03F1/30GK101944884SQ20101029192
公開日2011年1月12日 申請日期2010年9月26日 優先權日2010年9月26日
發明者黃文建 申請人:芯通科技(成都)有限公司