CN110247634A - 一种宽带高精度设备输出电平带斜率温度补偿方法及*** - Google Patents

一种宽带高精度设备输出电平带斜率温度补偿方法及*** Download PDF

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CN110247634A CN201910546645.8A CN201910546645A CN110247634A CN 110247634 A CN110247634 A CN 110247634A CN 201910546645 A CN201910546645 A CN 201910546645A CN 110247634 A CN110247634 A CN 110247634A
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Abstract

本发明公开了温度补偿技术领域一种宽带高精度设备输出电平带斜率温度补偿方法及***，方法步骤包括：1、在定标温度下，获取设备各衰减值的目标电压值；2、获取实时温度值，并从预设的表格中，查找到实时温度对应的衰减温变系数和均衡温变系数；3、将目标电压值、衰减温变系数、温度值、均衡温变系数分别代入公式，计算出衰减配置电压值和均衡配置电压值用于设备温度补偿。***包括：压控均衡器、压控衰减器、数模转换模块、数据处理器和温度传感器。采用压控衰减器和压控均衡器结合的方式，并结合相应的补偿算法实现了高精度的在整个频段范围内带斜率的温度补偿，补偿过程连续不跳变，没有门限限定，增益调整步进小于0.05dB。

Description

一种宽带高精度设备输出电平带斜率温度补偿方法及***
技术领域
本发明涉及温度补偿技术领域，特别涉及一种宽带高精度设备输出电平带斜率温度补偿方法及***。
背景技术
在现有的射频传输***和射频放大设备中,单个宽带设备输出电平随着温度的波动而变化,当温度变化范围较大时,例如-40℃～85℃,会造成输出电平变化较大,稳定度不够高,当设备级联后,由于温度的影响,网络射频指标会产生较大的偏差,其次,由于设备中的元器件对不同频率的温度特性不一样，设备无斜率补偿功能，造成输出斜率随温度变化而变化,虽然采用数控衰减可以对温度进行精确补偿,但存在补偿过程不连续，输出电平有跳变可能引起业务丢包。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术中所存在的上述不足，提供一种宽带高精度设备输出电平带斜率温度补偿方法及***。
为了实现上述发明目的，本发明提供了以下技术方案：
一种宽带高精度设备输出电平带斜率温度补偿方法，其特征在于，步骤包括：
S1，在定标温度下，获取设备各衰减值的目标电压值；
S2，获取实时温度值，从预设的温度—衰减补偿表中查找到实时温度值对应的衰减补偿值，从预设的衰减-温变系数表中查找到衰减补偿值对应的衰减温变系数；
S3，从预设的温度—均衡补偿表中查找到实时温度值对应的均衡补偿值，从预设的衰减-温变系数表中查找到均衡补偿值对应的均衡温变系数；
S4，将目标电压值、衰减温变系数、实时温度值带入衰减配置公式，计算出实时温度值下的衰减配置电压值；
S5，将目标电压值、均衡温变系数、实时温度值带入均衡配置公式，计算出实时温度值下的均衡配置电压值；
S6，将衰减配置电压值和均衡配置电压值用于设备温度补偿。
预设的衰减-温变系数表的获取步骤包括：
S11，以1dB为步进，测出压控衰减芯片在低温值、常温值和高温值时各衰减值对应的电压值；
S12，以1dB为步进，根据电压变化斜率计算公式，计算出各衰减值对应的衰减温变系数；
S13，各衰减值、常温值时各衰减值对应的电压值和衰减温变系数构成了预设的衰减-温变系数表。
预设的温度—衰减补偿表的获取步骤包括：
S21，当压控衰减芯片衰减补偿值为零，且温度为常温值时，测试出设备的增益值A0；
