專利名稱：一種tdd射頻放大器柵壓控制電路的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及無線通信技術(shù)領(lǐng)域，尤其是指一種TDD射頻放大器柵壓控制電
路。
背景技術(shù)：
隨著移動(dòng)通信技術(shù)的發(fā)展，TDD工作制式的通信技術(shù)也越來越多，應(yīng)用也越來越廣 泛。功率放大器作為系統(tǒng)發(fā)射鏈路的末端，也隨之有了很大的發(fā)展。同時(shí)，由于TDD工作方 式的特殊性，總是采用對(duì)放大管柵壓進(jìn)行開關(guān)控制的方式，以達(dá)到提高系統(tǒng)隔離度以及降 低系統(tǒng)功耗等目的。LDMOS管是專為射頻功放放大管設(shè)計(jì)的改進(jìn)型N溝道M0SFET，在工作點(diǎn)附近具有 正的溫度特性，即在一定的柵壓下，當(dāng)工作溫度升高時(shí)，其靜態(tài)電流升高，當(dāng)工作溫度降低 時(shí)，其靜態(tài)電流降低。一般的，當(dāng)LDMOS管熱沉溫度從20度升高到100度時(shí)，其靜態(tài)工作電 流變化140 % ；當(dāng)溫度降低至0度時(shí)，變化量也有30 %。靜態(tài)工作電流變化會(huì)影響系統(tǒng)的增 益、效率和線性等指標(biāo)。因此在工作過程中維持功率管的靜態(tài)工作電流穩(wěn)定是功放板設(shè)計(jì) 的關(guān)鍵點(diǎn)之一?，F(xiàn)有的一種TDD射頻大功率LDMOS放大器柵壓控制電路通過溫度來自適應(yīng)調(diào)節(jié)放 大器的柵壓，從而維持功率管的靜態(tài)工作電流穩(wěn)定；其中的柵壓溫補(bǔ)電路使用模擬電路來 實(shí)現(xiàn)，這種電路存在適應(yīng)性差，無法對(duì)高低溫下的柵壓進(jìn)行精確的控制。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型提供一種TDD射頻放大器柵壓控制電路，其能夠?qū)Ω叩蜏叵碌臇艍哼M(jìn) 行更精確的控制，從而保證射頻放大器的靜態(tài)工作電流穩(wěn)定。本實(shí)用新型一種TDD射頻放大器柵壓控制電路，包括溫度傳感器、與該溫度傳感 器連接的微控制單元、與所述微控制單元連接的開關(guān)切換電路，所述開關(guān)切換電路的輸出 端與射頻放大器的柵極連接；所述溫度傳感器將測(cè)試到的射頻放大器所處的環(huán)境溫度轉(zhuǎn)換 成對(duì)應(yīng)的電信號(hào)，并將該電信號(hào)傳送給所述微控制單元；微控制單元查詢預(yù)存儲(chǔ)的柵壓數(shù) 據(jù)表，獲得所述電信號(hào)所對(duì)應(yīng)的柵壓值，并輸送對(duì)應(yīng)的柵壓給所述開關(guān)切換電路的供電端， 開關(guān)切換電路的輸入端輸入第一開關(guān)控制信號(hào)，開關(guān)切換電路的輸出端輸出與所述第一開 關(guān)控制信號(hào)時(shí)序相同的第二開關(guān)控制信號(hào)至所述射頻放大器的柵極，該第二開關(guān)控制信號(hào) 的高電平對(duì)應(yīng)所述開關(guān)切換電路供電端輸入的柵壓。具體地，所述開關(guān)切換電路可以是邏輯門，也可以是場(chǎng)效應(yīng)管FET。具體地，該電路還包括射極跟隨器連接于所述微控制單元與所述邏輯門之間，所 述射極跟隨器接收所述微控制單元輸出的柵壓并進(jìn)行信號(hào)隔離；射極跟隨器再將所述柵壓 傳送給所述邏輯門的供電端。