CN201623690U - 一种tdd射频放大器栅压控制电路 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供了一种TDD射频放大器栅压控制电路，该电路包括：温度传感器，微控制单元，逻辑门；所述温度传感器将测试到的射频放大器所处的环境温度转换成对应的电信号，并将该电信号传送给所述微控制单元；微控制单元查询预存储的栅压数据表获得所述电信号所对应的栅压值，并输送对应的栅压给所述开关切换电路的供电端，所述开关切换电路的输入端接收第一开关控制信号，输出端输出与所述第一开关控制信号时序相同的第二开关控制信号至所述射频放大器的栅极，该第二开关控制信号的高电平对应所述逻辑门供电端输入的栅压。本实用新型能够对高低温下的栅压进行更精确的控制，从而保证射频放大器的静态工作电流或射频性能稳定。
Description
技术领域
本实用新型涉及无线通信技术领域，尤其是指一种TDD射频放大器栅压控制电路。
背景技术
随着移动通信技术的发展，TDD工作制式的通信技术也越来越多，应用也越来越广泛。功率放大器作为系统发射链路的末端，也随之有了很大的发展。同时，由于TDD工作方式的特殊性，总是采用对放大管栅压进行开关控制的方式，以达到提高系统隔离度以及降低系统功耗等目的。
LDMOS管是专为射频功放放大管设计的改进型N沟道MOSFET，在工作点附近具有正的温度特性，即在一定的栅压下，当工作温度升高时，其静态电流升高，当工作温度降低时，其静态电流降低。一般的，当LDMOS管热沉温度从20度升高到100度时，其静态工作电流变化140％；当温度降低至0度时，变化量也有30％。静态工作电流变化会影响系统的增益、效率和线性等指标。因此在工作过程中维持功率管的静态工作电流稳定是功放板设计的关键点之一。
现有的一种TDD射频大功率LDMOS放大器栅压控制电路通过温度来自适应调节放大器的栅压，从而维持功率管的静态工作电流稳定；其中的栅压温补电路使用模拟电路来实现，这种电路存在适应性差，无法对高低温下的栅压进行精确的控制。
实用新型内容
本实用新型提供一种TDD射频放大器栅压控制电路，其能够对高低温下的栅压进行更精确的控制，从而保证射频放大器的静态工作电流稳定。
本实用新型一种TDD射频放大器栅压控制电路，包括：温度传感器、与该温度传感器连接的微控制单元、与所述微控制单元连接的开关切换电路，所述开关切换电路的输出端与射频放大器的栅极连接；所述温度传感器将测试到的射频放大器所处的环境温度转换成对应的电信号，并将该电信号传送给所述微控制单元；微控制单元查询预存储的栅压数据表，获得所述电信号所对应的栅压值，并输送对应的栅压给所述开关切换电路的供电端，开关切换电路的输入端输入第一开关控制信号，开关切换电路的输出端输出与所述第一开关控制信号时序相同的第二开关控制信号至所述射频放大器的栅极，该第二开关控制信号的高电平对应所述开关切换电路供电端输入的栅压。
具体地，所述开关切换电路可以是逻辑门，也可以是场效应管FET。
具体地，该电路还包括射极跟随器连接于所述微控制单元与所述逻辑门之间，所述射极跟随器接收所述微控制单元输出的栅压并进行信号隔离；射极跟随器再将所述栅压传送给所述逻辑门的供电端。射极跟随器可以将其输入信号与其输出信号进行隔离，避免出现输出负载发生变化导致信号出现异常；具体地，即保证生成的栅压不会因不同的负载出现不同的波形状态。
更具体地，该电路还包括滤波电路连接于所述射极跟随器与所述逻辑门之间，所述滤波电路用于将所述射极跟随器输出的栅压中存在的杂散信号加以滤除，并对栅压进行整形。
所述微控制单元中预存储的栅压数据表是根据所述射频放大器的栅压温度特性得来的；该栅压数据表中代表不同温度的电压值与不同的栅压值一一对应。
所述射频放大器的栅极与所述逻辑门之间还并连有滤波电容，用于对逻辑门输出端输出的第二开关控制信号进行滤波整形；该逻辑门可以选用逻辑或门。
由于本实用新型通过使用微控制单元根据环境温度获得对应的栅压，从而对高低温下射频放大管的栅压进行更精确的控制，保证了射频放大器的静态工作电流或者射频性能维持稳定。
