CN103715995B - 功率放大器保护方法及其装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种功率放大器保护方法，包括：对超帧同步指示信号进行检测；获取超帧同步指示信号的信号宽度和超帧同步指示信号之间的间隔；如果超帧同步指示信号的信号宽度与预设信号宽度不同，或者超帧同步指示信号之间的间隔与预设间隔不同，则关断功率放大器的输入信号。还公开了一种功率放大器保护装置，包括超帧同步指示信号检测模块、信号宽度及间隔获取模块和输入信号关断模块。本发明功率放大器保护方法及其装置根据光同步信号异常时具有的特点对超帧同步指示信号进行检测，能在异常情况发生后较短时间内关闭信号保护功率放大器，避免了传统方法反应迟滞的风险。

Description

功率放大器保护方法及其装置

技术领域

本发明涉及功率放大器技术领域，尤其涉及一种功率放大器保护方法和一种功率放大器保护装置。

背景技术

功率放大器对输入射频信号的大小具有一定的容忍门限。当输入功率放大器的射频信号功率超过该门限时，功放有可能因输入信号过大而损坏，因此需要设计相关前置功能模块以防止超过门限的射频信号进入功率放大器。在设备工作过程中，有可能由于非正常操作、数字板瞬时异常、环境温度变化、光纤断裂等情况而导致射频信号突发增大，这种情况下功率放大器将面临因输入信号过大而损坏的危险。因此需要通过技术手段检测设备异常状态以及防止信号突发过大超过功放承受门限而损坏功放。

可以通过检测设备异常状态对功率放大器进行保护，当检测到有任何异常时应该暂时关断信号以防止异常信号损坏功放。异常状态检测目前一般做法是对时钟锁定指示信号进行逻辑判断，对周期为T的同步指示信号进行计数判断。但是该方式存在反应迟滞的缺点。因为周期T一般较长，当计数器计满T时间再进行判断时，异常信号在该段时间内足以烧毁功率放大器。

发明内容

为解决上述存在的问题，本发明提供了一种功率放大器保护方法和一种功率放大器保护装置。

一种功率放大器保护方法，包括以下步骤：

对超帧同步指示信号进行检测；

获取超帧同步指示信号的信号宽度和超帧同步指示信号之间的间隔；

如果超帧同步指示信号的信号宽度与预设信号宽度不同，或者超帧同步指示信号之间的间隔与预设间隔不同，则关断功率放大器的输入信号；

如果没有关断功率放大器的输入信号，则判断信号功率是否超过功率放大器的输入门限值；

如果信号功率超过功率放大器的输入门限值，则根据预设的衰减量化表确定信号衰减量；

根据确定的信号衰减量，对信号进行衰减。

与一般技术相比，本发明功率放大器保护方法根据光同步信号异常时具有的特点对超帧同步指示信号进行检测，能在异常情况发生后较短时间内关闭信号保护功率放大器，避免了传统方法反应迟滞的风险。

一种功率放大器保护装置，包括超帧同步指示信号检测模块、信号宽度及间隔获取模块、输入信号关断模块、判断模块、信号衰减量确定模块和衰减模块；

所述超帧同步指示信号检测模块用于对超帧同步指示信号进行检测；

所述信号宽度及间隔获取模块用于获取超帧同步指示信号的信号宽度和超帧同步指示信号之间的间隔；

所述输入信号关断模块用于当超帧同步指示信号的信号宽度与预设信号宽度不同，或者超帧同步指示信号之间的间隔与预设间隔不同时，关断功率放大器的输入信号；

所述判断模块用于当没有关断功率放大器的输入信号时，判断信号功率是否超过功率放大器的输入门限值；

所述信号衰减量确定模块用于当信号功率超过功率放大器的输入门限值时，根据预设的衰减量化表确定信号衰减量；

所述衰减模块用于根据确定的信号衰减量，对信号进行衰减。

与一般技术相比，本发明功率放大器保护装置根据光同步信号异常时具有的特点对超帧同步指示信号进行检测，能在异常情况发生后较短时间内关闭信号保护功率放大器，避免了传统方法反应迟滞的风险。

附图说明

图1是本发明功率放大器保护方法的示意流程图；

图2是本发明功率放大器保护装置的结构示意图；

图3是本发明方法及其装置进行超帧同步状态判断的一个示意图；

图4是本发明方法及其装置进行异常状态判断的一个示意图；

图5是适用本发明方法及其装置的功放保护门限控制流程示意图。

具体实施方式

为更进一步阐述本发明所采取的技术手段及取得的效果，下面结合附图及较佳实施例，对本发明的技术方案，进行清楚和完整的描述。

请参阅图1，为本发明功率放大器保护方法的示意流程图。本发明功率放大器保护方法包括以下步骤：

S101对超帧同步指示信号进行检测；

在设备运行以及光纤同步正常时，光纤两端每固定周期会收到一个时钟周期长度的脉冲以指示超帧头，因此判断光纤两端同步的依据是每隔固定个时钟周期会采集到一个指示脉冲，也即超帧同步指示信号。当光纤断纤或者是在插拔光纤时，超帧同步指示信号不会立刻消失，而是呈现不规律的抖动，在抖动期间其脉冲宽度以及间隔均会出现异常。

