CN101447770A - 射频功率放大器温度补偿电路和方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种射频功率放大器温度补偿电路，包括功率控制电路，所述功率控制电路接收功率控制信号V_ramp，所述功率控制电路采集射频功率放大器的温度信息T，通过温度补偿函数f(T)将温度信息T转换成温度补偿量，与原有的控制量叠加，得到最终的功率控制信号，控制所述射频功率放大器的输出功率。本发明还公开了一种射频功率放大器温度补偿方法，通过引入温度补偿函数f(T)，对最终的功率控制信号进行温度补偿，控制射频功率放大器的输出功率。本发明能够在一定范围内对射频功率放大器由于温度而产生的功率输出变化进行有效的补偿，极大地削弱了功率放大器输出功率受温度的影响。

Description

射频功率放大器温度补偿电路和方法

技术领域

本发明涉及一种模拟电路，尤其是一种射频功率放大器的温度补偿电路。本发明还涉及一种射频功率放大器的温度补偿方法。

背景技术

在现代无线通信系统中，射频功率放大器是实现射频信号无线传输的关键部件，功率控制芯片是射频功放模块的重要组成部分。功率控制电路的主要功能是控制功率放大器的输出功率，一般由基带电路里的DAC(Digital to Analog Converter，数模转换器)输出的V_ramp信号进行控制，所述功率控制电路通过函数G＝G₀(V_ramp)将V_ramp信号转换成对射频功率放大器PA的控制量。功率控制电路主要通过两种方式实现对射频功率放大器输出功率的控制：1.控制功率放大器的电源供电电压；2.控制功率放大器的电源供电电流。射频功率放大器芯片是功放模块的核心部分，它的主要功能即为将已调制的射频信号放大到所需的功率值，然而，由于温度变化引起功率晶体管结压降的改变，会导致射频功率放大器的输出功率在很大程度受温度的影响，使得在不同温度下，功率放大器的输出功率产生较大幅度的改变，增加了功率控制的难度和复杂度。

为了解决这个问题，现有的技术是采用在功率放大器电路中，设计带温度补偿的偏置电路，以削弱整个功率放大芯片输出特性受温度的影响，如图1所示。但是，这种方式对射频功率放大器的温度补偿作用有限，由于在设计偏置电路过程中，通常是基于某一固定的工作点对其温度补偿作用进行电路结构的设计，使得功率放大器的输出特性可以在某一功率点得到良好的温度补偿，却无法将输出功率在整个变化范围内都得到有效地补偿。因此，采用现有方法，功率放大器的输出功率在较宽的温度变化范围内受其影响仍然较大。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种射频功率放大器温度补偿电路，以及采用这种电路实现的射频功率放大器温度补偿方法，能够在一定范围内有效的对射频功率放大器由于温度而产生的功率输出变化进行补偿。

为解决上述技术问题，本发明射频功率放大器温度补偿电路的技术方案是，包括功率控制电路，所述功率控制电路接收功率控制信号V_ramp，所述功率控制电路采集射频功率放大器的温度信息T，通过温度补偿函数f(T)将温度信息T转换成温度补偿量，所述功率控制电路将所述功率控制信号V_ramp转换成控制量V_CC0(V_ramp)后与所述温度补偿量f(T)叠加，得到最终的功率控制信号V_CC＝V_CC0(V_ramp)+f(T)，所述功率控制电路将最终的功率控制信号V_CC传输给所述射频功率放大器，控制所述射频功率放大器的输出功率。

本发明还提供了一种采用上述电路实现的射频功率放大器温度补偿的方法，采集射频功率放大器的温度信息T，通过温度补偿函数f(T)将温度信息T转换成温度补偿量，将所述功率控制信号V_ramp转换成控制量V_CC0(V_ramp)后与所述温度补偿量f(T)叠加，得到最终的功率控制信号V_CC＝V_CC0(V_ramp)+f(T)，用最终的功率控制信号V_CC控制所述射频功率放大器的输出功率。

本发明通过温度补偿函数，能够在一定范围内对射频功率放大器由于温度而产生的功率输出变化进行有效的补偿，极大地削弱了功率放大器输出功率受温度的影响。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明作进一步详细的说明：

图1为现有的温度补偿电路和射频功率放大器的电路图；

图2为采用本发明的温度补偿电路的射频功率放大器电路的电路图。

具体实施方式

本发明射频功率放大器温度补偿电路可参见图2所示，包括功率控制电路，所述功率控制电路接收功率控制信号V_ramp，所述功率控制电路采集射频功率放大器PA的温度信息T，通过温度补偿函数f(T)将温度信息T转换成温度补偿量，所述功率控制电路将所述功率控制信号V_ramp转换成控制量V_CC0(V_ramp)后与所述温度补偿量f(T)叠加，得到最终的功率控制信号V_CC＝V_CC0(V_ramp)+f(T)，所述功率控制电路将最终的功率控制信号V_CC传输给所述射频功率放大器，控制所述射频功率放大器的输出功率。

