CN201663698U - 一种功率检测电路 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种功率检测电路，以解决现有技术中多频段移动终端中功率检测电路通用性以及兼容性较差的问题。该检测电路包括射频单元、检波器、主控制器以及多个支路，该多个支路分别与多个频段一一对应，其中：所述多个支路的输入端均与所述射频单元连接，所述多个支路的输出单元均与所述检波器连接，所述主控制器连接在所述射频单元与所述检波器之间；所述多个支路并联连接；针对所述多个支路中的每一个支路，包括输入端与所述射频单元的输出端相连接的功率放大器、输入端与所述功率放大器的输出端相连接的耦合器；耦合器的耦合输出端口与所述检波器相连接。采用本实用新型提供的功率检测电路提高了功率检测的通用性与兼容性。

Description

一种功率检测电路

技术领域

本实用新型涉及移动通信领域，尤其涉及一种用于改善移动终端中功率检测电路兼容性的功率检测电路。

背景技术

在CDMA(Code Division Multiple Access码分多址)移动通信系统中，由于多个用户使用同一频率，因此，每一个用户对与该用户处于同一蜂窝或相邻蜂窝内的其它用户来说为干扰源，控制各移动台的功率是实现系统最大容量的关键。

目前，为降低移动台间的干扰，最主要的方式为：将移动台的发射功率控制在合适的功率值，以使基站接收到的每一个用户的信号强度基本一致，继而降低移动台之间的干扰。在CDMA系统中，功率控制通过开环功率控制和闭环调整来实现；在移动终端中主要通过功率放大器的AGC(Automatic GainControl，自动增益控制)电路和功率检测电路来实现功率控制。

在移动终端中，功率检测电路对耦合器耦合到的一部分射频输出功率进行检波；将检波处理之后的射频信号转换为电压信号并反馈给射频主芯片；射频主芯片通过功率放大器的AGC来调整输出的射频功率的大小。

目前，移动终端通常包含有多个频段，需要对每一个频段发射支路的输出功率进行检测并反馈到主控制器。下面以具有三频段的移动终端为例对现有的功率检测电路进行详细的描述。

在电路结构方面，移动终端的功率检测电路如图1所示，图1中，每一个频段对应一支路(如第一频段对应支路1，第二频段对应支路2，第三频段对应支路3)，其中：支路1包括第一功率放大器12(即图1中的PA1)、与该第一功率放大器12串联连接的第一耦合器15；支路2包括第二功率放大器13(即图1中的PA2)、与该第二功率放大器13串联连接的第二耦合器16；支路3包括第三功率放大器14(即图1中的PA3)、与该第三功率放大器串联连接的第三耦合器17；第一耦合器15、第二耦合器16以及第三耦合器17串联连接。耦合器包括四个端口，且该四个端口上、下、左、右具有对称性，可以互换位置，其中：端口1到端口3为直通输出端口，发射功率从直通输出端口发射至天线端口；端口1到端口2为耦合输出端口，端口2可以耦合端口1的部分射频功率；端口4为50欧姆的负载端口。

在信号流处理方面，支路1、支路2以及支路3在不同的时间接收射频信号，如：在第一时间，射频单元11将第一射频信号发送给第一功率放大器12；第一功率放大器12将放大后的射频信号发送至第一耦合器15；第一耦合器15将耦合得到的部分射频功率通过第二耦合器16与第三耦合器17发送至检波器18；检波器18对接收到的部分射频功率进行检测，若接收到的部分射频功率超出检波器18对应的线性度范围时，重新选取耦合器，依此，直到检波器18接收到的射频功率在检波器18对应的线性度范围；检波器18将接收到的射频信号转换成电压信号，并将电压信号发送至主控制器19；主控制器19根据该电压信号的大小通过增益控制以及发射功率线性化来控制射频单元11的输出功率；射频单元11调整第一射频信号的发射功率，并通过第一耦合器15的直通输出端口输出至天线端口。

同理，在第二时间，射频单元11将第二射频信号发送给第二功率放大器13；第二功率放大器13将放大后的射频信号发送至第二耦合器16；第二耦合器16将耦合得到的部分射频功率通过第三耦合器17发送至检波器18；检波器18对接收到的部分射频功率进行检测，若接收到的部分射频功率超出检波器18对应的线性度范围时，重新选取耦合器，依此，直到检波器18接收到的射频功率在检波器18对应的线性度范围；检波器18将接收到的射频信号转换成电压信号，并将电压信号发送至主控制器19；主控制器19根据该电压信号的大小通过增益控制以及发射功率线性化来控制射频单元11的输出功率；射频单元11调整第二射频信号的发射功率，并通过第二耦合器16的直通输出端口输出至天线端口。

