CN102802253A

CN102802253A - 控制不同峰均比信号和不同时隙信号功率稳定度的装置

Info

Publication number: CN102802253A
Application number: CN2012102468977A
Authority: CN
Inventors: 何建成; 王文海
Original assignee: Wuhan Hongxin Telecommunication Technologies Co Ltd
Current assignee: CICT Mobile Communication Technology Co Ltd
Priority date: 2012-07-17
Filing date: 2012-07-17
Publication date: 2012-11-28
Anticipated expiration: 2032-07-17
Also published as: CN102802253B

Abstract

本发明涉及移动通信技术领域中的一种控制不同峰均比信号和不同时隙信号功率稳定度的方法及装置，其不同之处在于：其包括用于实现对均值功率进行控制的模拟环路、用于实现对时隙信号功率进行控制的数字环路、用于实现温度检测功能的温度传感器，所述模拟环路由压控衰减器、功率放大器、耦合器、功率检测器、电压比较器、单片机组成；所述数字环路由数控衰减器、功率放大器、耦合器、功率检测器、单片机组成。本发明提高了功率放大器在不同温度下控制不同峰均比信号和不同时隙信号的功率稳定度，实现了功率放大器稳定输出不同信号不同功率等级的功率，实现了对功率放大器输出功率的控制。

Description

控制不同峰均比信号和不同时隙信号功率稳定度的装置

技术领域

本发明涉及移动通信技术领域中的一种控制不同峰均比信号和不同时隙信号功率稳定度的装置。

背景技术

GSM调制信号每载含8个全速率时隙信号，移动台信号功率的发射不是连续的，仅在规定的时隙内发射脉冲序列；一个突发脉冲序列就是一串已调制的载频数据流，发生在一个时隙内，一个时隙持续时间为(576+12/13)us。一个全时隙信号含8个连续的单时隙信号，一个全时隙信号的持续时间大约为4.6ms（577us*8）。

在实际应用中，不一定每载频GSM调制信号都是用全时隙的信号，有的时候只用单时隙，有的时候用半时隙（4个时隙），在使用中所用GSM信号从单时隙到全时隙不等。相同大小的单时隙信号和全时隙信号峰值功率的大小是一样的，但是均值功率的大小却相差8-9dB，在实际应用中要求单时隙信号和多时隙信号的输出功率是等同大小的（峰值功率大小相等）。采用模拟环路实现功率放大器输出功率的控制时，只能实现对信号均值功率的控制，这样就会造成只有单时隙信号时输出功率控制比全时隙信号大8-9dB的现象出现，不能满足实际的应用要求。采用数字环路可以实现对时隙信号输出功率的控制，但是数控衰减器是有步进的，目前业内通用步进为0.5dB，采用此数控衰减器来实现输出功率控制时就会出现实际输出功率比控制功率至少大于0.5dB的现象出现。而随着通讯技术的发展，基站和直放站要求的输出功率越来越大，这也要求相应的功率放大器的输出功率越来越大。在大功率的功率放大器中，均值输出功率达到标称满功率时，均值输出功率每增加0.5dB，放大器的线性指标恶化就会比较快，这样就会影响通信质量，且当均值输出功率较大时增加0.5dB的功率输出，设备功耗会增加较多，造成设备线性指标差温度高等问题的出现，因此现在移动通信基站和直放站功放设计中对功放输出稳定性的要求越来越高。但是由于器件在不同温度的环境下性能和精度会有所改变，这样就影响了功率放大器在不同温度下的输出稳定性，因此不管是基站还是直放站内，必须采取有用的措施，提高功率放大器的输出稳定性。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的缺点，提供一种控制不同峰均比信号和不同时隙信号功率稳定度的装置，提高了功率放大器在不同温度下控制不同峰均比信号和不同时隙信号的功率稳定度，实现了功率放大器稳定输出不同信号不同功率等级的功率，实现了对功率放大器输出功率的控制。

