CN1033417C - 射频功率控制电路的温度补偿方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及射频功率放大电路中APC电路部分的温度补偿方法，其特征在于电路中的微处理器通过接在其A/D端口上的温度敏感电阻测知外界温度的变化，根据该温度变化通过其I/O口输出具有相应占空比的脉冲序列去往自动功率控制电路控制激励电平。微处理器的A/D口接入温敏电阻，脉冲从I/O口输出，通过积分电路连接到由电压比较器、可控电阻、高频功放和耦合器组成的自动功率控制电路。
Description
本发明涉及一种射频功率放大电路中，特别是蜂窝式移动电话的射频功率放大电路中的自动功率控制电路(APC)的温度补偿方法。
在无线电发射机中，为了保持输出功率的稳定以及在意外情况下保护射频功率放大器，一般均设有自动功率控制电路(APC)，其工作原理都类似，即从射频输出电路上耦合出部分功率，负反馈至激励级，以控制激励电平，从而控制最终输出功率。根据实际应用的情况，不同发射机对APC电路要求有高有低，但对蜂窝式移动电话而言，对APC电路要求很高，原因有以下几点：
1.蜂窝式移动电话用小区复用式频率分配方案，发射机输出功率太大会干扰邻近同频小区，太小则影响通信质量，因此移动台必须根据基地台的指令随时调整发射功率，使其稳定在相应的功率等级上；
2.由于移动台工作环境变化很大，比如按美国EIA/IS-19标准的要求，移动台要在-40℃至+70℃范围内正常工作，在这样宽的温度范围中，APC电路中的元器件，特别是有PN结的元器件的电特性的变化会很大，若无温度补偿措施，APC电路将不能正常工作；
3.在全功率发射时，移动台功率可达4～5W，功放元件的温度上升幅度会很大，从而使机壳内局部温度上升。
基于以上原因，APC电路中必须有温度补偿方法，这样才能防止射频输出功率的温度敏感性。以往解决这类问题一般从以下三方面入手：
1.采用温度范围大的元器件；
2.采用有自动温度补偿作用的元器件；
3.增加一些温度敏感元件以抵消主要元器件的温度敏感性。
此外，我国发明专利申请公开号CN1043593A的发明提出的双环控制电路，在第一环路不能正常工作时切换至第二环路工作，也可在一定程度上减轻温度变化对输出功率的影响。
所有这些方法的缺陷是很明显的，即它们增加了电路的复杂性，增加了成本，而且补偿范围也很有限。
本发明的目的就在于提出一种新的APC电路补偿方法，以解决以往温度补偿方法所带来的增加电路的复杂性、增加成本、补偿范围有限的缺点。本发明所提出的方法在几乎不增加电路的复杂性和成本的前提下(仅增加一个温度敏感元件和占用一个微处理器的A/D口)实现很宽的补偿范围，而且该方法的实现也非常简单、方便，变通灵活，温度补偿范围、精度和方式均可随意调整。
一种无线电射频功率放大电路中，特别是蜂窝式移动电话的射频功率放大电路中的自动功率控制电路的温度补偿方法，其特征在于电路中的微处理器通过接在其A/D端口上的温度敏感电路测知外界温度的变化，根据该温度变化通过其I/O口输出具有相应的占空比的脉冲序列去往自动功率控制电路控制激励电平。
以下结合附图对本发明的实施例进行描述。
图1实现APC电路温度补偿的电路框图
图2 APC电路温度补偿的实施电路示意图
图3脉冲序列波形示意图
图4实测结果
如附图1所示，接在微处理器的A/D端口的温度敏感电路可将外界温度变化的信息以电压变化的形式送入A/D端口，微处理器收到这一信息后就可通过软件按预定的规律使I/O口送出一串具有相应占空比的脉冲序列送往APC电路以控制激励电平。用脉冲序列控制激励电平的方法很多，例如可采用DE 3433901A1专利中采用的技术，亦可参照JP63-61508、JP63-245017、US 4947139所提出的技术。
如附图2给出的实施例所示，R1为温度敏感电阻，外界温度的变化会使其阻值发生变化从而改变A/D端口的电压，微处理器1检测到这一变化，其内部根据一固定算法使I/O口输出一串具有相应占空比的脉冲序列。该序列通过积分电路2后成为直流电平送入电压比较器3，电压比较器3输出通过控制一受控电阻4(可为一三极管，通过控制其导通程度来控制集电极与发射极间的电压)改变高频功率放大器5的工作电压，从而控制输出功率，输出功率的一部分又通过耦合电路6反馈至电压比较器3的另一输入端以实现APC。
确定温度与输出脉冲占空比的方法很简单，只需将整机放在温控箱中，将环境温度调整到各个温度点，在射频输出端用功率计测量输出功率，调整脉冲占空比直至输出功率符合要求，记录下此时的占空比。温度点的设置可根据要求的温度补偿范围和精度而定。这样可在软件中设置一常数型“温度-占空比”对比表，亦可根据两者关系分析整理出一拟合公式，这样运行软件时可直接从中取得数据以输出符合要求的脉冲序列。
图4给出一个实测结果，测试对象是一台采用了这种温度补偿方法的符合美国AMPS标准的车载式移动电话。图中，虚线表示0～7级的标准输出功率，曲线则为实际测得的功率。从图中可见，对0～7级功率等级，从-40℃～+70℃范围内，输出功率的波动范围小于2dB，由此可见其补偿的效果是非常显著的(按EIA/IS-19标准要求，其波动范围可允许为+2dB～-4dB)。
由上述可见，采用这种方法的好处还在于它对温度敏感元件的精度要求很低，无须要求其线性范围，只要求其稳定、可重复性、随温度变化而变化及单值性即可，同样也无须精确测知APC电路的温度特性，对APC的工作温度范围要求也较低，从而可大大降低成本。
Claims (2)
1.一种无线电射频功率放大电路中，特别是蜂窝式移动电话的射频功率放大电路中的，由受控电阻、高频功率放大器、正向功率耦合器、天线组成的自动功率控制电路的温度补偿方法，其特征在于：
微处理器通过接在其A/D端口上的温度敏感电阻测知外界温度的变化，根据该温度变化通过其I/O口输出具有相应占空比的脉冲序列去往自动功率控制电路控制激励电平。电路的结构是：温敏电阻R1和普通电阻R2串接在电源和地之间，两者中部连结点与微处理器的一个A/D口相连，微处理器的一个I/O端口通过积分电路连往电压比较器的一个比较输入端，电压比较器的输出连至一端接电源一端接高频功率放大器电源端的受控电阻的控制端，高频功率放大器的输出一路通过耦合电路接入电压比较器的另一比较输入端，另一路通往天线端。
2.如权利要求1所述的自动功率控制电路的温度补偿方法，其特征在于：
外界温度与相应脉冲序列占空比间的关系是这样确定的，即对不同整机工作环境温度点，调整脉冲序列占空比直至输出功率达到一预定恒定值，记录下该温度点及相应脉冲占空比。
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| CN 92100418 CN1033417C (zh) | 1992-01-23 | 1992-01-23 | 射频功率控制电路的温度补偿方法 |
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