同理，在第三时间，射频单元11将第三射频信号发送给第三功率放大器14；第三功率放大器14将放大后的射频信号发送至第三耦合器17；第三耦合器17将耦合得到的部分射频功率发送至检波器18；检波器18对接收到的部分射频功率进行检测，若接收到的部分射频功率超出检波器18对应的线性度范围时，重新选取耦合器，依此，直到检波器18接收到的射频功率在检波器18对应的线性度范围；检波器18将接收到的射频信号转换成电压信号，并将电压信号发送至主控制器19；主控制器19根据该电压信号的大小通过增益控制以及发射功率线性化来控制射频单元11的输出功率；射频单元11调整第三射频信号的发射功率，并通过第三耦合器17的直通输出端口输出至天线端口。

采用现有的频率检测电路，存在以下缺陷：由于第一耦合器15耦合输出端口输出的射频信号需要通过第二耦合器16、第三耦合器17才能达到检波器18；第二耦合器16耦合输出端口输出的射频信号也需要通过第三耦合器17才能达到检波器，因此，后续在投入到CDMA系统中需要移动终端从三频段移动终端简化为双频段或单频段的移动终端时，还需要保留其他频段支路的器件，存在功率检测电路的通用性较差、对多频段电路切换的兼容性较差的问题。

实用新型内容

本发明提供一种功率检测电路，以提高多频段移动终端中功率检测电路通用性以及兼容性。

一种功率检测电路，包括射频单元、检波器、主控制器以及多个支路，该多个支路分别与多个频段一一对应，其中：所述多个支路的输入端均与所述射频单元连接，所述多个支路的输出单元均与所述检波器连接，所述主控制器连接在所述射频单元与所述检波器之间；

所述多个支路并联连接；

针对所述多个支路中的每一个支路，包括输入端与所述射频单元的输出端相连接的功率放大器、输入端与所述功率放大器的输出端相连接的耦合器；耦合器的耦合输出端口与所述检波器相连接。

本实用新型实施例中，每个频段所对应的支路之间独立，各支路的耦合器的耦合端口输出的射频信号可以直接发送给检波器，不需要通过其他支路的耦合器来发送给检波器，因此，采用本实用新型的功率检测电路，在需要将包含有多个频段的移动终端简化为频段数目更少的移动终端时，直接将该移动终端中不需要的频段对应的支路拆除即可，不需要保留不需要频段对应的支路，因此，与现有技术相比，本实用新型实施例提高了功率检测电路的通用性与兼容性。

附图说明

图1为现有技术中功率检测电路的结构示意图；

图2为本实用新型实施例中应用于移动终端为三频电路的功率检测电路的结构示意图之一；

图3为本实用新型实施例中应用于移动终端为三频电路的功率检测电路的结构示意图之二；

图4为本实用新型实施例中应用于移动终端为双频电路的功率检测电路的结构示意图；

图5为本实用新型实施例中应用于移动终端为单频电路的功率检测电路的结构示意图；

图6为本实用新型实施例中具有三频段移动终端在进行功率检测时，三支路的电阻的等效连接图；

图7为本实用新型实施例中具有双频段移动终端在进行功率检测时，两支路的电阻的等效连接图；

图8为本实用新型实施例中具有单频段移动终端在进行功率检测时，一支路的电阻的等效连接图。

具体实施方式

针对现有技术中存在的上述技术问题，本实用新型实施例提供一种功率检测电路，该电路结构包括射频单元、检波器、主控制器以及多个支路，该多个支路分别与多个频段一一对应，其中：所述多个支路的输入端均与所述射频单元连接，所述多个支路的输出单元均与所述检波器连接，所述主控制器连接在所述射频单元与所述检波器之间；所述多个支路并联连接；针对所述多个支路中的每一个支路，包括输入端与所述射频单元的输出端相连接的功率放大器、输入端与所述功率放大器的输出端相连接的耦合器；耦合器的耦合输出端口与所述检波器相连接。由于本实用新型实施例中，各支路对应的耦合器为并联连接，各支路的耦合器为独立的，因此，各支路的耦合器的耦合输出端口输出的射频信号并不依赖其他支路的耦合器，从而使得，在后续需要将包含有所述多支路的移动终端简化为更少支路的移动终端时，可直接将不需要的频段对应的支路拆除即可，操作非常简单，通用性较强。