本发明通过以下技术方案解决上述技术问题：控制不同峰均比信号和不同时隙信号功率稳定度的装置，其不同之处在于：其包括用于实现对均值功率进行控制的模拟环路、用于实现对时隙信号功率进行控制的数字环路、用于实现温度检测功能的温度传感器，所述模拟环路由压控衰减器、功率放大器、耦合器、功率检测器、电压比较器、单片机组成；所述数字环路由数控衰减器、功率放大器、耦合器、功率检测器、单片机组成；射频信号从信号输入口进入到压控衰减器，压控衰减器根据电压比较器提供的电压对射频信号进行衰减幅度控制，经过压控衰减器的射频信号输出到数控衰减器；数控衰减器根据单片机提供的衰减量对射频信号进行衰减幅度控制，经过数控衰减器的射频信号输出到功率放大器；功率放大器对射频信号进行放大，放大后的大功率射频信号主要由信号输出口输出；耦合器从功率放大器的出口耦合部分射频信号给功率检测器；功率检测器将射频信号转换成模拟直流电压信号，此直流电压信号提供给电压比较器和单片机；电压比较器的比较电压分别来自功率检测器和单片机，并根据两路电压的实时情况进行比较，同时将经过比较后的电压输出到压控衰减器，同时控制压控衰减器衰减的幅度值，从而实现对功率放大器输出功率的控制；在高低温不同温度的环境中，温度传感器将检测到功率放大器的实时温度提供给单片机，单片机根据检测温度对电压比较器的电压进行调整，使功率放大器在不同温度环境中输出功率保持稳定；单片机将来自功率检测器的时变电压进行取最大值处理，将得到的输出功率值与单片机中ALC（Automatic Level Control，自动电平控制）功率设置值进行比较得到数控衰减器的衰减量，单片机将此数控衰减器的衰减值发给数控衰减器，数控衰减器根据单片机提供的衰减量对射频信号进行衰减幅度控制，从而实现对功率放大器输出功率的控制；在高低温不同温度的环境中，温度检测器将检测到功率放大器的实时温度提供给单片机，单片机根据检测温度对功率检测值进行温补调整，使功率放大器在不同温度下检测到的输出功率与实际输出功率相同，使功率放大器在不同温度环境中输出功率保持稳定。

具体的，所述单片机将来自功率检测器的时变电压进行取最大值处理，一次取最大值的时间大于4.6ms。

本发明总体原理为：采用压控衰减器，功率放大器，耦合器，功率检测器，单片机，电压比较器搭建模拟闭环功率控制***；采用数控衰减器，功率放大器，耦合器，功率检测器，单片机搭建数字闭环功率控制***；先进行模拟环路ALC控制，然后进行数字环路ALC控制；模拟环路实现对均值功率的控制，数字环路实现对时隙信号功率的控制。采用温度检测器，单片机实现监控功率放大器的工作状态；通过控制程序实现自动输出功率检测、温度自动查询，功率温补电压值调用等自动化控制提高功率放大器的输出功率稳定度。

对比现有技术，本发明的有益效果如下：

1）、实现不同峰均比信号和不同时隙信号功率的稳定控制；

2）、提高了功率放大器在不同温度下的功率稳定度；

3）、实现了功率放大器稳定输出不同功率等级的功率；

4）、可根据实际需求，简单实现对功率放大器输出功率的控制；

5）、可操作性强。

附图说明

图1为本发明实施例闭环功率控制***连接图；

图中：

10—压控衰减器； 20—数控衰减器； 30—功率放大器；

40—耦合器； 50—功率检测器； 60—电压比较器；

70—单片机； 80—温度传感器；

A—信号输入口； B—信号输出口。

具体实施方式

下面通过具体实施方式结合附图对本发明作进一步详细说明。

为了提高功率放大器在不同温度环境下、不同调制信号、不同时隙信号、不同峰均比信号、不同载波信号的功率稳定度，使功率放大器在不同温度环境中采用不同调制信号、不同时隙信号、不同峰均比信号、不同载波信号时功率稳定度偏差小于0.5dB，本发明采用模拟环路和数字环路共同控制设备输出功率，用模拟环路来精准的控制设备的均值输出功率，保证设备标称功率下的线性指标，用数字环路来实现对时隙信号功率的控制，通过单片机温度补偿来实现不同温度下输出功率的控制。

