CN101567664B - 一种通过自适应调整栅压来提高功率放大器效率的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种通过自适应调整功率放大管的栅压值来提高功率放大器效率的方法。本发明需要由结合三个基本电路来完成：用于接收功率检测信号，并判断功率等级，根据功率等级来调整LDMOS场效应功率放大管的静态电流值的控制电路；用于检测功率放大器的输出功率，并将检波信号传给控制电路的检波电路；用于功率信号的放大的功率放大电路。这样就能实现在功率放大器不同功率等级下通过调整LDMOS场效应功率放大管的栅压值，从而使功率放大管在输出不同功率等级下的效率达到最优化。

Description

一种通过自适应调整栅压来提高功率放大器效率的方法
技术领域
本发明公开了一种在移动通信系统基站和直放站的功率放大器中用于提高效率的方法，特别涉及一种通过自适应调整栅压值来提高功率放大器效率的方法。
背景技术
在移动通信基站和直放站中，都有一个非常重要的指标：效率。开发高效率的基站和直放站已成为发展的趋势。功率放大器是基站和直放站中耗电最多的模块，其效率很大程度上制约着基站和直放站的效率。功率放大器的效率一直是其研制的一个难题，提高功率放大器的效率不仅可以降低基站和直放站的整机温度，使可靠性得到提高，而且还节省了电费，降低了运营商的运营费用。
移动通信系统中的功率放大器的功率放大管大多都采用LDMOS场效应功率放大管，功率放大管的功耗一般占整个功率放大器功耗的80％以上。LDMOS场效应功率放大管的静态电流值由其栅压值的大小来调整，传统的功率放大器不管是采用模拟电路还是采用数字电路(单片机)给LDMOS场效应功率放大管提供栅压，给出的栅压值一般都是相对固定的，或者是随着温度变化进行高低温的线性补偿的，其本质上功率放大器在工作中静态工作点是基本不变的，因此对功率放大器的效率改变不大。
另外移动通信基站和直放站中，功率放大器不是总是输出在标称功率下，根据具体情况不同可能会出现比标称功率低5dB甚至是10dB以上的功率等级下工作。
发明内容
本发明的目的在于提供一种通过自适应调整栅压来提高功率放大器效率的方法，其包括：步骤(1)检波电路检测功率放大器的输出功率等级；步骤(2)检波电路将检测出的不同功率等级对应的电压值传给控制电路，控制电路通过判断检波电路传来的电压值的大小来判断功率放大器的输出功率等级；步骤(3)控制电路根据输出功率等级来调整功率放大电路中场效应功率放大管的静态电流值。
传统的功率放大器不管是采用模拟电路还是采用数字电路(单片机等)给场效应功率放大管提供栅压，给出的栅压值一般都是相对固定的，或者是随着温度变化进行高低温的线性补偿的，其目的都是为了保证功率放大器的线性，其本质上功率放大器在工作中静态工作点是基本不变的。而场效应功率放大管特性一般是在输出功率减小后线性指标的余量会越来越大，那么功率放大器在标称功率回退后线性余量较大的情况下，仍采用相对较大的静态电流，此时虽然功率放大器的线性会较好，但是功率放大器的效率会相对较低。如果此时将静态电流值调小，在相同功率下同样是满足功率放大器线性指标要求，虽然余量不大，但是功率放大器的工作电流会变小，从而功率放大器的效率得到提高。
另外采用此发明方法对于使用控制器(单片机等)对功率放大管栅压进行驱动的功率放大器模块只需要进行程序上的升级就可以达到提高整个功率放大器效率的目的，既经济又方便。
附图说明
图1为根据本发明方法的模块框图。
具体实施方式
本发明的目的是根据功率放大器的输出功率等级，通过控制器(单片机等)灵活调整功率放大器的静态工作点，在对功率放大器的线性和增益等影响不大的情况下，通过在不同功率等级下自适应调整场效应功率放大管静态电流值来调整功率放大器的工作电流，从而达到提高功率放大器工作效率的目的。
为了实现上述目的，本发明需要结合控制电路11、检波电路12、功率放大电路13三个基本部分来构成。功率放大电路13是功率放大器的一部分，其中控制电路11是处理核心，它分别与检波电路12和功率放大电路13相连。功率放大电路13的输出功率决定了功率放大器的的输出功率，检波电路12检测功出率放大器的输出功率等级，将检测出的不同功率等级对应的电压值反馈给控制电路11，控制电路11根据检测的电压值的大小来判断功率放大器的输出功率等级，然后根据功率放大器的输出功率等级来调整功率放大电路13中场效应功率放大管的栅压值，从而改变场效应功率放大管的静态工作电流值。
使用发明的关键技术在于恰当的利用了场效应功率放大管在输出功率回退(功率回退是指功率的逐级减小)后，在不影响功率放大器要求的线性指标下，将功率放大管的静态电流值调小，这样可以在较大程度上减小功率放大器的动态工作电流，使功率放大器的整体效率得到一定程度的提高。
为了使用本发明的目的、技术方案及优点更加的清楚明白，以下参考附图，对本发明进一步详细说明：
参照图1。该图为根据本发明的方法的模块框图，其中控制电路11，用于接收功率检测信号(即检波电压)，并判断输出功率等级，根据输出功率等级来调整场效应功率放大管的静态电流值，在符合线性要求的情况下使功率放大管的静态电流值尽量的小。检波电路12，用于检测功率放大器的输出功率等级，并将检波电压信号传给控制电路。功率放大电路13，用于功率信号的放大，功率放大电路中需包含场效应功率放大管，场效应功率放大管一般都用在功率放大器的末级和推动级，其静态工作电流由栅压大小来调整。
具体实现过程：检波电路检测功率放大器的输出功率等级，将检测出的不同功率等级对应的电压值传给控制电路，控制电路通过判断检波电路传来的电压值的大小来判断功率放大器的输出功率等级。控制电路根据功率放大器在满足线性指标的要求下，将功率回退后每个功率等级下功放管的静态电流值尽量调小，达到对功率放大管的静态电流值的控制。控制电路的原则是调整的场效应功率放大管静态电流值要能使功率放大器的线性(功率放大器的线性是指功率放大器进行功率放大的线性)满足指标的要求，在满足线性指标的要求下将回退后的每个功率等级下的功率放大管的静态电流值尽量调小，已达到不同功率等级条件下的场效应功率放大管的效率的最优化，并以此来达到提高功率放大器整体工作效率的目的。

Claims (2)

1.一种通过自适应调整栅压来提高功率放大器效率的方法，其特征在于：
步骤(1)检波电路检测功率放大器的输出功率等级；
步骤(2)检波电路将检测出的不同功率等级对应的电压值传给控制电路，控制电路通过判断检波电路传来的电压值的大小来判断功率放大器的输出功率等级；
步骤(3)控制电路根据输出功率等级来调整功率放大电路中场效应功率放大管的静态电流值，通过对场效应功率放大管的栅压值进行调整来控制场效应功率放大管的静态电流值，控制电路调整场效应功率放大管静态电流值要能使功率放大器的线性满足指标的要求，在满足线性指标的要求下将标称功率回退后的每个功率等级下的功率放大管的静态电流值尽量调小。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：场效应功率放大管用在功率放大器的末级和推动级。
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