下面结合说明书附图对本实用新型技术方案进行详细的描述。

参见图2，为本实用新型实施例中具有三频段的移动终端的功率检测电路的结构示意图。该功率检测电路包括射频单元20、与第一频段对应的第一支路21、与第二频段对应的第二支路22、与第三频段对应的第三支路23、检波器24以及主控制器25，其中：

在电路结构方面，包括：

第一支路21、第二支路22以及第三支路23之间为并联连接；

第一支路21包括第一功率放大器211(即图2中的PA1)、与第一功率放大器211串联连接的第一耦合器212，第一耦合器212的耦合输出端口与检波器24连接，第一耦合器212的直通输出端口与天线端口连接；

第二支路22包括第二功率放大器221(即图2中的PA2)、与第二功率放大器221串联连接的第二耦合器222，第二耦合器222的耦合输出端口与检波器24连接，第二耦合器222的直通输出端口与天线端口连接；

第三支路23包括第三功率放大器231(即图2中的PA3)、与第三功率放大器231串联连接的第三耦合器232，第三耦合器232的耦合输出端口与检波器24连接，第三耦合器232的直通输出端口与天线端口连接；

主控制器25连接在射频单元20与检波器24之间。

在信号流的处理方面包括：

在第一时间，射频单元20将第一射频信号(该射频信号的频率在第一频段)发送给第一功率放大器211；第一功率放大器211将放大后的射频信号发送至第一耦合器212；第一耦合器212将耦合得到的部分射频功率发送至检波器24；检波器24对接收到的部分射频功率进行检测，若接收到的部分射频功率超出检波器24对应的线性度范围时，重新选取耦合器，依此，直到检波器24接收到的射频功率在检波器24对应的线性度范围为止；检波器24将接收到的射频信号转换成电压信号，并将电压信号发送至主控制器25；主控制器25根据该电压信号的大小通过增益控制以及发射功率线性化来控制射频单元20的输出功率；射频单元20调整第一射频信号的发射功率，并通过第一耦合器212的直通输出端口3输出至天线端口。

同理，在第二时间，射频单元20将第二射频信号(该射频信号的频率在第二频段)发送给第二功率放大器221；第二功率放大器221将放大后的射频信号发送至第二耦合器222；第二耦合器222将耦合得到的部分射频功率发送至检波器24；检波器24对接收到的部分射频功率进行检测，若接收到的部分射频功率超出检波器24对应的线性度范围时，重新选取耦合器，依此，直到检波器24接收到的射频功率在检波器24对应的线性度范围为止；检波器24将接收到的射频信号转换成电压信号，并将电压信号发送至主控制器25；主控制器25根据该电压信号的大小通过增益控制以及发射功率线性化来控制射频单元20的输出功率；射频单元20调整第二射频信号的发射功率，并通过第二耦合器222的直通输出端口3输出至天线端口。

同理，在第三时间，射频单元20将第三射频信号(该射频信号的频率在第三频段)发送给第三功率放大器231；第三功率放大器231将放大后的射频信号发送至第三耦合器232；第三耦合器232将耦合得到的部分射频功率发送至检波器24；检波器24对接收到的部分射频功率进行检测，若接收到的部分射频功率超出检波器24对应的线性度范围时，重新选取耦合器，依此，直到检波器24接收到的射频功率在检波器24对应的线性度范围为止；检波器24将接收到的射频信号转换成电压信号，并将电压信号发送至主控制器25；主控制器25根据该电压信号的大小通过增益控制以及发射功率线性化来控制射频单元20的输出功率；射频单元20调整第三射频信号的发射功率，并通过第三耦合器232的直通输出端口3输出至天线端口。

检波器检测耦合器耦合输出端口输出的射频功率是否在检波器对应的线性度范围内，具体如下：针对某一支路，将该支路中功率放大器的输出功率设为第一功率，将该支路中的耦合器的耦合输出端输出的射频信号功率设为第二功率；检波器将第一功率减去第二功率得到的差值设为第三功率，若第三功率落在该检波器对应的线性区间内时，则当前选取的耦合器是符合要求的耦合器；若第三功率没有落在该检波器对应的线性区间时，则表明当前选取的耦合器为不合符合要求的耦合器，选取符合要求的耦合器。

