基于alc的功放保護系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種基于ALC的功放保護系統(tǒng)，包括衰減電路、比較電路和電流檢測電路，所述電流檢測電路檢測功放設(shè)備消耗的電流、將所述電流轉(zhuǎn)換為檢測電壓并輸出，所述比較電路的第一輸入端與所述電流檢測電路的輸出端連接、第二輸入端用于接收參考電壓、輸出端與所述衰減電路的控制端連接，所述衰減電路通過其控制端接收控制電壓或所述檢測電壓、在所述控制電壓的控制下對輸入信號進行自動增益控制或在所述檢測電壓的控制下對所述輸入信號進行自動電平控制。實施本實用新型的系統(tǒng)，未固定輸出功率，且控制精度高、在高低溫下無明顯差異，可極大地提高功放設(shè)備的可靠性，尤其適用于大功率功放設(shè)備。
【專利說明】基于ALC的功放保護系統(tǒng)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及移動通信【技術(shù)領(lǐng)域】，特別是涉及一種基于ALC的功放保護系統(tǒng)?！颈尘凹夹g(shù)】
[0002]射頻功率放大設(shè)備在移動通信行業(yè)普遍用于增大信號發(fā)射功率，擴展信號覆蓋范圍。隨著移動通信制式的發(fā)展，應(yīng)用信號的帶寬變得更寬、峰均比也變得更高，工作環(huán)境更加復(fù)雜和難以預(yù)測。因此，需要對射頻功率放大設(shè)備進行控制和保護的設(shè)備。
[0003]目前對射頻功率放大設(shè)備進行控制和保護的設(shè)備，通常為單功能功率檢波設(shè)備。單功能功率檢波設(shè)備具有以下缺點:固定輸出功率，易導(dǎo)致額定輸出功率出現(xiàn)過功耗的器件損壞；控制斜率單位是V/dBm，大功率下控制精度不夠，影響大功率設(shè)備的可靠性；此外功率檢波方式的ALC (Automatic Level Control,自動電平控制)在高低溫下會有明顯差異，進一步影響大功率設(shè)備的可靠性。
實用新型內(nèi)容
[0004]基于此，有必要針對上述單功能功率檢波設(shè)備影響大功率設(shè)備的可靠性的問題，提供一種基于ALC的功放保護系統(tǒng)。
[0005]一種基于ALC的功放保護系統(tǒng)，包括衰減電路、比較電路和電流檢測電路，所述電流檢測電路檢測功放設(shè)備消耗的電流、將所述電流轉(zhuǎn)換為檢測電壓并輸出，所述比較電路的第一輸入端與所述電流檢測電路的輸出端連接、第二輸入端用于接收參考電壓，輸出端與所述衰減電路的控制端連接，所述衰減電路通過其控制端接收控制電壓或所述檢測電壓，在所述控制電壓的控制下對輸入信號進行自動增益控制或在所述檢測電壓的控制下對所述輸入信號進行自動電平控制。
[0006]上述基于ALC的功放保護系統(tǒng)，通過衰減電路、比較電路和電流檢測電路對輸入功放設(shè)備前的輸入信號進行控制，所述電流檢測電路用于檢測功放設(shè)備消耗的電流，并將所述電流轉(zhuǎn)換為用于輸入所述比較電路的檢測電壓，所述比較電路和所述衰減電路基于由功放設(shè)備消耗的電流轉(zhuǎn)換而來的檢測電壓對所述輸入信號進行增益控制或自動電平控制，未固定輸出功率，而且控制精度高、在高低溫下沒有明顯差異，可極大地提高功放設(shè)備的可靠性，尤其適用于大功率功放設(shè)備。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0007]圖1是本實用新型基于ALC的功放保護系統(tǒng)第一實施方式的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0008]圖2是本實用新型基于ALC的功放保護系統(tǒng)第二實施方式的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0009]圖3是本實用新型基于ALC的功放保護系統(tǒng)第三實施方式的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實施方式】
[0010]請參閱圖1，圖1是本實用新型基于ALC的功放保護系統(tǒng)第一實施方式的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0011]本實施方式的所述基于ALC的功放保護系統(tǒng)包括衰減電路U2、比較電路U7和電流檢測電路200，電流檢測電路200用于檢測功放設(shè)備消耗的電流，并將所述電流轉(zhuǎn)換為檢測電壓V_def輸出，比較電路U7的第一輸入端與電流檢測電路200的輸出端連接，用于接收檢測電壓V_def，第二輸入端用于接收參考電壓V_ref，輸出端與衰減電路U2的控制端連接，衰減電路U2通過其控制端接收控制電壓V_alc或檢測電壓V_def、在控制電壓V_alc的控制下對輸入信號進行自動增益控制或在檢測電壓V_def的控制下對所述輸入信號進行自動電平控制。
