CN100488062C - 用于收发信机中的增益温度补偿装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种通讯领域中的用于收发信机中的增益温度补偿装置，包括依次相连的功率控制电压电路，电平处理电路和可控增益放大器，还包括温度补偿电路。该电路位于电平处理电路和可控增益放大器之间，接收电平处理电路的控制信号，并将处理后的控制信号发送给可控增益放大器，以控制可变增益放大器。本发明中的可变增益放大器可用电调衰减器替换。本发明结构简单并使收发信机在高低温的情况下仍然能够稳定可靠地工作。

Description

用于收发信机中的增益温度补偿装置

本发明涉及无线通讯领域，尤其涉及对收发信机的改进装置。

在传统的收发信机里，电调衰减器和可变增益中频放大器是其不可缺少的组成部分(两者至少必有其一)，实现基站的功率控制主要由该部分完成，该增益放大器或电调衰减器的受控方式有两种形式，一种是固定偏压式，用于调整整个系统的增益，保证产品的一致性。一种是动态可变电压控制方式，其受控电压来自基带处理系统，基带处理系统根据接受的信号强弱适时确定发信机的系统增益，从而给出控制电压，故该电压是变化的。图1为未进行温度补偿的收发信机增益随温度的变化曲线，其变化范围高达5dB，在现有技术中，一般是针对在高低温环境下变化较大的情况进行温度补偿，常用做法是在末级功率放大器或末前级驱动电路里引入负反馈电路，通过直流偏置的负反馈，稳定最终的输出功率，该做法适用于早期由功放管组成的功率放大电路，而且只能是针对功率放大器的增益进行补偿，对于整个系统的增益就无能为力了。随着技术的发展，集成功率放大器的运用越来越广泛，虽然集成功率放大器具有简化电路设计，提高设备可靠性的优点，但随之带来的问题是难于补偿高低温下的功率输出，使系统难于在高低温的环境下稳定可靠的工作，在集成功率放大器上采用传统的温度补偿方法显然是不可能实现的，这样就极大地限制了集成功率放大器的应用。

本发明的目的是提供一种结构简单的能有效改进收发信机中的增益温度补偿装置，以克服上述缺点，使得采用传统增益补偿电路和集成功率放大器的收发信机在高低温的情况下仍然能够稳定可靠地工作，而且能够对整个系统的增益进行温度补偿，而不是单纯地对某一部分进行补偿。

该装置包括依次相连的功率控制电压电路，电平处理电路和可控增益放大器或电调衰减器。

其中，功率控制电压输入电路可来自基带处理系统，也可是来自一固定偏置电压输入电路，为可控增益放大器或电调衰减器提供合适的控制电压；

电平处理电路完成对原来输入的控制电压的处理，以便在此电压上采取温度补偿措施；

可变增益放大器或电调衰减器实现对增益的调整。

其特征在于，该装置还包括对现有的功率控制电压进行电平处理和温度补偿的。该电路位于电平处理电路和可控增益放大器或电调衰减器之间，接收电平处理电路传来的控制信号，并将处理后的控制信号发送给可控增益放大器或电调衰减器。以所述温度补偿电路的输出去控制本身具有增益控制端的可变增益放大器或电调衰减器，从而实现高低温环境下的稳定增益输出。

下面结合附图和实施例对本发明进行进一步描述。

图1为未进行温度补偿的收发信机增益随温度的变化曲线图；

图2为本发明的结构框图；

图3为补偿后的增益随温度的变化曲线图；

图4a为本发明的一个实施例所对比的现有电路图；

图4b为本发明的一个实施例的电路图；

图4c为本发明的另一个实施例的电路图；

图5a为本发明的另一实施例所对比的现有电路图；

图5b为本发明的另一实施例的电路图；

图6是为本发明的另一实施例的对比电路的电压控制曲线图；

图7是本发明的另一实施例中电平放大器输出的功率控制电压与原有功率控制电压比例关系图。

图1为未进行温度补偿的收发信机增益随温度的变化曲线，从该曲线可以看出，在没有进行温度补偿的时候，收发信机的增益变化幅度可以高达5dB，显然无法满足系统的稳定性需要。

从图2中可以看出，本发明对原有的收发信机进行了改进，在电平处理电路和可控增益放大器或电调衰减器之间增加了温度补偿电路，该电路接收电平处理电路传来的控制信号，并将处理后的控制信号发送给可控增益放大器或电调衰减器。以所述温度补偿电路的输出去控制本身具有增益控制端的可变增益放大器或电调衰减器。这一改进有效地避免了在高低温变化下稳定性不够的问题。图3是一个经过温度补偿电路补偿后的增益随温度的变化曲线，是实施例图4b实现的收发信机的增益温度曲线，它将增益的变化由原来的5dB左右减小到2dB以内，图3很清晰地表明了温度补偿电路对于收发信机在高低温变化下稳定性的重要意义。

图4a为原有的功率控制电路，功率控制电压为一固定偏置，通过调节电位器RP1改变控制电压，达到调节增益的目的。常温下该电压为1V左右。而可变增益放大器的正向控制特性为，控制电压变化0.1V，其增益变化为3dB左右。