S22，在温补温度范围内每间隔+10℃(或-10℃)测试设备的增益值Ak，k＝25±10n，其中n＝1,2,3,4……，n为正整数；
S23，将增益值Ak和增益值A0做差，计算出每间隔10℃的衰减补偿值，构成预设的温度—衰减补偿表。
预设的温度—均衡补偿表的获取步骤包括：
S31，当压控衰减芯片衰减补偿值为零，且温度为常温值时，测试出设备的均衡值B0；
S32，在温补温度范围内每间隔+10℃(或-10℃)测试设备的均衡值Bj，j＝25±10n，其中n＝1,2,3,4……，n为正整数。
S33，将均衡值Bj和均衡值B0做差，计算出每间隔10℃的均衡补偿值，构成预设的温度—均衡补偿表。
衰减配置公式为：
vc[T1]_att＝VC1+K1*(T1-T0)
其中，vc[T1]_att为衰减配置电压值，VC1是目标电压值，K1是衰减温变系数、T1是获取的温度值，T0是定标温度。
均衡配置公式为：
vd[T1]_att＝Vd1+K2*(T1-T0)
其中，vd[T1]_att为均衡配置电压值，Vd1是目标电压值，K2是均衡温变系数、T1是实时的温度值，T0是定标温度。
基于同一发明构思，本发明还提出了一种宽带高精度设备输出电平带斜率温度补偿***，包括压控均衡器、压控衰减器、数模转换模块、数据处理器和温度传感器，其中，
温度传感器用于获取定标温度和实时的温度值；
数据处理器存储了预设的温度—衰减补偿表、衰减-温变系数表和预设的温度—均衡补偿表，并且从温度传感器获取定标温度和实时的温度值，根据实时的温度值，从预设的温度—衰减补偿表中查找到温度值对应的衰减补偿值，从预设的衰减-温变系数表中查找到衰减补偿值对应的衰减温变系数，从预设的温度—均衡补偿表中查找到温度值对应的均衡补偿值，从预设的衰减-温变系数表中查找到均衡补偿值对应的均衡温变系数，并根据目标电压值、衰减温变系数、温度值计算出温度值下的衰减配置电压值，根据目标电压值、均衡温变系数、温度值计算出温度值下的均衡配置电压值，输出衰减配置电压值和均衡配置电压值到数模转换模块；
数模转换模块分别将从数据处理器得到的衰减配置电压值和均衡配置电压值进行数模转换，并将转换后的衰减配置电压值输出到压控衰减器，将转换后的均衡配置电压值输出到压控均衡器；
压控均衡器和压控衰减器串联在射频设备的射频电路中，压控衰减器根据转换后的衰减配置电压值，对射频信号进行衰减，压控均衡器根据的转换后的均衡配置电压值对射频信号进行均衡。
进一步地，下行射频信号输入到串联在下行通道电路中的压控衰减器，下行射频信号在经过压控衰减器的温度补偿后输入到压控均衡器进行信号均衡，压控均衡器再输出经过均衡后的下行射频信号到下一级电路；
上行射频信号输入到串联在上行通道电路中的压控衰减器，上行射频信号在经过压控衰减器的温度补偿后输入到压控均衡器进行信号均衡，压控均衡器再输出经过均衡后的上行射频信号到下一级电路。
本发明还提出了包含了上述采用一种宽带高精度设备输出电平带斜率温度补偿方法的电路的射频通信部件、射频通信设备、射频通信***。
本发明还提出了包含了上述方案中任何一种宽带高精度设备输出电平带斜率温度补偿***的射频通信部件、射频通信设备、射频通信***。
与现有技术相比，本发明的有益效果：
1、采用压控衰减器和压控均衡器结合的方式，并结合相应的补偿算法实现了高精度的温度补偿。
2、除补偿单频段电平外，还针对整个频段范围设计带斜率的补偿方案。
3、实现了连续补偿，补偿过程连续不跳变，没有门限限定，增益调整步进小于0.05dB。
附图说明
图1为实施例1中一种宽带高精度设备输出电平带斜率温度补偿方法流程图；
图2为实施例1中衰减量-电压值曲线图；
图3为实施例1中一种下行通道温度补偿原理图；
图4为实施例1中一种上行通道温度补偿原理图。
具体实施方式
下面结合试验例及具体实施方式对本发明作进一步的详细描述。但不应将此理解为本发明上述主题的范围仅限于以下的实施例，凡基于本发明内容所实现的技术均属于本发明的范围。
