CN110190819A - GaN放大管的控制电路与电压调节及信号收发装置 - Google Patents
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Abstract
本发明实施例公开了一种GaN放大管的控制电路与电压调节及信号收发装置，用以实现TDD时分复用模式的GaN放大管上电、掉电时序的控制。所述GaN放大管的控制电路，用于控制时分复用TDD通信系统下行发送链路的末级GaN放大管，包括：供电模块、切换模块、以及与所述供电模块和所述切换模块相连接的控制模块，所述供电模块，用于提供第一电压；所述切换模块，用于提供控制向所述GaN放大管栅极供电的第二电压；所述控制模块，用于根据所述第一电压与所述第二电压的关系，控制所述GaN放大管导通时栅极比漏极先上电，并控制所述GaN放大管关断时栅极比漏极后掉电。
Description
技术领域
本发明涉及通信系统中射频技术领域，特别涉及一种GaN放大管的控制电路、电压调节方法、装置、设备、介质及信号收发装置。
背景技术
随着无线移动通信技术的发展，时分双工(Time Division Duplexing，TDD)和频分双工(Frequency Division Duplexing，FDD)成为通信的两种主要通信模式。功率放大器作为系统中的射频末端放大单元也要发展TDD和FDD相适应的工作模式。另外，宽带和高效率也是目前4G和5G通信增速、扩容、节能环保的迫切需求，所以氮化镓GaN放大管以其宽禁带和高效率的特性优势将成为下一代通信技术的主流。
由于TDD是上下行同频、时分复用工作模式，为了提高上下行的隔离度、可靠性、上行解调能力等性能指标，需要对下行PA链路和上行低噪声放大器(Low Noise Amplifier，LNA)链路按照TDD时分复用的同步信号控制进行切换。因此，下行功率放大器(PowerAmplifier，PA)链路需要开关控制电路控制前级放大管的偏置供电和推动级、末级横向扩散金属氧化物半导体(Laterally Diffused Metal Oxide Semiconductor，LDMOS)或GaN放大管的栅压供电，并要求开关切换时延满足TDD模式的要求。
但是，GaN放大管有别于LDMOS管，GaN放大管由于其材料工艺的特殊性，在上电时序上要求栅极先上电，而后再给漏极上电，并且栅极电平为负压，只有这样的上电时序才能保证GaN放大管正常供电偏置，否则极易导致栅漏极击穿烧毁。在掉电时，也必须在栅极处于负压状态时，先关闭漏压而后关闭栅压。
所以，要实现TDD时分复用模式的GaN放大管上、掉电时序的控制还是有难度的，目前暂无解决方案。
发明内容
本发明实施例提供了一种GaN放大管的控制电路、电压调节方法、装置、设备、介质及信号收发装置，用以实现TDD时分复用模式的GaN放大管上电、掉电时序的控制。
第一方面，本发明实施例提供一种GaN放大管的控制电路，用于控制时分复用TDD通信系统下行发送链路的末级GaN放大管，包括：供电模块、切换模块、以及与供电模块和切换模块相连接的控制模块，其中，
供电模块，用于提供第一电压；
切换模块，用于提供控制向GaN放大管栅极供电的第二电压；
控制模块，用于根据第一电压与第二电压的关系，控制GaN放大管导通时栅极比漏极先上电，并控制GaN放大管关断时栅极比漏极后掉电。
本发明实施例提供的上述GaN放大管的控制电路中，供电模块提供第一电压，切换模块，提供控制向GaN放大管栅极供电的第二电压，控制模块根据第一电压与第二电压的关系，控制GaN放大管导通时栅极比漏极先上电，并控制GaN放大管关断时栅极比漏极后掉电，实现了GaN放大管上电、掉电时序的控制。
在一种可能的实现方式中，本发明实施例提供的上述GaN放大管的控制电路中，控制模块包括：第一运算放大器、第一电阻、第二电阻、第三电阻、第四电阻、以及第一开关元件，其中，
第一电阻与第二电阻串联连接在第一电源与第一开关元件的集电极之间，GaN放大管的源极与第一电源相连，GaN放大管的栅极与第一电阻和第二电阻的中间节点相连接；
第三电阻与第四电阻串联连接在供电模块与电源负极之间，第一运算放大器的正相输入端与第三电阻和第四电阻的中间节点相连接，第一运算放大器的反相输入端与切换模块相连接，第一运算放大器的输出端与第一开关元件的基极相连接，第一开关元件的发射极与电源负极连接。
本发明实施例提供的上述GaN放大管的控制电路中，第三电阻与第四电阻串联连接在供电模块与电源负极之间，第一运算放大器的正相输入端连接第三电阻与第四电阻的中间节点，因此，供电模块提供的第一电压经过分压后输入到第一运算放大器的正相输入端，第一运算放大器的反相输入端连接切换模块，也即第一运算放大器的反相输入端接入第二电压，第一运算放大器的输出端与第一开关元件的基极相连接，第一开关元件的发射极与电源负极连接，第一开关元件的集电极通过第一电阻与第二电阻的串联结构与第一电源连接，GaN放大管的栅极与第一电阻和第二电阻的中间节点相连接，因此，第一电压的分压值与第二电压的大小关系发生变化时，第一运算放大器的输出也将变化，第一运算放大器的输出能够控制第一开关元件的导通与关断，进而控制GaN放大管栅极的上电与掉电。