本发明总体步骤如下：

1）、由耦合器和功率检测器完成功率放大器输出功率的检测；

2）、由功率检测器和单片机完成不同峰均比信号和不同时隙信号的处理；

3）、由单片机和温度传感器完成功率放大器工作温度的采集和判断；

4）、由单片机或控制器和压控衰减器实现不同温度下功率放大器功率稳定度的控制；

5）、由单片机或控制器和数控衰减器实现不同温度下功率放大器功率稳定度的控制；

6）、单片机或控制器是完成整个功率控制和温度补偿的控制终端，由单片机或控制器完成不同温度下不同峰均比信号和不同时隙信号功率稳定度精确补偿的控制。

如图1所示，本发明控制不同峰均比信号和不同时隙信号功率稳定度的装置，其特征在于：其包括用于实现对均值功率进行控制的模拟环路、用于实现对时隙信号功率进行控制的数字环路、用于实现温度检测功能的温度传感器80，所述模拟环路由压控衰减器10、功率放大器30、耦合器40、功率检测器50、电压比较器60、单片机70组成；所述数字环路由数控衰减器20、功率放大器30、耦合器40、功率检测器50、单片机70组成。

具体的，其连接方式为：信号输入口A、压控衰减器10、数控衰减器20、功率放大器30、耦合器40和信号输出口B依次连接；耦合器40、功率检测器50、电压比较器60和压控衰减器10依次连接；耦合器40、功率检测器50、单片机70和数控衰减器20依次连接；功率放大器30、温度传感器80、单片机70依次连接。

其工作原理是：

①射频信号从信号输入口A进入到压控衰减器10；

②压控衰减器10根据电压比较器60提供的电压对射频信号进行衰减幅度控制，经过压控衰减器10的射频信号输出到数控衰减器20；

③数控衰减器20根据单片机提供的衰减量对射频信号进行衰减幅度控制，经过数控衰减器20的射频信号输出到功率放大器30；

④功率放大器30对射频信号进行放大，放大后的大功率射频信号主要由信号输出口B输出；

⑤耦合器40从功率放大器30的出口耦合部分射频信号给功率检测器50；

⑥功率检测器50将射频信号转换成模拟直流电压信号，此直流电压信号提供给电压比较器60和单片机70；

⑦电压比较器60的比较电压分别来自功率检测器50和单片机70，并根据两路电压的实时情况进行比较，同时将经过比较后的电压输出到压控衰减器10，同时控制压控衰减器10衰减的幅度值，从而实现对功率放大器输出功率的控制；在高低温不同温度的环境中，温度检测器80将检测到功率放大器30的实时温度提供给单片机70，单片机70根据检测温度对电压比较器60的电压进行调整，使功率放大器30在不同温度环境中输出功率保持稳定；

⑧单片机70将来自功率检测器50的时变电压进行取最大值处理，一次取最大值的时间大于4.6ms（让其覆盖一个全时隙信号），将得到的输出功率值与单片机中ALC功率设置值进行比较得到数控衰减器的衰减量，

数控衰减器的衰减值=单片机检测到的实时输出功率-ALC功率设置值

单片机70将此数控衰减器的衰减值发给数控衰减器20，数控衰减器20根据单片机70提供的衰减量对射频信号进行衰减幅度控制，从而实现对功率放大器30输出功率的控制；在高低温不同温度的环境中，温度检测器80将检测到功率放大器30的实时温度提供给单片机70，单片机70根据检测温度对功率检测值进行温补调整，使功率放大器30在不同温度下检测到的输出功率与实际输出功率相同，使功率放大器30在不同温度环境中输出功率保持稳定。