S102获取超帧同步指示信号的信号宽度和超帧同步指示信号之间的间隔；

检测到超帧同步指示信号，则获取超帧同步指示信号的信号宽度和超帧同步指示信号之间的间隔，并接下来通过获取的信号宽度和间隔，对设备是否出现异常状态进行判断。

S103如果超帧同步指示信号的信号宽度与预设信号宽度不同，或者超帧同步指示信号之间的间隔与预设间隔不同，则关断功率放大器的输入信号。

作为其中一个实施例，所述预设信号宽度可为一个时钟周期，所述预设间隔可为4096个时钟周期。检测到超帧同步指示信号的信号宽度不为一个时钟周期，或者两个超帧同步指示信号之间的间隔距离不为4096个时钟周期时，可输出一个用于关断信号的高电平，从而关断功率放大器的输入信号。通过以上的过程能有效迅速的在异常发生时关闭信号。

还可对时钟锁定信号进行检测。时钟锁定信号指示的是当前设备内部工作时钟正常与否，当时钟正常时该指示信号持续高电平，当时钟出现异常时，例如频率不稳定，不能正常跟踪相位等，该指示信号将持续低电平。为了能准确判断该指示信号，采用时钟沿连续采集该指示信号两次并比较，当比较得出两次采集结果一致时认为当前锁定信号状态为采集得到的逻辑值。该判断方法可以有效避免因环境温度、逻辑组合判断等原因产生的毛刺而影响判断的准确度。

作为其中一个实施例，在关断功率放大器的输入信号之后，可对超帧同步指示信号进行检测；如果检测到超帧同步指示信号，则获取超帧同步指示信号的信号宽度和超帧同步指示信号之间的间隔；如果超帧同步指示信号的信号宽度与预设信号宽度相同，并且超帧同步指示信号之间的间隔与预设间隔相同，则开启功率放大器的输入信号。

另外，如果没有检测到超帧同步指示信号，也可关断功率放大器的输入信号。因为在预设间隔的时钟周期之后如果没有检测到超帧同步指示信号，说明应该有异常状况出现，因此关断功率放大器的输入信号。

作为其中一个实施例，如果没有关断功率放大器的输入信号，可判断信号功率是否超过功率放大器的输入门限值；如果信号功率超过功率放大器的输入门限值，则根据预设的衰减量化表确定信号衰减量；根据确定的信号衰减量，对信号进行衰减。

作为其中一个实施例，所述功率放大器的输入门限值可通过以下步骤获得：获取功率放大器中输出功率控制模块的功率值；获取信号的峰均比；将上述获取的功率值与峰均比相乘，作为功率放大器的输入门限值。采用这种方式计算输入门限值，可根据下行输出功率控制模块计算功放保护输入门限值，不必采用固定门限，对于不同输出功率的功率放大器均能有效地保护。

作为其中一个实施例，所述根据预设的衰减量化表确定信号衰减量的步骤，可包括以下步骤：计算信号功率与输入门限值的差值；根据预设的衰减量化表中信号功率与输入门限值的差值与信号衰减量之间的对应关系，确定信号的衰减量。

所述预设的衰减量化表可以根据具体的功率放大器调试得到，其表格内容可以反映信号功率与输入门限值的差值与信号衰减量之间的对应关系。

用计算出的信号功率与门限作比较，当信号功率低于输入门限值时增益衰减值为0dB，当信号功率高于输入门限值时可通过以下步骤确定信号衰减量：计算信号功率与输入门限值的差值；根据预设的衰减量化表中信号功率与输入门限值的差值与信号衰减量之间的对应关系，确定信号的衰减量。

根据确定的信号衰减量，可利用功率放大器中的增益控制模块实时对信号增益进行控制。根据实际情况调整衰减量化表的数值范围，进而控制衰减范围。

目前防止过功率信号烧毁功率放大器的一般做法是设置功放容忍门限，当信号功率超过该门限时对信号进行衰减以保护功率放大器，一般是采取固定保护门限的方式。该方式直接简单，不需要任何算法参与运算。但是当设备要进行升级改造时往往需要重新修改调试该输入门限值，灵活性和兼容性较差；同时这种方式在进行信号衰减时通常采用反馈式衰减，具有衰减慢的缺点，不利于对功率放大器进行及时有效的保护。而本发明对不同输出功率的设备均能有效保护，具有很好的灵活性和兼容性。直接采用查表前馈的方式一次性计算出衰减量对信号进行功率控制，避免了传统的反馈方式存在的需对信号多次衰减、逐渐衰减的过程，能更快速和准确的保护功率放大器。