在一种可能的实现方式中，本发明实施例提供的上述GaN放大管的控制电路中，控制模块还包括：第五电阻、第六电阻和第一电容，第五电阻连接在第一运算放大器的输出端与第一开关元件的基极之间，第六电阻连接在第一运算放大器的反相输入端与切换模块之间，第一电容连接在第一开关元件的基极与电源负极之间。
在一种可能的实现方式中，本发明实施例提供的上述GaN放大管的控制电路中，切换模块包括：第一支路和第二支路，第一支路和第二支路的中间节点与控制模块相连接，且第一支路和第二支路的中间节点通过第二电容与电源负极连接，其中，
第一支路，包括：第二运算放大器、第七电阻、第八电阻、第九电阻、第十电阻、第三电容、第四电容及电感组件，第二运算放大器、第八电阻、电感组件、第九电阻串联连接，第三电容连接在第一节点与电源负极之间，第四电容连接在第二节点与电源负极之间，第一节点为第八电阻与电感组件的连接节点，第二节点为第九电阻与电感组件的连接节点，第九电阻的一端与第二支路连接；
第二运算放大器的正相输入端通过第七电阻与电源负极连接，第二运算放大器的输出端与第八电阻的一端相连、且通过第十电阻与第二运算放大器的反相输入端相连，第二运算放大器的反相输入端连接控制GaN放大管的控制器；
第二支路，包括：反相器、二极管、第十一电阻、第十二电阻、第十三电阻及第二开关元件，第二开关元件的漏极与第一支路连接，第二开关元件的源极通过第十三电阻与第二电源连接，第十一电阻和第十二电阻串联连接在第二开关元件的栅极与电源负极之间，反相器的输入端与控制TDD通信系统模式切换的控制器连接，反相器的输出端通过二极管与第十一电阻和第十二电阻的中间节点连接，二极管的阳极与反相器的输出端相连。
在一种可能的实现方式中，本发明实施例提供的上述GaN放大管的控制电路中，供电模块包括：负压转换模块，负压转换模块的输入端与第三电源连接，负压转换模块的输出端与控制模块连接。
在一种可能的实现方式中，本发明实施例提供的上述GaN放大管的控制电路中，GaN放大管的漏极通过并联连接的多个电阻组件与电源负极连接。
第二方面，本发明实施例提供一种信号收发装置，包括：下行发送链路、上行接收链路以及信号收发模块，下行发送链路、上行接收链路和信号收发模块通过环形器连接，下行发送链路与环形器的第一接口连接，信号收发模块与环形器的第二接口连接，上行接收链路与环形器的第三接口连接，其中，
下行发送链路，包括：前级放大管、推动级GaN放大管、末级GaN放大管以及上述实施例中任一项的GaN放大管的控制电路，前级放大管、推动级GaN放大管以及末级GaN放大管串联连接，末级GaN放大管与环形器的第一接口连接，GaN放大管的控制电路用于控制末级GaN放大管；
上行接收链路，包括串联连接的切换开关和低噪声放大器LNA，切换开关用于切换下行发送链路和上行接收链路的工作状态。
本发明实施例提供的上述信号收发装置，下行发送链路工作时，GaN放大管的控制电路控制末级GaN放大管导通，切换开关断开，下行信号经前级放大管放大后传输给后级推动级GaN放大管进行放大，再进入末级GaN放大管，GaN放大管的控制电路控制末级GaN放大管导通，信号经末级GaN放大管输出后，经环形器第一端口输入，环形器第二端口输出至信号收发模块；上行接收链路工作时，GaN放大管的控制电路控制末级GaN放大管关断，切换开关闭合，上行信号从信号收发模块输出至环形器第二端口，从环形器第三端口输出，通过切换开关，进入低噪声放大器后，经过放大由低噪声放大器端输出。与现有技术相比，TDD通信系统模式切换与GaN放大管的控制电路同步，保护了GaN放大管。
在一种可能的实现方式中，本发明实施例提供的信号收发装置中，装置还包括：温度传感器和控制器，其中，
温度传感器，用于采集末级GaN放大管的栅极温度，并将采集到的温度值发送至控制器；
控制器，用于根据温度传感器采集到的温度值以及预先存储的温度值与栅极电压的对应关系，调节末级GaN放大器栅极的电压。
在一种可能的实现方式中，本发明实施例提供的信号收发装置中，末级GaN放大管为PMOS管或NMOS管。
在一种可能的实现方式中，本发明实施例提供的信号收发装置中，末级GaN放大管包括一个或多个GaN放大管。
第三方面，本发明实施例提供一种电压调节方法，用于调节本发明实施例第二方面提供的信号收发装置中末级GaN放大管的栅极电压，包括：
采集末级GaN放大管的栅极温度；
基于预先存储的温度值与栅极电压的对应关系，确定末级GaN放大管的栅极温度对应的目标电压；
调节末级GaN放大管的栅极电压为目标电压。