其功能块（结构及其功能）如下：

1）、压控衰减器10

压控衰减器10选用包括但不限于压控衰减器、流控衰减器等集成或者搭建的具有可控衰减功能的电路或者器件。用于实现射频信号衰减功能。

2）、数控衰减器20

数控衰减器20选用具有一定步进的数控衰减器。功率检测器20。

3）、功率放大器30

功率放大器30选用具有射频信号放大功能的所有器件。用于实现射频信号的放大功能。

4）、耦合器40

耦合器40选用包括但不限于微带偶合器、腔体偶合器、介质耦合器、电容耦合器、电阻耦合器、电感耦合器等具有耦合射频信号功能的器件或方式。用于实现射频信号的耦合功能。

5）、功率检测器50

功率检测器50选用包括但不限于集成功率检测器，或者采用二极管等器件搭建的具有射频信号检测功能的电路。用于实现对射频信号的检测功能，将射频信号大小转换成模拟直流电压大小。

6）、电压比较器60

电压比较器60选用包括但不限于集成电压比较器，或者采用运算放大器、三极管等器件搭建的具有电压比较功能的电路。用于比较检波电压和单片机提供的电压大小。

7）、单片机70

单片机70选用包括但不限于各类单片机、FPGA等可编程器件。用于实现***的自动化控制功能。

8）、温度传感器80

温度传感器80选用包括但不限于集成温度检测器，或者采用热敏电阻等温度敏感器件搭建的具有温度检测功能的电路。用于实现温度检测功能。

以上内容是结合具体的实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本发明的保护范围。

Claims

1.控制不同峰均比信号和不同时隙信号功率稳定度的装置，其特征在于：其包括用于实现对均值功率进行控制的模拟环路、用于实现对时隙信号功率进行控制的数字环路、用于实现温度检测功能的温度传感器（80），所述模拟环路由压控衰减器（10）、功率放大器（30）、耦合器（40）、功率检测器（50）、电压比较器（60）、单片机（70）组成；所述数字环路由数控衰减器（20）、功率放大器（30）、耦合器（40）、功率检测器（50）、单片机（70）组成；射频信号从信号输入口（A）进入到压控衰减器（10），压控衰减器（10）根据电压比较器（60）提供的电压对射频信号进行衰减幅度控制，经过压控衰减器（10）的射频信号输出到数控衰减器（20）；数控衰减器（20）根据单片机提供的衰减量对射频信号进行衰减幅度控制，经过数控衰减器（20）的射频信号输出到功率放大器（30）；功率放大器（30）对射频信号进行放大，放大后的大功率射频信号主要由信号输出口（B）输出；耦合器（40）从功率放大器（30）的出口耦合部分射频信号给功率检测器（50）；功率检测器（50）将射频信号转换成模拟直流电压信号，此直流电压信号提供给电压比较器（60）和单片机（70）；电压比较器（60）的比较电压分别来自功率检测器（50）和单片机（70），并根据两路电压的实时情况进行比较，同时将经过比较后的电压输出到压控衰减器（10），同时控制压控衰减器（10）衰减的幅度值，从而实现对功率放大器输出功率的控制；在高低温不同温度的环境中，温度传感器（80）将检测到功率放大器（30）的实时温度提供给单片机（70），单片机（70）根据检测温度对电压比较器（60）的电压进行调整，使功率放大器（30）在不同温度环境中输出功率保持稳定；单片机（70）将来自功率检测器（50）的时变电压进行取最大值处理，将得到的输出功率值与单片机（70）中ALC功率设置值进行比较得到数控衰减器的衰减量，单片机（70）将此数控衰减器的衰减值发给数控衰减器（20），数控衰减器（20）根据单片机（70）提供的衰减量对射频信号进行衰减幅度控制，从而实现对功率放大器（30）输出功率的控制；在高低温不同温度的环境中，温度检测器（80）将检测到功率放大器（30）的实时温度提供给单片机（70），单片机（70）根据检测温度对功率检测值进行温补调整，使功率放大器（30）在不同温度下检测到的输出功率与实际输出功率相同，使功率放大器（30）在不同温度环境中输出功率保持稳定。

2.根据权利要求1所述的控制不同峰均比信号和不同时隙信号功率稳定度的装置，其特征在于：所述单片机（70）将来自功率检测器（50）的时变电压进行取最大值处理，一次取最大值的时间大于4.6ms。