与一般技术相比，本发明功率放大器保护方法根据光同步信号异常时具有的特点对超帧同步指示信号进行检测，能在异常情况发生后较短时间内关闭信号保护功率放大器，避免了传统方法反应迟滞的风险。

此外，还公布了一种功率放大器保护装置。

请参阅图2，为本发明功率放大器保护装置的结构示意图。本发明功率放大器保护装置，包括超帧同步指示信号检测模块201、信号宽度及间隔获取模块202和输入信号关断模块203；

所述超帧同步指示信号检测模块201用于对超帧同步指示信号进行检测；

在设备运行以及光纤同步正常时，光纤两端每固定周期会收到一个时钟周期长度的脉冲以指示超帧头。

所述信号宽度及间隔获取模块202用于获取超帧同步指示信号的信号宽度和超帧同步指示信号之间的间隔；

所述输入信号关断模块203用于当超帧同步指示信号的信号宽度与预设信号宽度不同，或者超帧同步指示信号之间的间隔与预设间隔不同时，关断功率放大器的输入信号。

如果超帧同步指示信号的信号宽度与预设信号宽度不相同，或者超帧同步指示信号之间的间隔与预设间隔不相同时，则说明异常状况出现，则关断功率放大器的输入信号。

所述预设信号宽度可为一个时钟周期，所述预设间隔可为4096个时钟周期。

作为其中一个实施例，所述功率放大器保护装置还可包括判断模块、信号衰减量确定模块和衰减模块；

所述判断模块用于当没有关断功率放大器的输入信号时，判断信号功率是否超过功率放大器的输入门限值；

所述信号衰减量确定模块用于当信号功率超过功率放大器的输入门限值时，根据预设的衰减量化表确定信号衰减量；

所述衰减模块用于根据确定的信号衰减量，对信号进行衰减。

本发明对不同输出功率的设备均能有效保护，具有很好的灵活性和兼容性。直接采用查表前馈的方式一次性计算出衰减量对信号进行功率控制，避免了传统的反馈方式存在的需对信号多次衰减、逐渐衰减的过程，能更快速和准确的保护功率放大器。

作为其中一个实施例，所述功率放大器保护装置还可包括功率值获取模块、峰均比获取模块和输入门限值计算模块；

所述功率值获取模块用于获取功率放大器中输出功率控制模块的功率值；

所述峰均比获取模块用于获取信号的峰均比；

所述输入门限值计算模块用于将上述获取的功率值与峰均比相乘，作为功率放大器的输入门限值。

作为其中一个实施例，所述信号衰减量确定模块可包括差值计算模块和衰减量查找模块；

所述差值计算模块用于计算信号功率与输入门限值的差值；

所述衰减量查找模块用于根据预设的衰减量化表中信号功率与输入门限值的差值与信号衰减量之间的对应关系，确定信号的衰减量。

用计算出的信号功率与门限作比较，当信号功率低于输入门限值时增益衰减值为0dB，当信号功率高于输入门限值时计算信号功率与输入门限值的差值，并根据预设的衰减量化表中信号功率与输入门限值的差值与信号衰减量之间的对应关系，确定信号的衰减量。

与一般技术相比，本发明功率放大器保护装置根据光同步信号异常时具有的特点对超帧同步指示信号进行检测，能在异常情况发生后较短时间内关闭信号保护功率放大器，避免了传统方法反应迟滞的风险。

光纤同步检测分为超帧同步状态判断以及异常状态判断。

作为其中一个实施例，图3为本发明方法及其装置进行超帧同步状态判断的一个示意图。同步状态判断如图3所示，P＝1表示计数到4096个时钟周期时检测到超帧头指示。P＝0表示计数到4096个时钟周期时没有检测到超帧头指示。从s1到s5经过4次超帧头同步判断以后最终输出同步信号为高电平表示同步正常，在其中任何一个状态如果有P＝0条件出现，状态回归到s1输出同步信号为低电平表示未能同步。