射極跟隨器可以將其輸入信號(hào)與其輸出信號(hào)進(jìn)行隔離，避免 出現(xiàn)輸出負(fù)載發(fā)生變化導(dǎo)致信號(hào)出現(xiàn)異常；具體地，即保證生成的柵壓不會(huì)因不同的負(fù)載 出現(xiàn)不同的波形狀態(tài)。[0009]更具體地，該電路還包括濾波電路連接于所述射極跟隨器與所述邏輯門之間，所 述濾波電路用于將所述射極跟隨器輸出的柵壓中存在的雜散信號(hào)加以濾除，并對(duì)柵壓進(jìn)行 整形。所述微控制單元中預(yù)存儲(chǔ)的柵壓數(shù)據(jù)表是根據(jù)所述射頻放大器的柵壓溫度特性 得來的；該柵壓數(shù)據(jù)表中代表不同溫度的電壓值與不同的柵壓值一一對(duì)應(yīng)。所述射頻放大器的柵極與所述邏輯門之間還并連有濾波電容，用于對(duì)邏輯門輸出 端輸出的第二開關(guān)控制信號(hào)進(jìn)行濾波整形；該邏輯門可以選用邏輯或門。由于本實(shí)用新型通過使用微控制單元根據(jù)環(huán)境溫度獲得對(duì)應(yīng)的柵壓，從而對(duì)高低 溫下射頻放大管的柵壓進(jìn)行更精確的控制，保證了射頻放大器的靜態(tài)工作電流或者射頻性 能維持穩(wěn)定。

附圖1為本實(shí)用新型一種TDD射頻放大器柵壓控制電路在一種實(shí)施方式中的結(jié)構(gòu) 框圖；附圖2為本實(shí)用新型一種TDD射頻放大器柵壓控制電路在另一種實(shí)施方式中的結(jié) 構(gòu)框圖；附圖3為圖2中TDD射頻放大器柵壓控制電路的詳細(xì)電路連接圖。
具體實(shí)施方式
參考圖1，本實(shí)用新型一種TDD射頻放大器柵壓控制電路中至少包括如下部分溫 度傳感器1，MCU微控制單元2，開關(guān)切換電路3，射頻放大器4 ；其中，溫度傳感器1將測(cè)試 到的射頻放大器4所處的環(huán)境溫度轉(zhuǎn)換成對(duì)應(yīng)的模擬電壓值，并經(jīng)過所述微控制單元2的 模數(shù)轉(zhuǎn)換接口轉(zhuǎn)換成數(shù)字電壓值；微控制單元2查詢預(yù)存儲(chǔ)的柵壓數(shù)據(jù)表，獲得所述數(shù)字 電壓值所對(duì)應(yīng)的柵壓輸送給所述開關(guān)切換電路3的供電端，開關(guān)切換電路3的輸入端輸入 第一開關(guān)控制信號(hào)，開關(guān)切換電路3的輸出端輸出第二開關(guān)控制信號(hào)至所述射頻放大器4 的柵極，該第二開關(guān)控制信號(hào)的高電平對(duì)應(yīng)開關(guān)切換電路3供電端輸入的柵壓。當(dāng)然，溫度傳感器也可以是數(shù)字溫度傳感器，其可以直接將環(huán)境溫度轉(zhuǎn)換輸出對(duì) 應(yīng)的數(shù)字電壓，這樣就不需要經(jīng)過模數(shù)轉(zhuǎn)換接口可以直接傳送給微控制單元了。開關(guān)切換 電路可以是邏輯門，也可以是場(chǎng)效應(yīng)管FET。本實(shí)用新型根據(jù)微控制單元中預(yù)存儲(chǔ)的柵壓數(shù)據(jù)表，獲得當(dāng)前環(huán)境溫度所對(duì)應(yīng)的 柵壓值，并將該獲得的柵壓加到射頻放大器的柵極，這樣做使得控制精度更高；從而對(duì)高低 溫下射頻放大管的柵壓進(jìn)行更精確的控制，保證了射頻放大器的靜態(tài)工作電流維持穩(wěn)定。 在所述的柵壓數(shù)據(jù)表中，環(huán)境溫度一般每隔一度對(duì)應(yīng)一個(gè)柵壓值，例如環(huán)境溫度在20度 時(shí)對(duì)應(yīng)的柵壓為Xlmv，環(huán)境溫度在21度時(shí)對(duì)應(yīng)的柵壓為X2mv，環(huán)境溫度在22度時(shí)對(duì)應(yīng)的