[0012]本實施方式基于ALC的功放保護系統(tǒng)，通過衰減電路、比較電路和電流檢測電路對輸入功放設(shè)備前的輸入信號進行控制，所述電流檢測電路用于檢測功放設(shè)備消耗的電流，并將所述電流轉(zhuǎn)換為用于輸入所述比較電路的檢測電壓，所述比較電路和所述衰減電路基于由功放設(shè)備消耗的電流轉(zhuǎn)換而來的檢測電壓對所述輸入信號進行增益控制或自動電平控制，未固定輸出功率，而且控制精度高、在高低溫下沒有明顯差異，可極大地提高功放設(shè)備的可靠性，尤其適用于大功率功放設(shè)備。
[0013]優(yōu)選地，衰減電路U2，可包括壓控衰減器，所述壓控衰減器的控制端與比較電路U7的輸出端連接、輸入端用于接收所述輸入信號、輸出端用于向所述功放設(shè)備輸出信號。
[0014]比較電路U7可包括比較器，比較器的正端(第一輸入端)與電流檢測電路200的輸出端連接、負(fù)端(第二輸入端)用于接收參考電壓V_ref。比較器用于比較檢測電壓V_def與參考電壓V_ref的大小:
[0015]在檢測電壓V_def小于參考電壓V_ref時，比較電路U7向衰減電路U2發(fā)送控制電壓V_alc，衰減電路U2在控制電壓V_alc的控制下對所述輸入信號進行增益控制，并將控制后的信號輸出。
[0016]在檢測電壓V_def不小于參考電壓V_ref時，比較電路U7向衰減電路U2發(fā)送檢測電壓V_def，衰減電路U2在檢測電壓V_def的控制下對所述輸入信號進行自動電平控制，并將控制后的信號輸出。
[0017]優(yōu)選地，所述輸入信號為射頻信號。
[0018]更進一步地，還可包括溫補電路，溫補電路與比較電路U7連接，參考電壓V_ref可以是包含溫補信息的參考電壓，由溫補電路提供。合理的溫補參數(shù)可以使ALC電路的增益和ALC在整個溫度區(qū)域保持基本恒定。
[0019]對于電流檢測電路200，優(yōu)選地可包括電流檢測芯片U4和精密電阻U5。精密電阻U5可采用0.001 Ω的電阻，電流檢測芯片U4優(yōu)選地可以是型號為INA138的電流檢測芯片。所述功放設(shè)備的輸入電流通過精密電阻U5輸入所述功放設(shè)備，電流檢測芯片U4與所述精密電阻并聯(lián)。在其他實施方式中也可以是本領(lǐng)域技術(shù)人員慣用其他電流檢測芯片。
[0020]優(yōu)選地,所述功放設(shè)備可為射頻功率放大設(shè)備,射頻功率放大設(shè)備可包括射頻輸入端、功率放大器U3、輸出端隔離器U6和射頻輸出端，由28V電壓供電。其中功率放大器U3為核心部分，可把直流功率轉(zhuǎn)化為射頻功率，也是設(shè)備最脆弱的部分，需要借助本實用新型的基于ALC的功放保護電路保護才能夠可靠工作。
[0021 ] 如圖1所示，功率放大器U3消耗的電流可通過精密電阻U5接入功率放大器U3，同時電流檢測芯片U4的與精密電阻U5并聯(lián)，根據(jù)已知的電阻和電阻兩端的實時電壓，可以計算出實時時刻的電流，通過電流檢測芯片U4轉(zhuǎn)化成對應(yīng)的檢測電壓V_det，直流電流和檢測電壓V_det間成一一對應(yīng)的關(guān)系，若已知兩者的關(guān)系，可以反推電流，即實現(xiàn)了電流檢測的作用。
[0022]請參閱圖2，圖2所示是本實用新型基于ALC的功放保護系統(tǒng)第二實施方式的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0023]本實施方式所述的基于ALC的功放保護系統(tǒng)與第一實施方式的區(qū)別在于:還包括與衰減電路U2連接的限幅保護電路300，限幅保護電路300接收用于輸入所述功放設(shè)備的信號，并將峰值限定后的信號作為所述輸入信號發(fā)送至衰減電路U2。
[0024]本實施方式的所述基于ALC的功放保護系統(tǒng)，通過限幅保護電路與衰減電路、比較電路和電流檢測電路對功放設(shè)備進行疊加保護，可進一步提高保護精度、起到過功率保護、規(guī)避峰值功率輸入對功放設(shè)備的影響，使功放設(shè)備的可靠性更高。