本发明实施例提供的电压调节方法，通过采集末级GaN放大管的栅极温度，并基于预先存储的温度值与栅极电压的对应关系，确定末级GaN放大管的栅极温度对应的目标电压，进而调节末级GaN放大管的栅极电压为目标电压，实现了对GaN放大管栅极电压的温度补偿，从而能够保证GaN放大管在全温度范围内静态电流不变。
第四方面，本发明实施例提供一种电压调节装置，用于调节本发明实施例第二方面提供的信号收发装置中末级GaN放大管的栅极电压，包括：
采集单元，用于采集末级GaN放大管的栅极温度；
处理单元，用于基于预先存储的温度值与栅极电压的对应关系，确定末级GaN放大管的栅极温度对应的目标电压；
调节单元，用于调节末级GaN放大管的栅极电压为目标电压。
第五方面，本发明实施例提供一种电压调节设备，包括：至少一个处理器、至少一个存储器以及存储在存储器中的计算机程序指令，当计算机程序指令被处理器执行本发明实施例第三方面提供的电压调节方法。
第六方面，本发明实施例提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序指令，当计算机程序指令被处理器执行时实现本发明实施例第三方面提供的电压调节方法。
附图说明
图1为本发明实施例提供的GaN放大管的控制电路的结构示意图；
图2为本发明实施例提供的控制模块的结构示意图；
图3为本发明实施例提供的切换模块的结构示意图；
图4为本发明实施例提供的供电模块的结构示意图；
图5为本发明实施例提供的信号收发装置的结构示意图；
图6为本发明实施例提供的电压调节方法的示意流程图；
图7为本发明实施例提供的电压调节装置的结构示意图；
图8为本发明实施例提供的电压调节设备的结构示意图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明作进一步地详细描述，显然，所描述的实施例仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护范围。
如图1所示，本发明实施例提供的GaN放大管的控制电路，包括：供电模块10、切换模块12、以及与供电模块10和切换模块12相连接的控制模块11，其中，供电模块10，用于提供第一电压；切换模块12，用于提供控制向GaN放大管栅极供电的第二电压；控制模块11，用于根据第一电压与第二电压的关系，控制GaN放大管导通时栅极比漏极先上电，并控制GaN放大管关断时栅极比漏极后掉电。
具体实施时，若供电模块10提供的第一电压大于切换模块12提供的第二电压，控制模块11控制GaN放大管导通时栅极比漏极先上电，若供电模块10提供的第一电压小于切换模块12提供的第二电压，控制模块11控制GaN放大管关断时栅极比漏极后掉电。
如图2所示，控制模块11包括：第一电阻201、第二电阻202、第一开关元件203、第三电阻204、第四电阻205和第一运算放大器206，其中，
第一电阻201与第二电阻202串联连接在第一电源与第一开关元件203的集电极之间，GaN放大管的源极与第一电源相连，GaN放大管的栅极与第一电阻201和第二电阻202的中间节点相连接；
第三电阻204与第四电阻205串联连接在供电模块10与电源负极之间，第一运算放大器206的正相输入端与第三电阻204和第四电阻205的中间节点相连接，第一运算放大器206的反相输入端与切换模块12相连接，第一运算放大器206的输出端与第一开关元件203的基极相连接，第一开关元件203的发射极与电源负极连接。
其中，第一电源可以是+48V的电源，当然，也可以是其它电压值的电源，本发明实施例对此不做限定。
可选的，控制模块11还包括第五电阻207、第六电阻208和第一电容209，其中，第五电阻207连接在第一运算放大器206的输出端与第一开关元件203的基极之间，第六电阻208连接在第一运算放大器206的反相输入端与切换模块12之间，第一电容209连接在第一开关元件203的基极与电源负极之间。
如图3所示，切换模块12包括：第一支路3100、第二支路3200和第二电容3300，第一支路3100和第二支路3200的中间节点与控制模块11相连接，且第一支路3100和第二支路3200的中间节点通过第二电容3300与电源负极连接，其中，
第一支路3100，包括：第二运算放大器3101、第七电阻3102、第八电阻3103、电感组件3104、第九电阻3105、第三电容3106、第四电容3107及第十电阻3108，第二运算放大器3101的正相输入端通过第七电阻3102与电源负极连接，第二运算放大器3101、第八电阻3103、电感组件3104、第九电阻3105串联连接，第三电容3106连接在第一节点A1与电源负极之间，第四电容3107连接在第二节点A2与电源负极之间，第一节点A1为第八电阻3103与电感组件3104的连接节点，第二节点A2为第九电阻3105与电感组件3104的连接节点，第九电阻3105的一端与第二支路3200连接；
第二运算放大器3101的输出端与第八电阻3103的一端相连、且通过第十电阻3108与第二运算放大器3101的反相输入端相连，第二运算放大器3101的反相输入端连接控制GaN放大管的控制器；