柵壓為X3mv......；柵壓精度是由MCU中的DA位數(shù)決定的，比如柵壓控制精度要求小于
Imv,就要選擇12位的DA ；如果要控制精度小于5mv，則可以選擇10位DA。具體應(yīng)用中，需 要針對(duì)不同的精度需求，選擇合適的DA位數(shù)。圖2是本實(shí)用新型一種TDD射頻放大器柵壓控制電路的一種最佳實(shí)施方式，其在 圖1中加入了射極跟隨器5和濾波電路6 ；其中射極跟隨器連接于微控制單元2的輸出端，
4射極跟隨器接收微控制單元2輸出的柵壓并進(jìn)行信號(hào)隔離；射極跟隨器再將柵壓傳送給濾 波電路6，用以將射極跟隨器輸出的柵壓中存在的雜散信號(hào)加以濾除；然后再把濾波后的 柵壓傳送給邏輯或門3的供電端。其中射極跟隨器5可以將其輸入信號(hào)與其輸出信號(hào)進(jìn)行 隔離，避免出現(xiàn)輸出負(fù)載發(fā)生變化導(dǎo)致信號(hào)出現(xiàn)異常；具體地，即保證生成的柵壓不會(huì)因不 同的負(fù)載出現(xiàn)不同的波形狀態(tài)。具體地，上述圖2的一種TDD射頻放大器柵壓控制電路的具體電路圖參考圖3，溫 度傳感器1將實(shí)測(cè)的環(huán)境溫度轉(zhuǎn)換成模擬電壓，然后經(jīng)MCU的模數(shù)轉(zhuǎn)換口(ADCO)傳送到 MCU微控制單元2內(nèi)部，MCU微 控制單元2依據(jù)柵壓隨溫度變化制作的數(shù)據(jù)表，獲得對(duì)應(yīng)的 數(shù)字柵壓，經(jīng)數(shù)模轉(zhuǎn)換口(DACO)轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的模擬柵壓提供給射極跟隨器5;然后通過濾 波電路6送到邏輯或門3(或其它的邏輯門電路)的供電端。在邏輯或門的一個(gè)輸入端加 入TDD開關(guān)切換信號(hào)(即上述的第一開關(guān)控制信號(hào))，從而控制邏輯或門輸出時(shí)序上相同的 第二開關(guān)控制信號(hào)，該第二開關(guān)控制信號(hào)的高電平對(duì)應(yīng)邏輯或門供電端輸入的柵壓；第二 開關(guān)控制信號(hào)加到射頻放大管4的柵極，控制放大管4射頻信號(hào)的導(dǎo)通與關(guān)斷；這樣就實(shí)現(xiàn) 了高低溫情況下的柵壓自適應(yīng)補(bǔ)償，從而保證了射頻放大器的靜態(tài)工作電流維持穩(wěn)定。由于射頻放大器4大多采用LDMOS管，其溫度特性如下在靜態(tài)工作電流一定的情 況下，當(dāng)溫度升高時(shí)，柵極偏置電壓需要降低，當(dāng)溫度降低時(shí)，柵極偏置電壓需要升高；根據(jù) LDMOS管的該溫度特性，通過現(xiàn)有的實(shí)驗(yàn)測(cè)試計(jì)算獲得在靜態(tài)工作電流一定的情況下，不同 溫度值時(shí)LDMOS管對(duì)應(yīng)所需的柵壓值，制作成一張數(shù)據(jù)表格存儲(chǔ)到MCU微控制單元中；顯 然地，由于不同的射頻放大管有不同的溫度特性，所以制作出的數(shù)據(jù)表格也會(huì)不同。