[0025]對于限幅保護電路300，具體的在所述輸入信號的功率小于限幅保護電路300的飽和功率時，直接將所述輸入信號傳送至衰減電路U2。在所述輸入信號的功率不小于所述飽和功率時，將所述輸入信號的功率峰值限定在所述飽和功率以下，并將峰值限定后的信號傳送至衰減電路U2。
[0026]其中，對于限幅保護電路300，優(yōu)選地，可包括限幅器U1，所述限幅器可以是型號為SMP1330的二極管限幅器。
[0027]優(yōu)選地，所述飽和功率為所述限幅保護電路300的功率門限，通過設(shè)置所述飽和功率，可使限幅保護電路300在檢測電壓大于參考電壓以后，對輸入信號的峰值功率進行限定。
[0028]在所述檢測電壓小于比較電路U7的參考電壓時，限幅保護電路300直接將所述輸入信號傳送至衰減電路U2，衰減電路U2在所述參考電壓的控制下對所述輸入信號進行增益控制，并將控制后的信號輸出。
[0029]在所述檢測電壓不小于比較電路U7的參考電壓，且所述輸入信號的功率小于飽和功率時，限幅保護電路300直接將所述輸入信號傳送至衰減電路U2，衰減電路U2在所述檢測電壓的控制下對所述輸入信號進行自動電平控制，并將控制后的信號輸出。
[0030]在所述檢測電壓不小于比較電路U7的參考電壓，且所述輸入信號的功率不小于飽和功率時，限幅保護電路300將所述輸入信號的功率峰值限定在所述飽和功率以下，并將峰值限定后的信號傳送至衰減電路U2，衰減電路U2對所述峰值限定后的信號進行自動電平控制，并將控制后的信號輸出。
[0031]請參閱圖3，圖3所示是本實用新型基于ALC的功放保護系統(tǒng)第三實施方式的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0032]本實施方式所述的基于ALC的功放保護系統(tǒng)與第一實施方式的區(qū)別在于:可包括射極跟隨器500，比較電路U7還可包括ALC電路110和AGC電路120。電流檢測電路200還可包括運算放大電路230，用于將電流檢測芯片U4轉(zhuǎn)換成的電壓進行運算放大，放大預(yù)設(shè)倍數(shù)后形成檢測電壓VI，然后輸入ALC電路110。
[0033]本實施方式的基于ALC的功放保護系統(tǒng)，可實現(xiàn)ALC和AGC —體化。
[0034]優(yōu)選地，比較電路U7還可包括開關(guān)二極管，ALC電路110的第一輸入端與電流檢測電路200的輸出端連接、第二輸入端用于接收所述參考電壓、輸出端與所述開關(guān)二極管負(fù)端的連接，。AGC電路120的輸入端用于接收增益控制電壓，輸出端與所述開關(guān)二極管的正端連接。
[0035]ALC電路110可包括比較器，所述比較器的正端用于接收所述檢測電壓、負(fù)端用于接收所述參考電壓、輸出端通過所述開關(guān)二極管與所述AGC電路連接。
[0036]進一步地，ALC電路110優(yōu)選地可包括差分積分電路。
[0037]AGC電路120可包括比例加減法電路，比例加減法電路優(yōu)選地可包括比例加減法器。
[0038]運算放大電路230優(yōu)選地可與電流檢測芯片U4的輸出端連接。
[0039]優(yōu)選地，還可包括溫補電路，所述溫補電路的輸出端與比較電路U7的第二輸入端連接，向比較電路U7發(fā)送參考電壓V2。
[0040]優(yōu)選地，AGC電路120的第一輸入端可接收增益控制電壓V6，第二輸入端可接收參考電壓V5。
[0041]其中，電壓V2和V5可均為帶有溫度信息的參數(shù)，由溫補電路提供。在具體的保護過程中，采用檢測電壓Vl作為ALC電路110的控制元素，并配合AGC電路120、溫補一體化電路的射頻通信裝置，該電路在大功率設(shè)備及配合線性化技術(shù)的功率放大器中優(yōu)勢明顯。電流檢測電路200檢測功率放大設(shè)備總電流，電流檢測電壓經(jīng)過運算放大到合適的值VI，輸入到ALC電路110的負(fù)端，正端是帶有溫補信息的參考電壓V2，比較輸出的高低電壓可通過一個開關(guān)二極管和帶有溫補信息的AGC電路120相連，兩種共同控制著衰減電路U2，實現(xiàn)ALC、AGC、溫補一體化的作用。
[0042]如圖3所示。輸入功率很小的時候，檢測電壓Vl小于預(yù)設(shè)的參考電壓V2，此時射頻衰減器主要受AGC電路120的增益控制電壓V5控制，整個裝置保持增益恒定；隨著射頻輸入信號的增加，功率放大設(shè)備消耗的電流不斷增加，檢測電壓Vl不斷增加，當(dāng)達到額定輸出電流，此時V1=V2，輸入功率繼續(xù)增大，比較積分電路輸出剛好達到跳轉(zhuǎn)，射頻衰減器受Vl控制，繼續(xù)增加輸入功率，Vl完全控制射頻衰減器，此時輸出電流不變，增益不斷減小，此時整個設(shè)備保持著動態(tài)平衡狀態(tài)。上述的V2和V5，都是帶有溫度信息的參數(shù)，隨著設(shè)備溫度的變化，V2和V5的值也隨之變化，合理的溫補參數(shù)可以使設(shè)備的增益和ALC在整個溫度區(qū)間保持基本恒定，實現(xiàn)了 ALC、AGC (Automatic Gain Control,自動增益控制)、溫補一體化的功能。