附图说明
附图1为本实用新型一种TDD射频放大器栅压控制电路在一种实施方式中的结构框图；
附图2为本实用新型一种TDD射频放大器栅压控制电路在另一种实施方式中的结构框图；
附图3为图2中TDD射频放大器栅压控制电路的详细电路连接图。
具体实施方式
参考图1，本实用新型一种TDD射频放大器栅压控制电路中至少包括如下部分：温度传感器1，MCU微控制单元2，开关切换电路3，射频放大器4；其中，温度传感器1将测试到的射频放大器4所处的环境温度转换成对应的模拟电压值，并经过所述微控制单元2的模数转换接口转换成数字电压值；微控制单元2查询预存储的栅压数据表，获得所述数字电压值所对应的栅压输送给所述开关切换电路3的供电端，开关切换电路3的输入端输入第一开关控制信号，开关切换电路3的输出端输出第二开关控制信号至所述射频放大器4的栅极，该第二开关控制信号的高电平对应开关切换电路3供电端输入的栅压。
当然，温度传感器也可以是数字温度传感器，其可以直接将环境温度转换输出对应的数字电压，这样就不需要经过模数转换接口可以直接传送给微控制单元了。开关切换电路可以是逻辑门，也可以是场效应管FET。
本实用新型根据微控制单元中预存储的栅压数据表，获得当前环境温度所对应的栅压值，并将该获得的栅压加到射频放大器的栅极，这样做使得控制精度更高；从而对高低温下射频放大管的栅压进行更精确的控制，保证了射频放大器的静态工作电流维持稳定。在所述的栅压数据表中，环境温度一般每隔一度对应一个栅压值，例如：环境温度在20度时对应的栅压为X1mv，环境温度在21度时对应的栅压为X2mv，环境温度在22度时对应的栅压为X3mv......；栅压精度是由MCU中的DA位数决定的，比如栅压控制精度要求小于1mv，就要选择12位的DA；如果要控制精度小于5mv，则可以选择10位DA。具体应用中，需要针对不同的精度需求，选择合适的DA位数。
图2是本实用新型一种TDD射频放大器栅压控制电路的一种最佳实施方式，其在图1中加入了射极跟随器5和滤波电路6；其中射极跟随器连接于微控制单元2的输出端，射极跟随器接收微控制单元2输出的栅压并进行信号隔离；射极跟随器再将栅压传送给滤波电路6，用以将射极跟随器输出的栅压中存在的杂散信号加以滤除；然后再把滤波后的栅压传送给逻辑或门3的供电端。其中射极跟随器5可以将其输入信号与其输出信号进行隔离，避免出现输出负载发生变化导致信号出现异常；具体地，即保证生成的栅压不会因不同的负载出现不同的波形状态。
具体地，上述图2的一种TDD射频放大器栅压控制电路的具体电路图参考图3，温度传感器1将实测的环境温度转换成模拟电压，然后经MCU的模数转换口(ADC0)传送到MCU微控制单元2内部，MCU微控制单元2依据栅压随温度变化制作的数据表，获得对应的数字栅压，经数模转换口(DAC0)转换成相应的模拟栅压提供给射极跟随器5；然后通过滤波电路6送到逻辑或门3(或其它的逻辑门电路)的供电端。在逻辑或门的一个输入端加入TDD开关切换信号(即上述的第一开关控制信号)，从而控制逻辑或门输出时序上相同的第二开关控制信号，该第二开关控制信号的高电平对应逻辑或门供电端输入的栅压；第二开关控制信号加到射频放大管4的栅极，控制放大管4射频信号的导通与关断；这样就实现了高低温情况下的栅压自适应补偿，从而保证了射频放大器的静态工作电流维持稳定。
由于射频放大器4大多采用LDMOS管，其温度特性如下：在静态工作电流一定的情况下，当温度升高时，栅极偏置电压需要降低，当温度降低时，栅极偏置电压需要升高；根据LDMOS管的该温度特性，通过现有的实验测试计算获得在静态工作电流一定的情况下，不同温度值时LDMOS管对应所需的栅压值，制作成一张数据表格存储到MCU微控制单元中；显然地，由于不同的射频放大管有不同的温度特性，所以制作出的数据表格也会不同。由于通过数据表获取当前温度所对应的栅压，这样得到的栅压更接近射频放大管此时所需要的栅压，从而更精确的控制射频放大管的工作状态，使得射频放大管的静态工作电流维持稳定。