第二支路3200包括：第十一电阻3201、第十二电阻3202、第二开关元件3203、第十三电阻3204、反相器3205及二极管3206，第十一电阻3201和第十二电阻3202串联连接在第二开关元件3203的栅极与电源负极之间，第二开关元件3203的漏极与第一支路3100连接，第二开关元件3203的源极通过第十三电阻3204与第二电源连接，反相器3205的输入端与控制TDD通信系统模式切换的控制器连接，反相器3205的输出端通过二极管3206与第十一电阻3201和第十二电阻3202的中间节点连接，二极管3206的阳极与反相器3205的输出端相连。
需要说明的是，第二电源可以是电压为-5V的电源，当然，在本发明其它实施例中，也可以是电压值为其它值的电源，本发明实施例对此不做限定。
如图4所示，供电模块10包括：负压转换模块401，负压转换模块401的输入端与第三电源连接，也可与GaN放大管的控制器连接，负压转换模块401的输出端与控制模块11连接。
其中，第三电源可以是电压为+5V的电源，当然，在本发明其它实施例中，也可以是电压值为其它值的电源，本发明实施例对此不做限定。
具体实施时，供电模块10将+5V电压转化为-5V，为GaN放大管栅极提供负压电源偏置，控制模块11中第一运算放大器206的正相输入端连接供电模块10提供的第一电压，第三电阻204与第四电阻205进行分压门限设置，该门限电压为GaN放大管的正常工作栅极电压，保证GaN放大管正常工作稳定性及温度补偿范围。
当电路刚上电时，第一电源和第二电源上电时间短，第一电源直接给控制模块11中的GaN放大管的源极上电，第二电源直接给切换模块12中的第二开关元件3203的源极供电，控制GaN放大管的控制器在上电后需要软件复位、数据配置等流程，产生延时。
当电路刚上电瞬间，第一运算放大器206正相输入端电压为设置的门限电压，该门限电压由供电模块10输出的第一电压经分压得到，第一运算放大器206的反相输入端的接入电压为切换模块12输出的第二电压，在控制GaN放大管的控制器输出控制电平之前，第二电压为不确定电压，默认为0V，因此，第一运算放大器206反相输入端的电压值大于正相输入端的电压值，第一运算放大器206输出低电平，使第一开关元件203关断，第一开关元件203的集电极为高电平，第一电阻201和第二电阻202不具有分压功能，此时GaN放大管的栅极未上电，GaN放大管不导通，GaN放大管的漏极未上电。
控制GaN放大管的控制器复位之后，输出负压电平，切换模块12中第二运算放大器3101的反相输入端的电压值小于正相输入端的电压值，第二运算放大器3101输出端输出-5V电压。
此种情况下，若TDD通信系统由上行链路模式切换为下行链路模式，则TDD通信系统模式切换的控制器输出高电平，切换模块12中第二支路3200中二极管3206为高阻抗状态，则第二开关元件3202为关断状态，切换模块12提供的第二电压值小于供电模块10提供的第一电压值，控制模块11中第一运算放大器206输出端输出高电平，第一开关元件203变为导通状态，第一电阻201和第二电阻202具有分压功能，使GaN放大管的栅极上电，负压值约为-18V，使GaN放大管导通，第一电源为GaN放大管的漏极供电，下行链路导通。
此种情况下，若TDD通信系统由下行链路模式切换为上行链路模式，TDD通信系统模式切换的控制器输出低电平，切换模块12中第二支路3200中二极管3206为低阻抗状态，则第二开关元件3202为导通状态，切换模块12提供的第二电压值大于供电模块10提供的第一电压值，控制模块11中第一运算放大器206输出端输出低电平，第一开关元件203关断，第一开关元件203的集电极为高电平，第一电阻201和第二电阻202不具有分压功能，GaN放大管不导通。
当电路掉电时，第一电源、第二电源和第三电源掉电时间短，控制模块11中的GaN放大管源极和漏极因第一电源掉电而直接掉电，切换模块12中的第二开关元件3203的源极因第二电源掉电而直接掉电，由于控制GaN放大管的控制器掉电速度慢，则第一电源、第二电源和第三电源掉电结束后控制GaN放大管的控制器仍在掉电过程中。在此过程中，控制模块11中的第一运算放大器206先掉电，第一运算放大器输出端输出低电平，第一开关元件203掉电，第一电阻201和第二电阻202不分压，GaN放大管的栅极掉电。
进一步地，本发明实施例提供的GaN放大管的控制电路中，GaN放大管的漏极可以通过并联连接的多个电阻组件与电源负极连接。如图2所示，GaN放大管的漏极通过并联连接的第十四电阻210、第十五电阻211和第十六电阻212与电源负极之间。
另外，本发明实施例还提供了一种信号收发装置，如图5所示，本发明实施例提供的信号收发装置，包括：下行发送链路5100、上行接收链路5200、以及信号收发模块5300，下行发送链路5100、上行接收链路5200和信号收发模块5300通过环形器5400连接，下行发送链路5100与环形器5400的第一接口1连接，信号收发模块5300与环形器5400的第二接口2连接，上行接收链路5200与环形器5400的第三接口3连接。