由于通 過數(shù)據(jù)表獲取當(dāng)前溫度所對(duì)應(yīng)的柵壓，這樣得到的柵壓更接近射頻放大管此時(shí)所需要的柵 壓，從而更精確的控制射頻放大管的工作狀態(tài)，使得射頻放大管的靜態(tài)工作電流維持穩(wěn)定。參考圖3，射頻放大管3的柵極輸入有射頻信號(hào)，射頻信號(hào)通過一個(gè)隔直電容輸入 至柵極，邏輯或門輸出的第二開關(guān)控制信號(hào)通過濾波電容C6和C7濾波后加到射頻放大管 3的柵極以控制射頻放大管3的導(dǎo)通與關(guān)斷；射頻放大管3的漏極通過三個(gè)濾波電容與直 流電源相連，同時(shí)在漏極連接有射頻信號(hào)輸出端；射頻放大管3的原極接地。MCU微控制單元DACO端口輸出的柵壓經(jīng)過一個(gè)下拉電阻，可確保開電瞬間不出現(xiàn) 損壞器件；濾波電路6是由電容、電感組成的Π型濾波電路，其可濾除低頻雜散和紋波等。與現(xiàn)有的實(shí)現(xiàn)方法相比，本實(shí)用新型克服了控制精度差、無法實(shí)現(xiàn)任意溫補(bǔ)曲線 等缺陷。因此，本實(shí)用新型在所有TDD制式的射頻放大管柵壓控制中，特別是針對(duì)高低溫 控制精度要求較高的功放中，都可以有良好的應(yīng)用前景。以上所述的本實(shí)用新型實(shí)施方式，并不構(gòu)成對(duì)本實(shí)用新型保護(hù)范圍的限定。任何 在本實(shí)用新型的精神和原則之內(nèi)所作的修改、等同替換和改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本實(shí)用新型 的權(quán)利要求保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求一種TDD射頻放大器柵壓控制電路，其特征在于，該電路包括溫度傳感器、與該溫度傳感器連接的微控制單元、與所述微控制單元連接的開關(guān)切換電路，所述開關(guān)切換電路的輸出端與所述射頻放大器的柵極連接；所述溫度傳感器將測(cè)試到的射頻放大器所處的環(huán)境溫度轉(zhuǎn)換成對(duì)應(yīng)的電信號(hào)，并將該電信號(hào)傳送給所述微控制單元；微控制單元查詢預(yù)存儲(chǔ)的柵壓數(shù)據(jù)表獲得所述電信號(hào)所對(duì)應(yīng)的柵壓值，并輸送對(duì)應(yīng)的柵壓給所述開關(guān)切換電路的供電端，所述開關(guān)切換電路的輸入端接收第一開關(guān)控制信號(hào)，輸出端輸出與所述第一開關(guān)控制信號(hào)時(shí)序相同的第二開關(guān)控制信號(hào)至所述射頻放大器的柵極，該第二開關(guān)控制信號(hào)的高電平對(duì)應(yīng)所述邏輯門供電端輸入的柵壓。
2.如權(quán)利要求1所述的TDD射頻放大器柵壓控制電路，其特征在于所述開關(guān)切換電 路是邏輯門。
3.如權(quán)利要求1所述的TDD射頻放大器柵壓控制電路，其特征在于所述開關(guān)切換電 路是場(chǎng)效應(yīng)管FET。
4 如權(quán)利要求2所述的TDD射頻放大器柵壓控制電路，其特征在于該電路還包括射 極跟隨器連接于所述微控制單元與所述邏輯門之間，所述射極跟隨器接收所述微控制單元 輸出的柵壓并進(jìn)行信號(hào)隔離；射極跟隨器再將所述柵壓傳送給所述邏輯門的供電端。