主控器根据接收到的电压信号的大小，通过增益控制以及发射功率线性化来控制射频单元的输出功率，具体为：针对某一支路，预先建立与该支路对应的线性化列表，该线性化列表存储有多组射频单元发射到该支路的射频信号功率与功率检测器输出的电压信号的电压值的对应关系，如：射频单元依次发送射频信号功率分别为功率P1、P2、P3...Pn，在该种情况下，功率检测器依次输出的电压信号的电压值分别为V1、V2、V3...Vn，建立多组对应关系P1---V1、P2---V2、P3---V3...Pn---Vn，并将该多组对应关系存储至与该支路对应的线性化列表中。

较佳地，为保证各支路的耦合输出阻抗匹配，本实用新型实施例中，在各支路的耦合器的耦合输出端串联一个电阻之后，再与检波器连接，如图3所示，在第一耦合器212的耦合输出端串联第一电阻R1，在第二耦合器222的耦合输出端串联第二电阻R2，在第三耦合器232的耦合输出端串联第三电阻R3；电阻R1、R2、R3分别通过R4连接至检波器24。

针对耦合器串联有相应电阻之后连接至检波器的情况，检波器检测耦合器耦合输出端口输出的射频功率是否在检波器对应的线性度范围内，具体如下：针对某一支路，将该支路中功率放大器的输出功率设为第一功率P1，将该支路中的耦合器的耦合输出端输出的射频信号功率设为第二功率P2，将与耦合器串联的电阻带来的衰减功率设为第三功率P3；检波器将(P1-P2-P3)设为第四功率P4，若P4落在该检波器对应的线性区间内时，则当前选取的耦合器是符合要求的耦合器；若P4没有落在该检波器对应的线性区间时，则表明当前选取的耦合器为不合符合要求的耦合器，选取符合要求的耦合器。以第一支路21为例：检波器24的线性区间为[-7dB，4dB]，第一功率放大器211输出的射频信号功率范围为[16dB，28dB]，新增加的电阻R1、R2、R3以及R4带来的衰减为6dB；若使得第一功率放大器211输出的功率减去电阻带来的衰减再减去第一耦合器212的耦合输出功率得到的差值在所述检波器24的线性区间，则可确定出耦合度为17dB的耦合器是符合要求的，因此，第一耦合器212为耦合度为17dB的耦合器。

若需要将包含有三个频段的移动终端简化为双频段的移动终端时，则可将不需要的频段对应的支路的元器件拆除即可，如：保留图3所示的第一频段对应的第一支路21与第二频段对应的第二支路22，将第三频段对应第三支路23中的第三功率放大器231、第三耦合器232以及与第三耦合器232串联的第三电阻R3拆除，并调整R1、R2、R4的阻值得到如图4所示的功率检测电路，该功率检测电路用于对双频移动终端的输出功率进行检测与调整。

若需要将包含有三个频段的移动终端简化为单频段的移动终端时，则可将不需要的频段对应的支路的元器件拆除即可，如：保留图3所示的第一频段对应的第一支路21，将第二频段对应第二支路22中的第二功率放大器221、第二耦合器222以及与第二耦合器222串联的第二电阻R2拆除，将第三频段对应第三支路23中的第三功率放大器231、第三耦合器232以及与第三耦合器232串联的第三电阻R3拆除，并调整R1、R4的阻值得到如图5所示的功率检测电路，该功率检测电路用于对单频移动终端的输出功率进行检测与调整。

为进一步详细、清楚的描述在多频段之间进行切换时，如何调整与耦合器串联的电阻的阻值，下面结合具体的实例来进行详细的说明，可以图3、图4、图5为例进行说明。

在CDMA移动终端中，不允许两个或两个以上频段同时工作，因此，如图3所示的三个支路分别在不同的时间进行工作，当其中的某一支路工作时，其他两支路的耦合端相当于50欧姆负载，因此影响了当前正在工作的支路的输出阻抗；设定检波器的输入阻抗也为50欧姆，假设R1＝R2＝R3＝R4＝R：