下行发送链路5100包括：前级放大管5101、推动级GaN放大管5102、末级GaN放大管5103以及本发明上述实施例提供的GaN放大管的控制电路5104，前级放大管5101、推动级GaN放大管5102以及末级GaN放大管5103串联连接，末级GaN放大管5103与环形器5400的第一接口1连接，GaN放大管的控制电路5104用于控制末级GaN放大管5103。
上行接收链路5200，包括串联连接的低噪声放大器LNA5202和切换开关5201，切换开关5202用于切换下行发送链路5100和上行接收链路5200的工作状态。
具体实施时，当控制TDD通信系统模式切换的控制器发出低电平信号，控制上行接收链路5200中的切换开关5201关断，并发出相反电平信号控制下行链路5100中前级放大管5101和上行链路5202中低噪声放大器5201，使下行链路5100中器件工作，上行链路5200中器件不工作，同时，控制TDD通信系统模式切换的控制器发出高电平信号，控制GaN放大管的控制电路5104中的切换模块12，向切换模块12中反相器3205输入高电平信号，反相器3205将高电平转换为低电平输入到二极管3206，二极管3206为高阻抗状态，第二开关元件3202为关断状态，切换模块12提供的第二电压值小于供电模块10提供的第一电压值，末级GaN放大管导通，下行链路导通。
反相器3205在输入电平切换的上升沿或下降沿，存在钳位电压，因此，反相器3205输入电平处于1.5V至3.6V时，反相器3205输出端的电平不稳定，需要二极管3206和第十二电阻3202保证第二开关元件3203的控制电平的稳定性，同时TDD通信系统中的GaN放大管栅压切换要求上升沿和下降沿满足小于2.5μs，保证栅压平滑稳定，避免自激震荡，所以在第二开关元件3203关断栅压的时间段内，由第八电阻3103、电感组件3104、第九电阻3105、第三电容3106和第四电容3107组成的滤波储能网络输出电压，以保证输出端的电压下降幅度不能太大，而经第九电阻3105的电压要求接近0V，所以第九电阻3105的阻值对TDD通信系统模式切换有关键性影响。第二开关元件3203为关断时，滤波储能网络经第九电阻3105在TDD通信模式切换时间内放电，使滤波储能网络电平降低，为维持滤波储能网络电平稳定，第八电阻3103的取值对滤波储能网络达到充放电荷平衡有关键性影响。因此，第八电阻3103和第九电阻3105的阻值可以预先根据上述要求进行配置。
当控制TDD通信系统模式切换的控制器发出高电平信号，控制上行接收链路5200中的切换开关5201闭合，并发出相反电平信号控制下行链路5100中前级放大管5101和上行链路5202中低噪声放大器5201，使下行链路5100中器件不工作，上行链路5200中器件工作。同时，控制TDD通信系统模式切换的控制器发出低电平信号，控制GaN放大管的控制电路5104中的切换模块12，向切换模块12中反相器3205输入低电平信号，反相器3205将低电平转换为高电平，二极管3206为低阻抗状态，第二开关元件3202为闭合状态，切换模块12提供的第二电压值大于供电模块10提供的第一电压值，末级GaN放大管关断，下行链路关断，上行链路导通。
控制TDD通信系统模式切换的控制器，通过输出电平信号不断地反复切换，控制上行链路器件和下行链路器件工作状态的切换，进而实现上下行链路不断地切换通信模式，实现TDD通信系统正常工作。
进一步地，信号收发装置还包括：温度传感器5500和控制器5600，温度传感器5500用于采集末级GaN放大管5103的栅极温度，并将采集到的温度值发送至控制器5600；控制器5600用于根据温度传感器5500采集到的温度值以及预先存储的温度值与栅极电压的对应关系，调节末级GaN放大器5103栅极的电压。
具体实施时，根据样机阶段的高低温试验采集GaN放大管的栅压随温度的变化关系，拟合温补曲线，编写程序写入控制GaN放大管的控制器中，根据温度传感器5500检测到的温度值，结合拟合温补曲线，确定控制GaN放大管的控制器输出电平大小，从而控制切换模块12输出的第二电压，从而实现自动补偿GaN的栅极电压的功能，其中，控制GaN放大管的控制器可以为MCU。
进一步地，末级GaN放大管5103可以为PMOS管或NMOS管。
进一步地，末级GaN放大管5103包括一个或多个GaN放大管，GaN放大管控制电路5104可以控制一个末级GaN放大管5103，也可以同时控制多个GaN放大管。另外，需要说明的是，GaN放大管控制电路5104也可同时控制推动级GaN放大管5102的关断和闭合。
基于相同的发明构思，本发明实施例还提供一种电压调节方法。