实施例1
一种宽带高精度设备输出电平带斜率温度补偿方法流程图如图1所示，步骤包括：
S1，在定标温度下，获取射频设备各衰减值的目标电压值。
一般地，将定标温度设置为T0＝25℃(也可以是其他温度值)，以1dB为步进，测试出各衰减值的目标电压值，形成表格table_attvsvc_T0。
S2，获取温度值，从预设的温度—衰减补偿表中查找到所述温度值对应的衰减补偿值，从预设的衰减-温变系数表中查找到所述衰减补偿值对应的衰减温变系数。
其中，预设的衰减-温变系数表获取步骤为：
S11，以1dB为步进，测出压控衰减芯片在低温值、常温值和高温值的各衰减值对应的电压值。
以低温值-40℃、常温值20℃和高温值85℃为例，在测试设备供电环境下，断开前后级，测出压控衰减芯片各衰减值对应的电压值，得到基础数据如表1所示。将表1的数据图形化，得到的衰减量-电压值曲线图如图2所示。
表1压控衰减芯片各衰减值对应的电压值基础数据
S12，以1dB为步进，根据电压变化斜率计算公式，计算出各衰减值对应的衰减温变系数。
由图2可以看出，低温值-40℃、常温值20℃和高温值85℃情况下，衰减量-电压值曲线并不是线形的，且高低温呈开口状逐渐张开。但是每个衰减值对应的高温电压值和常温电压值的差值，与低温电压值和常温电压值的差值基本一样(高温差60℃，低温差65℃)。
由此可推测出某一特定衰减值，对应的电压值从高温到低温的变化是线性的，可以先求出不同衰减值的电压变化斜率。计算公式为：
其中，k为温变系数，i为衰减量，i＝1,2,3,……25，V高温i为高温85℃下，各衰减量对应的电压值，V低温i为低温-40℃下，各衰减量对应的电压值。
由公式(1)可求得各衰减量对应的温变系数，衰减量-温变系数表格如表2所示。
表2衰减量-温变系数表
S13，所述各衰减值、常温值和衰减温变系数构成了所述预设的衰减补偿-温变系数表。
将常温下(25℃)衰减量对应的电压值，加入表2中，即可得到衰减补偿量-温变系数表table_kvsat如表3所示。
表3衰减补偿量-温变系数表table_kvsat
其中，预设的温度—衰减补偿表获取的步骤为：
S21，当压控衰减芯片衰减补偿值为零，且温度为常温值时，测试出设备的增益值；在温补温度范围内每间隔10℃测试记录设备的增益值A0；
S22，在温补温度范围内每间隔+10℃(或-10℃)测试设备的增益值Ak，k＝25±10n，其中n＝1,2,3,4……，n为正整数。
S23，将所述增益值Ak和增益值A0做差，计算出每间隔10℃的衰减补偿值，构成预设的温度—衰减补偿表。获得的温度—衰减补偿表如表4所示。
表4温度—衰减补偿表
温度(℃) 衰减补偿(dB)
-40 1.72
-30 1.6
-20 1.365
-10 1.067
0 0.805
10 0.453
25 0
35 -0.267
45 -0.446
55 -0.71
65 -1.075
75 -1.399
85 -1.87
获取温度值，从预设的温度—衰减补偿表中查找到所述温度值对应的衰减补偿值，从预设的衰减-温变系数表中查找到与所述衰减补偿值最接近的两个补偿值，两个最接近补偿值对应的衰减温变系数的中间值，即为获取温度值对应的衰减温变系数。计算公式为：
M＝M1+(att-att1)(M2-M1)/(att2-att1)……(2)
其中，M为获取温度值对应的衰减温变系数，att为从预设的温度—衰减补偿表中查找到的衰减补偿值，att1为衰减-温变系数表中与att邻近值偏小的衰减补偿值，att2为衰减-温变系数表中与att1邻近值偏大的衰减补偿值，M2为衰减-温变系数表中衰减补偿值att2对应的衰减温变系数，M1为衰减-温变系数表中衰减补偿值att1对应的衰减温变系数。