本发明还提供了一种采用上述电路实现的射频功率放大器温度补偿的方法，采集射频功率放大器的温度信息T，通过温度补偿函数f(T)将温度信息T转换成温度补偿量，将所述功率控制信号V_ramp转换成控制量V_CC0(V_ramp)后与所述温度补偿量f(T)叠加，得到最终的功率控制信号V_CC＝V_CC0(V_ramp)+f(T)，用最终的功率控制信号V_CC控制所述射频功率放大器的输出功率。

所述温度补偿函数f(T)为线性函数，令在T_a时，温度补偿量为V_CCa，在T_b时，温度补偿量为V_CCb，且T_a≠T_b，则 $f\left(T\right)=\frac{V_{\mathrm{CCb}}-V_{\mathrm{CCa}}}{T_b-T_a}\·T.$

在不进行温度补偿的情况下，当温度由T_a变化到T_b时，射频功率放大器的输出功率由P_a变化至P_b，此时如果通过改变射频功率放大器的电源电压V_CCa至V_CCb可控制射频功率P_a不变，则得到温度补偿函数 $f\left(T\right)=\frac{V_{\mathrm{CCb}}-V_{\mathrm{CCa}}}{T_b-T_a}\·T.$

当温度改变时，V_CC也随温度而变化，使射频功率放大器输出功率在整个变化范围内保持稳定。

下面列举一实施例对本发明进行详细的描述。功率控制电路通过控制功率放大器PA的电源电压V_CC实现对功率放大器输出功率的控制。基带电路的DAC输出的控制信号V_ramp对功率控制电路进行控制，V_CC是以V_ramp和温度T为自变量的函数，其表达式为：

V_CC＝k(V_ramp-V_offset)+f(T)，

其中系数k、V_offset为常数。

当电源电压V_CC的函数表达式中未加温度补偿函数时，在固定V_ramp输入下，当温度升高时，功率放大器的输出功率随之降低。若要保持输出功率不变，则需提高射频功率放大器的电源电压V_CC值，根据实验数据，温度提高100℃，V_CC值需增加0.06V以补偿功率放大器输出功率因温度升高而降低的功率值。因此为补偿由于温度变化引起输出功率的变化量，V_CC表达式中温度补偿函数为f(T)＝6×10^-4×T。由于在表达式中加入温度补偿函数f(T)，当功率放大器输出功率由于温度影响而产生变化量ΔP(T)时，V_CC也随温度的改变而产生变化量ΔV_CC，而由ΔV_CC而产生的功率变化量ΔP(V_CC)可以有效地补偿由温度变化产生的变化量ΔP(T)。

在上述补偿过程中，加入的温度补偿函数f(T)不限于线性函数，也可以采用其它函数，然后由相应的电路来实现。f(T)具体采用何种函数可由具体电路确定。

综上所述，本发明通过温度补偿函数，能够在一定范围内对射频功率放大器由于温度而产生的功率输出变化进行有效的补偿，保证了射频功率放大器能够稳定的工作。

Claims (4)

1.一种射频功率放大器温度补偿电路，包括功率控制电路，所述功率控制电路接收功率控制信号V_ramp，其特征在于，所述功率控制电路采集射频功率放大器的温度信息T，通过温度补偿函数f(T)将温度信息T转换成温度补偿量，所述功率控制电路将所述功率控制信号V_ramp转换成控制量V_CC0(V_ramp)后与所述温度补偿量f(T)叠加，得到最终的功率控制信号V_CC＝V_CC0(V_ramp)+f(T)，所述功率控制电路将最终的功率控制信号V_CC传输给所述射频功率放大器，控制所述射频功率放大器的输出功率。

2.根据权利要求1所述的射频功率放大器温度补偿电路，其特征在于，所述温度补偿函数f(T)为线性函数，令在T_a时，温度补偿量为V_CCa，在T_b时，温度补偿量为V_CCb，且T_a≠T_b，则 $f\left(T\right)=\frac{V_{\mathrm{CCb}}-V_{\mathrm{CCa}}}{T_b-T_a}\·T.$

3.一种采用如权利要求1所述的电路实现的射频功率放大器温度补偿的方法，其特征在于，采集射频功率放大器的温度信息T，通过温度补偿函数f(T)将温度信息T转换成温度补偿量，将所述功率控制信号V_ramp转换成控制量V_CC0(V_ramp)后与所述温度补偿量f(T)叠加，得到最终的功率控制信号V_CC＝V_CC0(V_ramp)+f(T)，用最终的功率控制信号V_CC控制所述射频功率放大器的输出功率。

4.根据权利要求3所述的射频功率放大器温度补偿的方法，其特征在于，所述温度补偿函数f(T)为线性函数，令在T_a时，温度补偿量为V_CCa，在T_b时，温度补偿量为V_CCb，且T_a≠T_b，则 $f\left(T\right)=\frac{V_{\mathrm{CCb}}-V_{\mathrm{CCa}}}{T_b-T_a}\·T.$

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