一種功放過駐波保護(hù)電路的制作方法
【專利摘要】一種功放過駐波保護(hù)電路涉及功放系統(tǒng)，尤其涉及在功放輸出駐波比過大的情況下，對功放系本發(fā)明統(tǒng)進(jìn)行保護(hù)的【技術(shù)領(lǐng)域】。針對現(xiàn)有的功放過駐波保護(hù)電路所需器件繁多、成本過高的問題，本發(fā)明提出一種簡便的功放過駐波保護(hù)電路，其過壓保護(hù)電路主要由開關(guān)管組成的比較器電路，極大程度的減少所需元器件、降低了系統(tǒng)成本。
【專利說明】一種功放過駐波保護(hù)電路
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及功放系統(tǒng)，尤其涉及在功放輸出駐波比過大的情況下，對功放系統(tǒng)進(jìn)行保護(hù)的【技術(shù)領(lǐng)域】。
【背景技術(shù)】
[0002]通信系統(tǒng)中，駐波比描述的是通信設(shè)備輸出端口阻抗與天線阻抗的匹配情況，阻抗匹配時，駐波比為I;失配，則駐波比變大。
[0003]功放系統(tǒng)中，天線饋線端口阻抗失配時，將引起功放系統(tǒng)輸出端駐波比加大。若功放系統(tǒng)輸出端駐波比過大，可能會損壞功放系統(tǒng)，所以需要對功放系統(tǒng)進(jìn)行過駐波保護(hù)。目前的功放系統(tǒng)中，過駐波保護(hù)電路有兩種常用的方式:模擬檢測控制電路和單片機(jī)檢測控制電路。
[0004]傳統(tǒng)的模擬檢測控制電路所需元器件數(shù)目較多，一般需要一個雙向耦合器、兩個功率檢波器、多路比較器和多個開關(guān)管。這種純模擬的檢測控制電路因所需元器件較多、電路復(fù)雜，已經(jīng)用的越來越少。
[0005]單片機(jī)檢測控制電路相較省去多路比較器和相應(yīng)的開關(guān)管，電路簡化了很多。因單片機(jī)編程的靈活性，其檢測控制電路可處理更為復(fù)雜的情況，如可根據(jù)需要調(diào)整功放系統(tǒng)的輸出功率，并在不同的輸出功率時，對功放系統(tǒng)的耗流、輸出功率、輸出駐波比等參數(shù)進(jìn)行實(shí)時檢測和保護(hù)。
[0006]但在很多簡單的功放系統(tǒng)中，只需對功放系統(tǒng)輸出端駐波比過大時進(jìn)行保護(hù)，不需要對功放系統(tǒng)中各種參數(shù)進(jìn)行量化的檢測，則傳統(tǒng)的模擬檢測控制電路和單片機(jī)檢測控制電路都顯得所需器件繁多、成本無法控制。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]針對現(xiàn)有的功放過駐波保護(hù)電路所需器件繁多、成本過高的問題，本發(fā)明提出一種簡便的功放過駐波保護(hù)電路，可極大程度的減少所需元器件、降低系統(tǒng)成本。
[0008]本發(fā)明的功放過駐波保護(hù)電路包括功率檢測電路和過壓保護(hù)電路。
[0009]功率檢測電路用來檢測功放系統(tǒng)天線饋線端口阻抗失配而反射回來的功率的大小。該電路由三端口環(huán)形器和功率檢波器組成。三端口環(huán)形器是單向傳輸器件，其三個端口分別連接功率放大器、天線饋線端口和功率檢波器。當(dāng)天線饋線端口阻抗失配時，反射的信號通過環(huán)形器傳輸至功率檢波器的輸入端。功率檢波器將檢測到的信號強(qiáng)度轉(zhuǎn)換成對應(yīng)的直流電平，并送至過壓保護(hù)電路。