如图6所示，本发明实施例提供的电压调节方法，用于调节本发明实施例提供的上述信号收发装置中末级GaN放大管的栅极电压，其可以包括如下步骤：
步骤601：采集末级GaN放大管的栅极温度；
步骤602：基于预先存储的温度值与栅极电压的对应关系，确定末级GaN放大管的栅极温度对应的目标电压；
步骤603：调节末级GaN放大管的栅极电压为所述目标电压。
具体实施时，可利用温度传感器采集末级GaN放大管的栅极温度，采集到末级GaN放大管的栅极温度后，依照预先存储的温度值与栅极电压关系，确定末级GaN放大管栅极温度对应的目标电压，然后通过GaN放大管的控制电路，调节末级GaN放大管的栅极电压为该目标电压。
如图7所示，本发明实施例还提供一种电压调节装置，包括：采集单元701、处理单元702和调节单元703，采集单元701用于采集末级GaN放大管的栅极温度，处理单元702用于基于预先存储的温度值与栅极电压的对应关系，确定末级GaN放大管的栅极温度对应的目标电压，调节单元703用于调节所述末级GaN放大管的栅极电压为所述目标电压。
采集单元701可由温度传感器实现采集信息，处理单元702可由数字程序模块实现，如MCU，调节单元703可由可控输出电压的控制器实现。
另外，结合图6-图7描述的本发明实施例的电压调节方法和装置可以由电压调节设备来实现。图8示出了本发明实施例提供的电压调节设备的硬件结构示意图。
电压调节设备可以包括处理器801以及存储有计算机程序指令的存储器802。
具体地，上述处理器801可以包括中央处理器(CPU)，或者特定集成电路(Application Specific Integrated Circuit，ASIC)，或者可以被配置成实施本发明实施例的一个或多个集成电路。
存储器802可以包括用于数据或指令的大容量存储器。举例来说而非限制，存储器802可包括硬盘驱动器(Hard Disk Drive，HDD)、软盘驱动器、闪存、光盘、磁光盘、磁带或通用串行总线(Universal Serial Bus，USB)驱动器或者两个或更多个以上这些的组合。在合适的情况下，存储器802可包括可移除或不可移除(或固定)的介质。在合适的情况下，存储器802可在数据处理装置的内部或外部。在特定实施例中，存储器802是非易失性固态存储器。在特定实施例中，存储器802包括只读存储器(ROM)。在合适的情况下，该ROM可以是掩模编程的ROM、可编程ROM(PROM)、可擦除PROM(EPROM)、电可擦除PROM(EEPROM)、电可改写ROM(EAROM)或闪存或者两个或更多个以上这些的组合。
处理器801通过采集末级GaN放大管的栅极温度，读取并执行存储器802中存储的计算机程序指令，以实现上述实施例中的任意一种电压调节方法。
在一个示例中，电压调节设备还可包括通信接口803和总线810。其中，如图8所示，处理器801、存储器802、通信接口803通过总线810连接并完成相互间的通信。
通信接口803，主要用于实现本发明实施例中各模块、装置、单元和/或设备之间的通信。
总线810包括硬件、软件或两者，将电压调节设备的部件彼此耦接在一起。举例来说而非限制，总线可包括加速图形端口(AGP)或其他图形总线、增强工业标准架构(EISA)总线、前端总线(FSB)、超传输(HT)互连、工业标准架构(ISA)总线、无限带宽互连、低引脚数(LPC)总线、存储器总线、微信道架构(MCA)总线、外围组件互连(PCI)总线、PCI-Express(PCI-X)总线、串行高级技术附件(SATA)总线、视频电子标准协会局部(VLB)总线或其他合适的总线或者两个或更多个以上这些的组合。在合适的情况下，总线810可包括一个或多个总线。尽管本发明实施例描述和示出了特定的总线，但本发明考虑任何合适的总线或互连。
另外，结合上述实施例中的电压调节方法，本发明实施例可提供一种计算机可读存储介质来实现。该计算机可读存储介质上存储有计算机程序指令；该计算机程序指令被处理器执行时实现上述实施例中的任意一种电压调节方法。
本领域内的技术人员应明白，本发明的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本发明可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本发明可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器和光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。
本发明是参照根据本发明实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。
这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。
这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。