作为其中一个实施例，图4为本发明方法及其装置进行异常状态判断的一个示意图。异常状态检测过程如图4所示，M＝1条件表示检测到超帧头脉冲宽度不为一个时钟周期，状态跳转到st2并输出异常指示信号为高电平。M＝2条件表示两超帧头脉冲之间的间隔距离不为4096个时钟周期，此条件满足时状态跳转到st3并输出异常信号指示为高电平。M＝3条件表示没有检测到超帧头指示，此条件跳转到st4并输出异常信号指示为高电平。M＝0条件表示超帧指示头脉冲宽度和间隔均正常，此时状态跳转到st1并输出异常信号指示为低电平。

由以上检测状态方法可检测得出同步状态指示信号和异常状态指示信号，当异常状态指示为高电平时输出关信号指令，当异常状态指示为低电平并且同步状态指示为高电平时输出信号开启指令，否则关闭信号。经过以上描述的状态判断后得出的信号开关指令反应灵敏，能有效迅速的在异常发生时关闭信号。

作为其中一个实施例，图5为适用本发明方法及其装置的功放保护门限控制流程示意图。

实时计算当前信号的功率；读取输出功率控制模块的功率值A，信号的峰均比为m，则可计算出控制门限为m乘A，为了不影响信号特性可预留ndB余量；用计算出的信号功率与门限作比较，当信号低于门限时增益控制值为0dB，当信号功率高于门限时通过查表求得信号功率与门限的差值。将该差值传递给增益控制模块对信号进行衰减；根据衰减量实时对信号增益进行控制，在正常时该衰减量应该为0dB，衰减范围可根据实际情况调整表的长度。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (5)

1.一种功率放大器保护方法，其特征在于，包括以下步骤：

对超帧同步指示信号进行检测；

获取超帧同步指示信号的信号宽度和超帧同步指示信号之间的间隔；

如果超帧同步指示信号的信号宽度与预设信号宽度不同，或者超帧同步指示信号之间的间隔与预设间隔不同，则关断功率放大器的输入信号；

如果没有关断功率放大器的输入信号，则判断信号功率是否超过功率放大器的输入门限值；

如果信号功率超过功率放大器的输入门限值，则根据预设的衰减量化表确定信号衰减量；

根据确定的信号衰减量，对信号进行衰减；

所述功率放大器的输入门限值通过以下步骤获得：

获取功率放大器中输出功率控制模块的功率值；

获取信号的峰均比；

将上述获取的功率值与峰均比相乘，作为功率放大器的输入门限值。

2.根据权利要求1所述的功率放大器保护方法，其特征在于，所述根据预设的衰减量化表确定信号衰减量的步骤，包括以下步骤：

计算信号功率与输入门限值的差值；

根据预设的衰减量化表中信号功率与输入门限值的差值与信号衰减量之间的对应关系，确定信号的衰减量。

3.根据权利要求1所述的功率放大器保护方法，其特征在于，在所述关断功率放大器的输入信号的步骤之后，包括以下步骤：

对超帧同步指示信号进行检测；

获取超帧同步指示信号的信号宽度和超帧同步指示信号之间的间隔；

如果超帧同步指示信号的信号宽度与预设信号宽度相同，并且超帧同步指示信号之间的间隔与预设间隔相同，则开启功率放大器的输入信号。

4.一种功率放大器保护装置，其特征在于，包括超帧同步指示信号检测模块、信号宽度及间隔获取模块、输入信号关断模块、判断模块、信号衰减量确定模块和衰减模块；

所述超帧同步指示信号检测模块用于对超帧同步指示信号进行检测；

所述信号宽度及间隔获取模块用于获取超帧同步指示信号的信号宽度和超帧同步指示信号之间的间隔；

所述输入信号关断模块用于当超帧同步指示信号的信号宽度与预设信号宽度不同，或者超帧同步指示信号之间的间隔与预设间隔不同时，关断功率放大器的输入信号；

所述判断模块用于当没有关断功率放大器的输入信号时，判断信号功率是否超过功率放大器的输入门限值；

所述信号衰减量确定模块用于当信号功率超过功率放大器的输入门限值时，根据预设的衰减量化表确定信号衰减量；

所述衰减模块用于根据确定的信号衰减量，对信号进行衰减；

还包括功率值获取模块、峰均比获取模块和输入门限值计算模块；

所述功率值获取模块用于获取功率放大器中输出功率控制模块的功率值；

所述峰均比获取模块用于获取信号的峰均比；

所述输入门限值计算模块用于将上述获取的功率值与峰均比相乘，作为功率放大器的输入门限值。

5.根据权利要求4所述的功率放大器保护装置，其特征在于，所述信号衰减量确定模块包括差值计算模块和衰减量查找模块；

所述差值计算模块用于计算信号功率与输入门限值的差值；

所述衰减量查找模块用于根据预设的衰减量化表中信号功率与输入门限值的差值与信号衰减量之间的对应关系，确定信号的衰减量。