例如，获取的温度值为-10℃，则在温度—衰减补偿表表4中查找到-10℃对应的衰减补偿为1.067dB，在衰减-温变系数表表3中，与衰减补偿1.067dB邻近值偏小的衰减补偿值为1dB，与衰减补偿1.067dB邻近值偏大的衰减补偿值为2dB，查表3得出，1dB对应的衰减温变系数为-0.00058，2dB对应的衰减温变系数为-0.00023，则-10℃对应的衰减温变系数由公式(2)求出，为-0.00055655。
由于衰减-温变系数表表3中的衰减值无负数，所以将表4中的衰减补偿值都加上预设的负值衰减补偿值，将负值调整为正值，得到临时衰减补偿值，例如，设置负值衰减补偿值为2dB，则可以得到温度-临时衰减补偿表如表5所示。
表5温度—临时衰减补偿表
温度(℃) 衰减补偿(dB)
-40 3.72
-30 3.6
-20 3.365
-10 3.067
0 2.805
10 2.453
25 2
35 1.733
45 1.554
55 1.29
65 0.925
75 0.601
85 0.13
例如，获取的温度值为35℃，则在温度—临时衰减补偿表(表5)中查找到35℃对应的衰减补偿为1.733，衰减-温变系数表表3中查找到两个邻近的衰减补偿值及其对应的温变系数表，通过公式(2)，可以求出对应的衰减温变系数为-0.00032345。
S3，从预设的温度—均衡补偿表中查找到所述温度值对应的均衡补偿值，从预设的衰减-温变系数表中查找到所述均衡补偿值对应的均衡温变系数。
其中，预设的温度—均衡补偿表获取的步骤包括：
S31，当压控衰减芯片衰减补偿值为零，且温度为常温值时，测试出设备的均衡值B0；
S32，在温补温度范围内每间隔+10℃(或-10℃)测试设备的均衡值Bj，j＝25±10n，其中n＝1,2,3,4……，n为正整数。
S33，将所述均衡值Bj和均衡值B0做差，计算出每间隔10℃的均衡补偿值，构成预设的温度—均衡补偿表，如表6所示。
表6温度—均衡补偿表
温度(℃) 均衡补偿(dB)
-40 -1.43
-30 -1.18
-20 -0.835
-10 -0.578
0 -0.425
10 -0.212
25 0
35 0.118
45 0.276
55 0.398
65 0.595
75 0.816
85 1.06
获取温度值，从预设的温度—均衡补偿表表6中查找到所述温度值对应的均衡补偿值，从预设的衰减-温变系数表表3中查找到与所述衰减补偿值最接近的两个补偿值，两个最接近补偿值对应的衰减温变系数的中间值，即为获取温度值对应的衰减温变系数，计算方法如公式(2)所示。
由于衰减-温变系数表表3中的衰减值无负数，所以将表6中的均衡补偿值都加上预设的负值均衡补偿值，将负值调整为正值，得到临时均衡补偿值，例如，设置负值均衡补偿值为1.5dB，则可以得到温度-临时均衡补偿表如表7所示。
表7温度—临时均衡补偿表
温度(℃) 均衡补偿(dB)
-40 0.07
-30 0.48
-20 0.67
-10 0.922
0 1.075
10 1.288
25 1.5
35 1.618
45 1.776
55 1.898
65 2.095
75 2.316
85 2.56
例如，获取的温度值为-10℃，则在温度—临时均衡补偿表(表7)中查找到-10℃对应的均衡补偿为0.922，衰减-温变系数表表3中查找与衰减补偿值0.922最接近的相邻两个衰减补偿值为0dB和1dB，1dB应对的衰减温变系数为-0.00058，0dB应对的衰减温变系数为0，则可以通过公式(2)求出对应的衰减温变系数为0.00111476，即，当温度值为-10℃时，对应的均衡温变系数为0.00111476。
S4，将所述目标电压值、衰减温变系数、温度值带入衰减配置公式，计算出所述温度值下的衰减配置电压值。
衰减配置公式为：
vc[T1]_att＝VC1+K1*(T1-T0)……(3)
其中，vc[T1]_att为衰减配置电压值，VC1是目标电压值，K1是衰减温变系数、T1是获取的温度值，T0是定标温度。
S5，将所述目标电压值、均衡温变系数、温度值带入均衡配置公式，计算出所述温度值下的均衡配置电压值。
均衡配置公式为：