显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。
Claims (14)
1.一种GaN放大管的控制电路，用于控制时分复用TDD通信系统下行发送链路的末级GaN放大管，其特征在于，包括：供电模块、切换模块、以及与所述供电模块和所述切换模块相连接的控制模块，其中，
所述供电模块，用于提供第一电压；
所述切换模块，用于提供控制向所述GaN放大管栅极供电的第二电压；
所述控制模块，用于根据所述第一电压与所述第二电压的关系，控制所述GaN放大管导通时栅极比漏极先上电，并控制所述GaN放大管关断时栅极比漏极后掉电。
2.根据权利要求1所述的电路，其特征在于，所述控制模块，包括：第一运算放大器、第一电阻、第二电阻、第三电阻、第四电阻、以及第一开关元件，其中，
所述第一电阻与所述第二电阻串联连接在第一电源与所述第一开关元件的集电极之间，所述GaN放大管的源极与第一电源相连，所述GaN放大管的栅极与所述第一电阻和所述第二电阻的中间节点相连接；
所述第三电阻与所述第四电阻串联连接在所述供电模块与电源负极之间，所述第一运算放大器的正相输入端与所述第三电阻和所述第四电阻的中间节点相连接，所述第一运算放大器的反相输入端与所述切换模块相连接，所述第一运算放大器的输出端与所述第一开关元件的基极相连接，所述第一开关元件的发射极与电源负极连接。
3.根据权利要求2所述的电路，其特征在于，所述控制模块，还包括：第五电阻、第六电阻和第一电容，所述第五电阻连接在所述第一运算放大器的输出端与所述第一开关元件的基极之间，所述第六电阻连接在所述第一运算放大器的反相输入端与所述切换模块之间，所述第一电容连接在所述第一开关元件的基极与电源负极之间。
4.根据权利要求1所述的电路，其特征在于，所述切换模块，包括：第一支路和第二支路，所述第一支路和所述第二支路的中间节点与所述控制模块相连接，且所述第一支路和所述第二支路的中间节点通过第二电容与电源负极连接，其中，
所述第一支路，包括：第二运算放大器、第七电阻、第八电阻、第九电阻、第十电阻、第三电容、第四电容及电感组件，所述第二运算放大器、所述第八电阻、所述电感组件、所述第九电阻串联连接，所述第三电容连接在第一节点与电源负极之间，所述第四电容连接在第二节点与电源负极之间，所述第一节点为所述第八电阻与所述电感组件的连接节点，所述第二节点为所述第九电阻与所述电感组件的连接节点，所述第九电阻的一端与所述第二支路连接；
所述第二运算放大器的正相输入端通过所述第七电阻与电源负极连接，所述第二运算放大器的输出端与所述第八电阻的一端相连、且通过所述第十电阻与所述第二运算放大器的反相输入端相连，所述第二运算放大器的反相输入端连接控制所述GaN放大管的控制器；
所述第二支路，包括：反相器、二极管、第十一电阻、第十二电阻、第十三电阻及第二开关元件，所述第二开关元件的漏极与所述第一支路连接，所述第二开关元件的源极通过所述第十三电阻与第二电源连接，所述第十一电阻和所述第十二电阻串联连接在所述第二开关元件的栅极与电源负极之间，所述反相器的输入端与控制所述TDD通信系统模式切换的控制器连接，所述反相器的输出端通过所述二极管与所述第十一电阻和所述第十二电阻的中间节点连接，所述二极管的阳极与所述反相器的输出端相连。
5.根据权利要求1所述的电路，其特征在于，所述供电模块，包括：负压转换模块，所述负压转换模块的输入端与第三电源连接，所述负压转换模块的输出端与所述控制模块连接。
6.根据权利要求1所述的电路，其特征在于，所述GaN放大管的漏极通过并联连接的多个电阻组件与电源负极连接。
7.一种信号收发装置，其特征在于，包括：下行发送链路、上行接收链路以及信号收发模块，所述下行发送链路、所述上行接收链路和所述信号收发模块通过环形器连接，所述下行发送链路与所述环形器的第一接口连接，所述信号收发模块与所述环形器的第二接口连接，所述上行接收链路与所述环形器的第三接口连接，其中，
所述下行发送链路，包括：前级放大管、推动级GaN放大管、末级GaN放大管以及如权利要求1-6中任一项所述的GaN放大管的控制电路，所述前级放大管、所述推动级GaN放大管以及所述末级GaN放大管串联连接，所述末级GaN放大管与所述环形器的第一接口连接，所述GaN放大管的控制电路用于控制所述末级GaN放大管；
所述上行接收链路，包括串联连接的切换开关和低噪声放大器LNA，所述切换开关用于切换所述下行发送链路和所述上行接收链路的工作状态。
8.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，所述装置还包括：温度传感器和控制器，其中，
所述温度传感器，用于采集所述末级GaN放大管的栅极温度，并将采集到的温度值发送至所述控制器；
所述控制器，用于根据所述温度传感器采集到的温度值以及预先存储的温度值与栅极电压的对应关系，调节所述末级GaN放大器栅极的电压。