参考图3，射频放大管3的栅极输入有射频信号，射频信号通过一个隔直电容输入至栅极，逻辑或门输出的第二开关控制信号通过滤波电容C6和C7滤波后加到射频放大管3的栅极以控制射频放大管3的导通与关断；射频放大管3的漏极通过三个滤波电容与直流电源相连，同时在漏极连接有射频信号输出端；射频放大管3的原极接地。
MCU微控制单元DAC0端口输出的栅压经过一个下拉电阻，可确保开电瞬间不出现损坏器件；滤波电路6是由电容、电感组成的∏型滤波电路，其可滤除低频杂散和纹波等。
与现有的实现方法相比，本实用新型克服了控制精度差、无法实现任意温补曲线等缺陷。
因此，本实用新型在所有TDD制式的射频放大管栅压控制中，特别是针对高低温控制精度要求较高的功放中，都可以有良好的应用前景。
以上所述的本实用新型实施方式，并不构成对本实用新型保护范围的限定。任何在本实用新型的精神和原则之内所作的修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的权利要求保护范围之内。
Claims (10)
1.一种TDD射频放大器栅压控制电路，其特征在于，该电路包括：温度传感器、与该温度传感器连接的微控制单元、与所述微控制单元连接的开关切换电路，所述开关切换电路的输出端与所述射频放大器的栅极连接；
所述温度传感器将测试到的射频放大器所处的环境温度转换成对应的电信号，并将该电信号传送给所述微控制单元；微控制单元查询预存储的栅压数据表获得所述电信号所对应的栅压值，并输送对应的栅压给所述开关切换电路的供电端，所述开关切换电路的输入端接收第一开关控制信号，输出端输出与所述第一开关控制信号时序相同的第二开关控制信号至所述射频放大器的栅极，该第二开关控制信号的高电平对应所述逻辑门供电端输入的栅压。
2.如权利要求1所述的TDD射频放大器栅压控制电路，其特征在于：所述开关切换电路是逻辑门。
3.如权利要求1所述的TDD射频放大器栅压控制电路，其特征在于：所述开关切换电路是场效应管FET。
4.如权利要求2所述的TDD射频放大器栅压控制电路，其特征在于：该电路还包括射极跟随器连接于所述微控制单元与所述逻辑门之间，所述射极跟随器接收所述微控制单元输出的栅压并进行信号隔离；射极跟随器再将所述栅压传送给所述逻辑门的供电端。
5.如权利要求4所述的TDD射频放大器栅压控制电路，其特征在于：该电路还包括滤波电路连接于所述射极跟随器与所述逻辑门之间，所述滤波电路用于将所述射极跟随器输出的栅压中存在的杂散信号加以滤除。
6.如权利要求5所述的TDD射频放大器栅压控制电路，其特征在于：所述微控制单元中预存储的栅压数据表是根据所述射频放大器的栅压温度特性得来的；该栅压数据表中代表不同温度的电信号的电压值与不同的栅压值一一对应。
7.如权利要求6所述的TDD射频放大器栅压控制电路，其特征在于：所述温度传感器输出的电信号为模拟电压，所述微控制单元的输入端还包括模数转换端口，输出端还包括数模转换端口；
该模拟电压经过所述微控制单元的模数转换端口转换成所述数字电压值；微控制单元查询预存储的栅压数据表，获得所述数字电压值所对应的栅压值，该栅压值通过所述数模转换端口转换成模拟栅压信号输送给所述逻辑门的供电端。
8.如权利要求6所述的TDD射频放大器栅压控制电路，其特征在于：所述温度传感器为数字温度传感器，所述微控制单元的输出端还包括数模转换端口；温度传感器输出的电信号为数字电压，微控制单元查询预存储的栅压数据表，获得该数字电压所对应的栅压值，该栅压值通过所述数模转换端口转换成模拟栅压信号输送给所述逻辑门的供电端。
9.如权利要求7或8所述的TDD射频放大器栅压控制电路，其特征在于：所述射频放大器的栅极与所述逻辑门之间还并连有滤波电容，用于对逻辑门输出端输出的第二开关控制信号进行滤波整形。
10.如权利要求9所述的TDD射频放大器栅压控制电路，其特征在于：所述逻辑门是逻辑或门。
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