当三个频段都保留时，如图3所示。以第一支路21为工作支路为例，电阻R1、R2、R3、R4的连接方式可等效为图6所示，可通过公式(1)确定出第一电阻R1，第二电阻R2、第三电阻R3和第四电阻R4均为25欧姆时，每一工作支路的耦合输出端的输出阻抗为50欧姆。

$R+(R+50)/3=50\⇒R=25$ 公式(1)

在R1＝R2＝R3＝R4＝R＝25欧姆时，设第一耦合器212的耦合输出端口的电压为U1，检波器24输入端的电压为U2，根据公式(2)确定出U2与U1的比值为：

$U2:U1=[(I/3)\×50]:[I\×R+(I/3)\×(R+50)]\⇒U2:U1=1:3$ 公式(2)

主控器25根据电压值之比，确定出电阻带来的衰减为20log(U2/U1)＝-9.5dB。

当三频段简化为双频段时，如图4所示。保留第一支路21与第二支路22，以第一支路21为工作支路为例，电阻R1、R2、R4的连接方式可等效为图7所示，根据公式(3)确定出第一电阻R1、第二电阻R2以及第四电阻R4均为17欧姆时，每一工作支路的耦合输出端的输出阻抗为50欧姆。

$R+(R+50)/2=50\⇒R=17$ 公式(3)

在R1＝R2＝R4＝R＝17欧姆时，设第一耦合器212的耦合输出端口的电压为U3，检波器24输入端的电压为U4，根据公式(4)确定出电压U4与电压U3的比值为：

$U4:U3=[(I/2)\×50]:[I\×R+(I/2)\×(R+50)]\⇒U4:U3=1:2$ 公式(4)

主控器25根据电压值之比，确定出电阻带来的衰减为20log(U4/U3)＝-6dB。

当频段简化为单频段时，如图5所示.保留第一支路21，以第一支路21为工作支路为例，电阻R1、R4的连接方式可等效为图8所示，根据公式(5)确定出第一电值R1与第四电阻R4为0欧姆时，工作支路的耦合输出端的输出阻抗为50欧姆，此时，第一耦合器212的耦合输出端口的电压为U5与检波器24输入端的电压为U6相等，电阻所带来的衰减为20log(U6/U5)＝0dB。

本实用新型实施例中，每个频段所对应的支路之间独立，各支路的耦合器的耦合端口输出的射频信号可以直接发送给检波器，不需要通过其他支路的耦合器来发送给检波器，因此，采用本实用新型的功率检测电路，在需要将包含有多个频段的移动终端简化为频段数目更少的移动终端时，直接将该移动终端中不需要的频段对应的支路拆除即可，不需要保留不需要频段对应的支路，因此，与现有技术相比，本实用新型实施例提高了功率检测电路的通用性与兼容性。

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 (6)

1.一种功率检测电路，包括射频单元、检波器、主控制器以及多个支路，该多个支路分别与多个频段一一对应，其中：所述多个支路的输入端均与所述射频单元连接，所述多个支路的输出单元均与所述检波器连接，所述主控制器连接在所述射频单元与所述检波器之间，其特征在于，所述多个支路并联连接；

针对所述多个支路中的每一个支路，包括输入端与所述射频单元的输出端相连接的功率放大器、输入端与所述功率放大器的输出端相连接的耦合器；耦合器的耦合输出端口与所述检波器相连接。

2.如权利要求1所述的电路，其特征在于，所述耦合器为，耦合输出端口的输出功率与所述功率放大器的输出功率的差值在所述检波器的线性度范围内的耦合器。

3.如权利要求1所述的电路，其特征在于，所述耦合器的耦合输出端口串接有与所述支路对应的电阻；

所述耦合器的耦合输出端口通过所述电阻与所述检波器连接。

4.如权利要求3所述的电路，其特征在于，所述耦合器为，耦合输出端口的输出功率与所述功率放大器输出功率的差值，再减去所述电阻消耗的功率得到的第二差值在所述检波器的线性度范围内的耦合器。

5.如权利要求1～4任一项所述的电路，其特征在于，针对每一支路，该支路所包含的耦合器为耦合输出端的阻抗与所述检波器输入端的阻抗相等的耦合器。

6.如权利要求1～4任一项所述的电路，其特征在于，所述多个支路在不同的时间接收射频单元发送的射频信号，所述射频信号的频率在接收该射频信号的支路对应的频段上。

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