9.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，所述末级GaN放大管为PMOS管或NMOS管。
10.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，所述末级GaN放大管包括一个或多个GaN放大管。
11.一种电压调节方法，用于调节如权利要求7-10中任一项所述的信号收发装置中末级GaN放大管的栅极电压，其特征在于，包括：
采集所述末级GaN放大管的栅极温度；
基于预先存储的温度值与栅极电压的对应关系，确定所述末级GaN放大管的栅极温度对应的目标电压；
调节所述末级GaN放大管的栅极电压为所述目标电压。
12.一种电压调节装置，用于调节如权利要求7-10中任一项所述的信号收发装置中末级GaN放大管的栅极电压，其特征在于，包括：
采集单元，用于采集所述末级GaN放大管的栅极温度；
处理单元，用于基于预先存储的温度值与栅极电压的对应关系，确定所述末级GaN放大管的栅极温度对应的目标电压；
调节单元，用于调节所述末级GaN放大管的栅极电压为所述目标电压。
13.一种电压调节设备，其特征在于，包括：至少一个处理器、至少一个存储器以及存储在所述存储器中的计算机程序指令，当所述计算机程序指令被所述处理器执行时，实现如权利要求11所述的方法。
14.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序指令，其特征在于，当所述计算机程序指令被处理器执行时，实现如权利要求11所述的方法。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| TA01 | Transfer of patent application right | ||
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Effective date of registration: 20200108 Address after: 510663 Shenzhou Road 10, Guangzhou Science City, Guangzhou economic and Technological Development Zone, Guangzhou, Guangdong Applicant after: COMBA TELECOM SYSTEMS (CHINA) Ltd. Address before: 510663 Shenzhou Road, Guangzhou Science City, Guangzhou economic and Technological Development Zone, Guangdong, 10 Applicant before: COMBA TELECOM SYSTEMS (CHINA) Ltd. Applicant before: COMBA TELECOM SYSTEMS (GUANGZHOU) Ltd. Applicant before: COMBA TELECOM TECHNOLOGY (GUANGZHOU) Ltd. Applicant before: TIANJIN COMBA TELECOM SYSTEMS Ltd. |
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| CB02 | Change of applicant information | ||
| CB02 | Change of applicant information |
Address after: 510663 Shenzhou Road 10, Guangzhou Science City, Guangzhou economic and Technological Development Zone, Guangzhou, Guangdong Applicant after: Jingxin Network System Co.,Ltd. Address before: 510663 Shenzhou Road 10, Guangzhou Science City, Guangzhou economic and Technological Development Zone, Guangzhou, Guangdong Applicant before: COMBA TELECOM SYSTEMS (CHINA) Ltd. |
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| GR01 | Patent grant | ||
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