图4b为本发明的一个实施例的电路图，它用于功率控制电压为固定值的场合，是一个具有温度补偿的电压控制电路，R1、R2、Rt、RP1组成分压电路，R2与Rt并联后与R1相串联，构成分压偏置电路的上偏置，再与电位器RP1相串联。R1的另一端与接功控电压，上偏置与电位器RP1的连接点同时接至可控增益放大器或电调衰减器。调节电位器RP1可改变控制电压，从而控制系统的增益。在本实施例中，实现的增益控制是正向控制，即控制电压上升，增益上升，电压降低，增益降低，正常的增益需要IV的控制电压，用稳压器输出的3V电源经分压后供出1V偏压，常温下R1＝51K R2＝20K Rt＝10K，RP为50K电位器，参与分压的电阻基本为30K左右，Rt是一具有负温度系数的热敏电阻，在—40℃到120℃的温度变化范围内，电阻可以一定的斜率线性变化，其在25℃的阻值为10KΩ，而在60℃时阻抗为2.4KΩ，这样当温度上升为60℃时，控制电压就由常温的1.0266V上升为1.0830V，从而弥补高温下输出功率的降低。而当温度降至—40℃，Rt阻值为333KΩ，接近开路，此时控制电压就由常温的1.0266V降为0.9V，抑制了低温下的功率上升。本实施例中，控制电压变化0.1V，其增益变化为3dB左右，而一般情况下，发信机的动率输出在65℃时下降2.5dB左右，—40℃时上升2.5dB左右，由此看出该电路很好的补偿了高低温下的增益变化。

需要说明的是，本电路的结构可以是灵活改变的，热敏电阻的类型也不局限于负温度系数。当其为正温度系数时，将其与R2一起放于下偏置单元即可，如图4c所示。而当受控器件为反向控制特性时，热敏电阻所处的位置(上偏置、下偏置)与正向控制相反即可。关键是合理选择分压电阻，使其热敏电阻的阻值变化范围满足所要实现的增益电平控制范围。

图5a为另一原有的功率控制电路，其功率控制电压来自基带控制系统，电压控制曲线如图6所示。

图5b为本发明的另一实施例的电路图，它适用于功率控制电压为变化值的情况下。其中1为原有功率控制电压，由基带控制系统提供。2为电平放大器，完成对原有的功率控制电压的电平处理。结合图7所示，电平放大器输出的功率控制电压与原有功率控制电压呈比例关系，n为放大器的电压增益，结合后续温度补偿电路的要求来确定其参数。3为温度补偿电路。通过分压偏置电路使最终输出的控制电压符合图9的控制曲线。由于最终的控制电压具有温度补偿功能，从而实现图3所示的高低温环境下的稳定增益输出。

综上所述，本发明所构造的改进增益温度补偿的装置，通过在原有的功率控制电压基础上增加少量的硬件电路，就可以完成对整个系统的增益在高低温环境下的温度补偿功能，而不是传统的只对系统的某一个部分分别地进行温度补偿，更重要的是，本发明很好地解决了在采用集成功率放大器时，无法对系统增益进行温度补偿的问题，使得收发信机在高低温环境下能够可靠稳定地工作。

Claims (6)

1、一种用于收发信机中的增益温度补偿装置，包括依次相连的功率控制电压电路，电平处理电路和可控增益放大器，其特征在于，该增益温度补偿装置还包括用于对系统增益进行温度补偿的温度补偿电路，该温度补偿电路由R1、R2、Rt、RP1组成分压电路，R2与Rt并联后一端与R1相串联，构成分压偏置电路的上偏置单元，R1的另一端接功控电压；R2与Rt并联后的另一端再与电位器RP1相串联；该上偏置单元与电位器RP1的连接点作为输出端接至可控增益放大器或电调衰减器，该温度补偿电路位于电平处理电路和可控增益放大器之间，接收电平处理电路传来的控制信号，并将处理后的控制信号发送给可控增益放大器，用它的输出去控制本身具有增益控制端的可变增益放大器，所述Rt为热敏电阻、RP1为电位器、R1和R2为电阻。

2、根据权利要求1所述的用于收发信机中的增益温度补偿装置，其特征在于所述的可控增益放大器用电调衰减器替换。

3、根据权利要求1或2所述的用于收发信机中的增益温度补偿装置，其特征在于：所述的温度补偿电路中，常温下R1＝51KΩ、R2＝20KΩ；RP1为50KΩ电位器。

4、根据权利要求3所述的用于收发信机中的增益温度补偿装置，其特征在于：所述的RP1中参与分压的电阻为30KΩ。

5、根据权利要求4所述的用于收发信机中的增益温度补偿装置，其特征在于所述的温度补偿电路中，Rt是一具有负温度系数的热敏电阻。

6、根据权利要求5所述的用于收发信机中的增益温度补偿装置，其特征在于，所述的热敏电阻Rt的负温度系数是指，在—40℃到120℃的温度变化范围内，以一定的斜率线性变化，其在25℃的阻值为10KΩ，而在60℃时阻抗为2.4KΩ。

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