vd[T1]_att＝Vd1+K2*(T1-T0)……(4)
其中，vd[T1]_att为均衡配置电压值，Vd1是目标电压值，K2是均衡温变系数、T1是实时的温度值，T0是定标温度。
S6，将求得的衰减配置电压值和均衡配置电压值用于对设备进行温度补偿。
基于同一构思，本发明还提出了一种宽带高精度设备输出电平带斜率温度补偿***，包括压控均衡器、压控衰减器、数模转换模块、数据处理器和温度传感器，其中，
温度传感器用于获取定标温度和实时的温度值；
数据处理器存储了预设的温度—衰减补偿表、衰减-温变系数表和预设的温度—均衡补偿表，并且从所述温度传感器获取定标温度和实时的温度值，根据实时的温度值，从预设的温度—衰减补偿表中查找到所述温度值对应的衰减补偿值，从预设的衰减-温变系数表中查找到所述衰减补偿值对应的衰减温变系数，从预设的温度—均衡补偿表中查找到所述温度值对应的均衡补偿值，从预设的衰减-温变系数表中查找到所述均衡补偿值对应的均衡温变系数，并根据目标电压值、衰减温变系数、温度值计算出所述温度值下的衰减配置电压值，根据所述目标电压值、均衡温变系数、温度值计算出所述温度值下的均衡配置电压值，输出所述衰减配置电压值和均衡配置电压值到数模转换模块；
数模转换模块分别将从数据处理器得到的所述衰减配置电压值和均衡配置电压值进行数模转换，并将转换后的衰减配置电压值输出到压控衰减器，将转换后的均衡配置电压值输出到压控均衡器；
压控均衡器和压控衰减器串联在射频设备的射频电路中，压控衰减器根据所述转换后的衰减配置电压值，对射频信号进行衰减，压控均衡器根据所述的转换后的均衡配置电压值对射频信号进行均衡。
一种下行通道温度补偿原理图如图3所示，下行射频信号输入到串联在下行通道电路中的所述压控衰减器，下行射频信号在经过所述压控衰减器的温度补偿后输入到所述压控均衡器进行信号均衡，所述压控均衡器再输出经过均衡后的下行射频信号到下一级电路，构成下行通道温度补偿。
一种上行通道温度补偿原理图如图4所示，上行射频信号输入到串联在上行通道电路中的所述压控衰减器，上行射频信号在经过所述压控衰减器的温度补偿后输入到所述压控均衡器进行信号均衡，所述压控均衡器再输出经过均衡后的上行射频信号到下一级电路，构成上行通道温度补偿。
射频通信部件、射频通信设备、射频通信***中包含了采用上述一种宽带高精度设备输出电平带斜率温度补偿方法的电路。
射频通信部件射频通信设备、射频通信***中包含了采用上述一种宽带高精度设备输出电平带斜率温度补偿***。

Claims (10)

1.一种宽带高精度设备输出电平带斜率温度补偿方法，其特征在于，步骤包括：
S1，在定标温度下，获取设备各衰减值的目标电压值；
S2，获取实时温度值，从预设的温度—衰减补偿表中查找到所述实时温度值对应的衰减补偿值，从预设的衰减-温变系数表中查找到所述衰减补偿值对应的衰减温变系数；
S3，从预设的温度—均衡补偿表中查找到所述实时温度值对应的均衡补偿值，从预设的衰减-温变系数表中查找到所述均衡补偿值对应的均衡温变系数；
S4，将所述目标电压值、衰减温变系数、实时温度值带入衰减配置公式，计算出所述实时温度值下的衰减配置电压值；
S5，将所述目标电压值、均衡温变系数、实时温度值带入均衡配置公式，计算出所述实时温度值下的均衡配置电压值；
S6，将所述衰减配置电压值和均衡配置电压值用于设备温度补偿。
2.如权利要求1所述的一种宽带高精度设备输出电平带斜率温度补偿方法，其特征在于，所述预设的衰减-温变系数表的获取步骤包括：
S11，以1dB为步进，测出压控衰减芯片在低温值、常温值和高温值时各衰减值对应的电压值；
S12，以1dB为步进，根据电压变化斜率计算公式，计算出各衰减值对应的衰减温变系数；
S13，所述各衰减值、常温值时各衰减值对应的电压值和衰减温变系数构成了所述预设的衰减-温变系数表。
3.如权利要求1所述的一种宽带高精度设备输出电平带斜率温度补偿方法，其特征在于，所述预设的温度—衰减补偿表的获取步骤包括：