5.如權(quán)利要求4所述的TDD射頻放大器柵壓控制電路，其特征在于該電路還包括濾 波電路連接于所述射極跟隨器與所述邏輯門之間，所述濾波電路用于將所述射極跟隨器輸 出的柵壓中存在的雜散信號(hào)加以濾除。
6.如權(quán)利要求5所述的TDD射頻放大器柵壓控制電路，其特征在于所述微控制單元 中預(yù)存儲(chǔ)的柵壓數(shù)據(jù)表是根據(jù)所述射頻放大器的柵壓溫度特性得來的；該柵壓數(shù)據(jù)表中代 表不同溫度的電信號(hào)的電壓值與不同的柵壓值一一對(duì)應(yīng)。
7.如權(quán)利要求6所述的TDD射頻放大器柵壓控制電路，其特征在于所述溫度傳感器 輸出的電信號(hào)為模擬電壓，所述微控制單元的輸入端還包括模數(shù)轉(zhuǎn)換端口，輸出端還包括 數(shù)模轉(zhuǎn)換端口；該模擬電壓經(jīng)過所述微控制單元的模數(shù)轉(zhuǎn)換端口轉(zhuǎn)換成所述數(shù)字電壓值；微控制單元 查詢預(yù)存儲(chǔ)的柵壓數(shù)據(jù)表，獲得所述數(shù)字電壓值所對(duì)應(yīng)的柵壓值，該柵壓值通過所述數(shù)模 轉(zhuǎn)換端口轉(zhuǎn)換成模擬柵壓信號(hào)輸送給所述邏輯門的供電端。
8.如權(quán)利要求6所述的TDD射頻放大器柵壓控制電路，其特征在于所述溫度傳感器 為數(shù)字溫度傳感器，所述微控制單元的輸出端還包括數(shù)模轉(zhuǎn)換端口 ；溫度傳感器輸出的電 信號(hào)為數(shù)字電壓，微控制單元查詢預(yù)存儲(chǔ)的柵壓數(shù)據(jù)表，獲得該數(shù)字電壓所對(duì)應(yīng)的柵壓值， 該柵壓值通過所述數(shù)模轉(zhuǎn)換端口轉(zhuǎn)換成模擬柵壓信號(hào)輸送給所述邏輯門的供電端。
9.如權(quán)利要求7或8所述的TDD射頻放大器柵壓控制電路，其特征在于所述射頻放 大器的柵極與所述邏輯門之間還并連有濾波電容，用于對(duì)邏輯門輸出端輸出的第二開關(guān)控 制信號(hào)進(jìn)行濾波整形。
10.如權(quán)利要求9所述的TDD射頻放大器柵壓控制電路，其特征在于所述邏輯門是邏 輯或門。
專利摘要本實(shí)用新型提供了一種TDD射頻放大器柵壓控制電路，該電路包括溫度傳感器，微控制單元，邏輯門；所述溫度傳感器將測(cè)試到的射頻放大器所處的環(huán)境溫度轉(zhuǎn)換成對(duì)應(yīng)的電信號(hào)，并將該電信號(hào)傳送給所述微控制單元；微控制單元查詢預(yù)存儲(chǔ)的柵壓數(shù)據(jù)表獲得所述電信號(hào)所對(duì)應(yīng)的柵壓值，并輸送對(duì)應(yīng)的柵壓給所述開關(guān)切換電路的供電端，所述開關(guān)切換電路的輸入端接收第一開關(guān)控制信號(hào)，輸出端輸出與所述第一開關(guān)控制信號(hào)時(shí)序相同的第二開關(guān)控制信號(hào)至所述射頻放大器的柵極，該第二開關(guān)控制信號(hào)的高電平對(duì)應(yīng)所述邏輯門供電端輸入的柵壓。本實(shí)用新型能夠?qū)Ω叩蜏叵碌臇艍哼M(jìn)行更精確的控制，從而保證射頻放大器的靜態(tài)工作電流或射頻性能穩(wěn)定。
文檔編號(hào)H03F1/30GK201623690SQ20102012713
公開日2010年11月3日 申請(qǐng)日期2010年3月4日 優(yōu)先權(quán)日2010年3月4日
發(fā)明者徐毅, 李合理, 謝斌 申請(qǐng)人:京信通信系統(tǒng)(中國)有限公司