[0010]過壓保護(hù)電路是一個比較器電路。功放系統(tǒng)正常工作時，功率檢波器檢測到的功率在一個穩(wěn)定的范圍內(nèi)，相應(yīng)功率檢波器的輸出電平也在一個對應(yīng)的范圍。當(dāng)功放系統(tǒng)輸出端口駐波比增大時，反射至功率檢波器輸入口的功率增大，相應(yīng)功率檢波器輸出電壓增大，當(dāng)功率檢波器輸出電壓大于過壓保護(hù)電路的門限值K時，過壓保護(hù)電路被觸發(fā)，關(guān)閉功放使能。[0011]功放關(guān)閉后，無信號輸出，則功率檢波器的輸出電壓也將小于過壓保護(hù)電路原來的門限值。如果過壓保護(hù)電路的門限值不改變，功放系統(tǒng)將進(jìn)入一種關(guān)閉與開始的循環(huán)狀態(tài)，對硬件設(shè)備會造成不利影響。
[0012]本發(fā)明在比較器電路中巧妙的引入開關(guān)管，形成一種帶反饋的單次觸發(fā)比較器電路，可將比較器第一次被觸發(fā)的狀態(tài)鎖定，只有系統(tǒng)重新復(fù)位，這種比較器電路才能恢復(fù)初始狀態(tài)。
[0013]功放工作使能有兩組狀態(tài)，使能管腳低電平使能和使能管腳高電平使能。
[0014]功放使能管腳低電平使能的過壓保護(hù)電路中，比較器負(fù)相輸入端V-由R12、R13分壓而來，Vin為過壓保護(hù)電路的輸入端，也是功率檢波器的輸出端，通過Rll連接比較器正相輸入端V+。NMOS開關(guān)管的D極接在比較器負(fù)相輸入端V-，其S極接地，其G極接在比較器的輸出端，R14也接在NMOS開關(guān)管的G極將NMOS開關(guān)管下拉到地，設(shè)置其初始狀態(tài)為關(guān)閉狀態(tài)。該過壓保護(hù)電路工作流程如下所示:
步驟一、設(shè)置V-為過壓保護(hù)電路的門限電壓值K ；
步驟二、判斷Vin是否大于K ? Vin大于K，進(jìn)入步驟四；Vin小于K，進(jìn)入步驟三；
步驟三、比較器輸出電壓PA_EN為低電平，功放正常工作，進(jìn)入步驟二 ；
步驟四、比較器輸出電壓PA_EN為高電平，功放系統(tǒng)停止工作；
步驟五、NMOS開關(guān)管開啟，比較器的門限值被拉到地，則比較器進(jìn)入鎖定狀態(tài)。
[0015]功放使能管腳高電平使能的過壓保護(hù)電路中，比較器正相輸入端V+由R22、R23分壓而來，Vin為過壓保護(hù)電路的輸入端，也是功率檢波器的輸出端，通過R21連接比較器負(fù)相輸入端V-。NMOS開關(guān)管的D極接`在比較器正相輸入端V+，其S極接地，其G極接在PMOS開關(guān)管D極，電阻R24將NMOS開關(guān)管G極管腳下拉到地，設(shè)置其初始狀態(tài)為關(guān)閉狀態(tài)；比較器的輸出端接在PMOS開關(guān)管G極，電阻R25將PMOS開關(guān)管G極管腳上拉到高電平，PMOS開關(guān)管S極接電源，設(shè)置其初始狀態(tài)為關(guān)閉狀態(tài)。該過壓保護(hù)電路工作流程如下所示:
步驟一、設(shè)置V+為過壓保護(hù)電路的門限電壓值K ；
步驟二、判斷Vin是否大于K ? Vin大于K，進(jìn)入步驟四；Vin小于K，進(jìn)入步驟三；
步驟三、比較器輸出電壓PA_EN為高電平，功放正常工作，進(jìn)入步驟二 ；
步驟四、比較器輸出電壓PA_EN為低電平，功放系統(tǒng)停止工作；
步驟五、PMOS管開啟，使能NMOS管柵極電壓為高電平，進(jìn)入步驟六；
步驟六、NMOS管開啟，比較器的門限值被拉到地，則比較器進(jìn)入鎖定狀態(tài)。
[0016]本發(fā)明通過在功放系統(tǒng)的比較器電路中引入開關(guān)管，減少過壓保護(hù)電路所需元器件，降低了系統(tǒng)成本。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0017]圖1:功放系統(tǒng)架構(gòu)圖
圖2:過壓保護(hù)電路圖(功放使能管腳低電平使能)