S21，当压控衰减芯片衰减补偿值为零，且温度为常温值时，测试出设备的增益值A0；
S22，在温补温度范围内每间隔+10℃（或-10℃）测试设备的增益值Ak，k=25±10n，其中n=1,2,3,4……，n为正整数；
S23，将所述增益值Ak和增益值A0做差，计算出每间隔10℃的衰减补偿值，构成预设的温度—衰减补偿表。
4.如权利要求1所述的一种宽带高精度设备输出电平带斜率温度补偿方法，其特征在于，所述预设的温度—均衡补偿表的获取步骤包括：
S31，当压控衰减芯片衰减补偿值为零，且温度为常温值时，测试出设备的均衡值B0；
S32，在温补温度范围内每间隔+10℃（或-10℃）测试设备的均衡值Bj，j=25±10n，其中n=1,2,3,4……，n为正整数；
S33，将所述均衡值Bj和均衡值B0做差，计算出每间隔10℃的均衡补偿值，构成预设的温度—均衡补偿表。
5.如权利要求1所述的一种宽带高精度设备输出电平带斜率温度补偿方法，其特征在于，衰减配置公式为：
vc[T1]_att=VC1+K1*(T1-T0)
其中，vc[T1]_att为衰减配置电压值，VC1是目标电压值，K1是衰减温变系数、T1是获取的温度值，T0是定标温度。
6.如权利要求1所述的一种宽带高精度设备输出电平带斜率温度补偿方法，其特征在于，均衡配置公式为：
vd[T1]_att=Vd1+K2*(T1-T0)
其中，vd[T1]_att为均衡配置电压值，Vd1是目标电压值，K2是均衡温变系数、T1是实时的温度值，T0是定标温度。
7.一种宽带高精度设备输出电平带斜率温度补偿***，其特征在于，包括压控均衡器、压控衰减器、数模转换模块、数据处理器和温度传感器，其中，
所述温度传感器用于获取定标温度和实时的温度值；
所述数据处理器存储了预设的温度—衰减补偿表、衰减-温变系数表和预设的温度—均衡补偿表，并且从所述温度传感器获取定标温度和实时的温度值，根据所述实时的温度值，从预设的温度—衰减补偿表中查找到所述温度值对应的衰减补偿值，从预设的衰减-温变系数表中查找到所述衰减补偿值对应的衰减温变系数，从预设的温度—均衡补偿表中查找到所述温度值对应的均衡补偿值，从预设的衰减-温变系数表中查找到所述均衡补偿值对应的均衡温变系数，并根据所述目标电压值、衰减温变系数、温度值计算出所述温度值下的衰减配置电压值，根据所述目标电压值、均衡温变系数、温度值计算出所述温度值下的均衡配置电压值，输出所述衰减配置电压值和均衡配置电压值到数模转换模块；
所述数模转换模块分别将从数据处理器得到的所述衰减配置电压值和均衡配置电压值进行数模转换，并将转换后的衰减配置电压值输出到压控衰减器，将转换后的均衡配置电压值输出到压控均衡器；
所述压控均衡器和压控衰减器串联在射频设备的射频电路中，压控衰减器根据所述转换后的衰减配置电压值，对射频信号进行衰减，压控均衡器根据所述的转换后的均衡配置电压值对射频信号进行均衡。
8.如权利要求6所述的一种宽带高精度设备输出电平带斜率温度补偿***，其特征在于，下行射频信号输入到串联在下行通道电路中的所述压控衰减器，下行射频信号在经过所述压控衰减器的温度补偿后输入到所述压控均衡器进行信号均衡，所述压控均衡器再输出经过均衡后的下行射频信号到下一级电路；
上行射频信号输入到串联在上行通道电路中的所述压控衰减器，上行射频信号在经过所述压控衰减器的温度补偿后输入到所述压控均衡器进行信号均衡，所述压控均衡器再输出经过均衡后的上行射频信号到下一级电路。
9.射频通信部件、射频通信设备、射频通信***中包含了采用如权利要求1-5任一所述的一种宽带高精度设备输出电平带斜率温度补偿方法的电路。
10.射频通信部件、射频通信设备、射频通信***中包含了采用如权利要求6-8任一所述的一种宽带高精度设备输出电平带斜率温度补偿***。
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