[0043]以上所述實施例僅表達了本實用新型的幾種實施方式，其描述較為具體和詳細(xì)，但并不能因此而理解為對本實用新型專利范圍的限制。應(yīng)當(dāng)指出的是，對于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本實用新型構(gòu)思的前提下，還可以做出若干變形和改進，這些都屬于本實用新型的保護范圍。因此，本實用新型專利的保護范圍應(yīng)以所附權(quán)利要求為準(zhǔn)。
【權(quán)利要求】
1.一種基于ALC的功放保護系統(tǒng)，其特征在于，包括衰減電路、比較電路和電流檢測電路，所述電流檢測電路檢測功放設(shè)備消耗的電流、將所述電流轉(zhuǎn)換為檢測電壓并輸出，所述比較電路的第一輸入端與所述電流檢測電路的輸出端連接，第二輸入端用于接收參考電壓，輸出端與所述衰減電路的控制端連接，所述衰減電路通過其控制端接收控制電壓或所述檢測電壓、在所述控制電壓的控制下對輸入信號進行自動增益控制或在所述檢測電壓的控制下對所述輸入信號進行自動電平控制。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于ALC的功放保護系統(tǒng)，其特征在于，所述衰減電路包括壓控衰減器，所述壓控衰減器的控制端與所述比較電路的輸出端連接，輸入端用于接收所述輸入信號，輸出端用于向所述功放設(shè)備輸出控制后的信號。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于ALC的功放保護系統(tǒng)，其特征在于，所述比較電路包括ALC電路、AGC電路和開關(guān)二極管，所述ALC電路的第一輸入端與所述電流檢測電路的輸出端連接，第二輸入端用于接收所述參考電壓，輸出端與所述開關(guān)二極管的負(fù)端連接，所述AGC電路的輸入端用于接收增益控制電壓，輸出端與所述開關(guān)二極管的正端連接。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的基于ALC的功放保護系統(tǒng)，其特征在于，所述ALC電路包括比較器，所述比較器的正端用于接收所述檢測電壓，負(fù)端用于接收所述參考電壓，輸出端通過所述開關(guān)二極管與所述AGC電路連接。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于ALC的功放保護系統(tǒng)，其特征在于，所述電流檢測電路包括電流檢測芯片和精密電阻，所述功放設(shè)備的輸入電流通過所述精密電阻輸入所述功放設(shè)備，所述電流檢測芯片與所述精密電阻并聯(lián)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于ALC的功放保護系統(tǒng)，其特征在于，還包括溫補電路，所述溫補電路的輸出端與所述比較電路的第二輸入端連接，向所述比較電路發(fā)送所述參考電壓。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于ALC的功放保護系統(tǒng)，其特征在于，所述功放設(shè)備包括功率放大器。
8.根據(jù)權(quán)利要求1至7中任意一項所述的基于ALC的功放保護系統(tǒng)，其特征在于，還包括與衰減電路連接的限幅保護電路，所述限幅保護電路接收用于輸入所述功放設(shè)備的信號，并將峰值限定后的信號作為所述輸入信號發(fā)送至所述衰減電路。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的基于ALC的功放保護系統(tǒng)，其特征在于，所述限幅保護電路包括限幅器。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的基于ALC的功放保護系統(tǒng)，其特征在于，所述限幅器包括二極管限幅器。
【文檔編號】H03G3/20GK203788247SQ201420128628
【公開日】2014年8月20日 申請日期:2014年3月20日 優(yōu)先權(quán)日:2014年3月20日
【發(fā)明者】王坤, 李洋洋, 李鋼, 楊世朝 申請人:京信通信系統(tǒng)（廣州）有限公司