圖3:過壓保護(hù)電路圖(功放使能管腳高電平使能)
圖4:過壓保護(hù)電路工作流程圖(功放使能管腳低電平使能)
圖5:過壓保護(hù)電路工作流程圖(功放使能管腳高電平使能)【具體實(shí)施方式】
[0018]結(jié)合附圖對本發(fā)明做進(jìn)一步詳述。
[0019]圖1為功放系統(tǒng)架構(gòu)圖，三端口的環(huán)形器(2)分別連接功率放大器(I)、天線饋線端口(5)和功率檢波器(3)。因環(huán)形器的單向傳輸特性，當(dāng)天線饋線端口阻抗失配即功放系統(tǒng)輸出駐波比加大時，反射信號由環(huán)形器傳輸至功率檢波器的輸入端，隨即功率檢波器的輸出電壓加大。
[0020]當(dāng)功率檢波器的輸出電壓大于過壓保護(hù)電路的門限值時，過壓保護(hù)電路(4)將被觸發(fā)，從而關(guān)閉功放使能。在過壓保護(hù)電路(4)中，將電壓值K設(shè)置為過壓保護(hù)電路的門限電壓值。
[0021]功放工作使能有兩組狀態(tài)，使能管腳高電平使能和使能管腳低電平使能。
[0022]圖2是功放使能管腳低電平使能的過壓保護(hù)電路圖。V-由R2、R3分壓而來，Vin為過壓保護(hù)電路的輸入端，也是功率檢波器的輸出端，通過Rl連接比較器正相輸入端V+。R4將NMOS開關(guān)管下拉到地，設(shè)置其初始狀態(tài)為關(guān)閉狀態(tài)。該過壓保護(hù)電路工作流程如圖4所示，其步驟如下:
步驟一、設(shè)置V-為過壓保護(hù)電路的門限電壓值K ；
步驟二、判斷Vin是否大于K ? Vin大于K，進(jìn)入步驟四；Vin小于K，進(jìn)入步驟三；
步驟三、比較器輸出電壓PA_EN為低電平，功放正常工作，進(jìn)入步驟二 ；
步驟四、比較器輸出電壓PA_EN為高電平，功放系統(tǒng)停止工作；
步驟五、NMOS開關(guān)管開啟，比較器的門限值被拉到地，則比較器進(jìn)入鎖定狀態(tài)。
[0023]圖3是功放使能管腳高電平使能的過壓保護(hù)電路圖。V+由R2、R3分壓而來，Vin為過壓保護(hù)電路的輸入端，也是功率檢波器的輸出端，通過Rl連接比較器負(fù)相輸入端V-。R4將NMOS開關(guān)管G極管腳下拉到地，設(shè)置其初始狀態(tài)為關(guān)閉狀態(tài)。R5將PMOS開關(guān)管G極管腳上拉到高電平，設(shè)置其初始狀態(tài)為關(guān)閉狀態(tài)。該過壓保護(hù)電路工作流程如圖5所示，其步驟如下:
步驟一、設(shè)置V+為過壓保護(hù)電路的門限電壓值K ；
步驟二、判斷Vin是否大于K ? Vin大于K，進(jìn)入步驟四；Vin小于K，進(jìn)入步驟三；
步驟三、比較器輸出電壓PA_EN為高電平，功放正常工作，進(jìn)入步驟二 ；
步驟四、比較器輸出電壓PA_EN為低電平，功放系統(tǒng)停止工作； 步驟五、PMOS管開啟，使能NMOS管柵極電壓為高電平，進(jìn)入步驟六；
步驟六、NMOS管開啟，比較器的門限值被拉到地，則比較器進(jìn)入鎖定狀態(tài)。
[0024]以上所述僅為本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例而已，并不用于限制本發(fā)明，對于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說，本發(fā)明可以有各種更改和變化。凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā) 明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種功放過駐波保護(hù)電路，包括功率檢測電路和過壓保護(hù)電路(4)，其過壓保護(hù)電路(4)是由開關(guān)管組成的比較器電路，形成一種帶反饋的單次觸發(fā)比較器電路，可將比較器第一次被觸發(fā)的狀態(tài)鎖定，只有系統(tǒng)重新復(fù)位，這種比較器電路才能恢復(fù)初始狀態(tài)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的功放過駐波保護(hù)電路，其功放工作使能有兩組狀態(tài):使能管腳高電平使能和使能管腳低電平使能。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的過壓保護(hù)電路在功放使能管腳低電平使能時，功率檢波器(3)的輸出端即過壓保護(hù)電路(4)的輸入端Vin，通過電阻Rll連接比較器正相輸入端V+，比較器負(fù)相輸入端V-由電阻R12、R13分壓而來，其特征是NMOS開關(guān)管的D極接在比較器負(fù)相輸入端V-，其S極接地，其G極接在比較器的輸出端，電阻R14也接在NMOS開關(guān)管的G極將NMOS開關(guān)管下拉到地，設(shè)置其初始狀態(tài)為關(guān)閉狀態(tài)。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的功放使能管腳低電平使能，過壓保護(hù)電路工作流程如下所示: 步驟一、設(shè)置V-為過壓保護(hù)電路的門限電壓值K ； 步驟二、判斷Vin是否大于K ? Vin大于K，進(jìn)入步驟四；Vin小于K，進(jìn)入步驟三； 步驟三、比較器輸出電壓PA_EN為低電平，功放正常工作，進(jìn)入步驟二 ； 步驟四、比較器輸出電壓PA_EN為高電平，功放系統(tǒng)停止工作； 步驟五、NMOS開關(guān)管開啟，比較器的門限值被拉到地，則比較器進(jìn)入鎖定狀態(tài)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所`述的過壓保護(hù)電路在功放使能管腳高電平使能時，功率檢波器(3)的輸出端即過壓保護(hù)電路(4)的輸入端Vin，通過電阻R21連接比較器負(fù)相輸入端V-，比較器正相輸入端V+由電阻R22、R23分壓而來，其特征是NMOS開關(guān)管的D極接在比較器正相輸入端V+，其S極接地，其G極接在PMOS開關(guān)管D極，電阻R24將NMOS開關(guān)管G極管腳下拉到地，設(shè)置其初始狀態(tài)為關(guān)閉狀態(tài)，比較器的輸出端接在PMOS開關(guān)管G極，電阻R25將PMOS開關(guān)管G極管腳上拉到高電平，PMOS開關(guān)管S極接電源，設(shè)置其初始狀態(tài)為關(guān)閉狀態(tài)。
6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的功放使能管腳高電平使能，過壓保護(hù)電路工作流程如下所示: 步驟一、設(shè)置V+為過壓保護(hù)電路的門限電壓值K ; 步驟二、判斷Vin是否大于K ? Vin大于K，進(jìn)入步驟四；Vin小于K，進(jìn)入步驟三； 步驟三、比較器輸出電壓PA_EN為高電平，功放正常工作，進(jìn)入步驟二 ； 步驟四、比較器輸出電壓PA_EN為低電平，功放系統(tǒng)停止工作； 步驟五、PMOS管開啟，使能NMOS管柵極電壓為高電平，進(jìn)入步驟六； 步驟六、NMOS管開啟，比較器的門限值被拉到地，則比較器進(jìn)入鎖定狀態(tài)。
【文檔編號】H03F1/52GK103872997SQ201210553603
【公開日】2014年6月18日 申請日期:2012年12月15日 優(yōu)先權(quán)日:2012年12月15日
【發(fā)明者】陳永金, 李征, 李文鈞 申請人:北京格瑞圖科技有限公司