CN110247636B - 射频功放电路及其输出功率开关控制电路、控制方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种射频功放电路及其输出功率开关控制电路、控制方法，该输出功率开关控制电路包括：第一促进辅助电路，耦接至射频功放电路功率管的控制端，用于在功率管打开信号的上升沿的至少初始阶段，提供辅助正向信号，使得上升沿的至少初始阶段加速爬升；和/或第二促进辅助电路，耦接至射频功放电路功率管的控制端，用于在功率管关闭信号的下降沿的至少初始阶段，提供辅助反向信号，使得下降沿的至少初始阶段加速下降。本发明能够提升射频功放电路的性能，降低成本。
Description
技术领域
本发明涉及通信的技术领域，涉及一种射频功放电路及其输出功率开关控制电路、控制方法。
背景技术
目前采用DMR(Digital Mobile Radio，数字集群通信)通信协议的通信装置按照30ms发射和30ms关闭发射进行工作。其中，ACTP(Adjacent channel transmit Power，发射瞬间临道功率)是通信装置的关键指标，影响通信装置的通话质量。为了避免发射数据丢失，因此通信装置的功率上升的时间和下降的时间需要快，即通信装置的射频功放电路的上电和关电要快。而在射频功放电路开启或者关闭时，ACTP越低越好，即通信装置的射频功放电路的上电和关电要缓慢。
现有技术的通信装置通过调试在时序脉冲信号链路上的滤波电容，以调整滤波电容的大小，进而平衡ACTP和功率上升的时间和下降的时间。但需要花费很长的时间去调试，耗费大量人力，效率低，成本高。
发明内容
为了解决上述问题，本发明提供一种射频功放电路及其输出功率开关控制电路、控制方法，能够提高效率，降低成本。
为解决上述技术问题，本发明还提供一种射频功放电路的输出功率开关控制电路，其包括：第一促进辅助电路，耦接至所述射频功放电路功率管的控制端，用于在所述功率管打开信号的上升沿的至少初始阶段，提供辅助正向信号，使得所述上升沿的至少初始阶段加速爬升；和/或第二促进辅助电路，耦接至所述射频功放电路功率管的控制端，用于在所述功率管关闭信号的下降沿的至少初始阶段，提供辅助反向信号，使得所述下降沿的至少初始阶段加速下降。
其中，输出功率开关控制电路包括：微控制器，所述微控制器包括第一促进信号输出端和第二促进信号输出端；所述第一促进信号输出端耦接至所述第一促进辅助电路，提供第一促进信号以控制所述第一促进辅助电路工作；所述第二促进信号输出端耦接至所述第二促进辅助电路，提供第二促进信号以控制所述第二促进辅助电路工作。
其中，所述第一促进辅助电路包括第一电压源、第一开关，所述第一电压源耦接至所述第一开关的一端，所述第一开关的另一端耦接至所述射频功放电路功率管的控制端，所述第一开关的控制端耦接至所述第一促进信号输出端；所述第二促进辅助电路包括第二电压源、第二开关，所述第二电压源耦接至所述第二开关的一端，所述第二开关的另一端耦接至所述射频功放电路功率管的控制端，所述第二开关的控制端耦接至所述第二促进信号输出端；其中，所述第一电压源的电压高于所述第二电压源的电压，且所述第一电压源的电压高于所述上升沿初始阶段的电压，所述第二电压源的电压低于所述下降沿初始阶段的电压。
其中，所述第一促进辅助电路包括第一电阻，所述第一电阻耦接于所述第一开关与所述射频功放电路功率管的控制端之间。
其中，所述第一开关耦接所述功率管控制端的一端还通过第二电阻接地。
其中，在所述功率管打开信号的上升沿的至少初始阶段，先以第一斜率K1＝P1/T1控制所述功率管的输出功率从零爬升到P1，再以比第一斜率更缓的第二斜率K2＝(P2-P1)/(T2-T1)控制功率管的输出功率爬升到目标功率P2；其中T1为所述功率管的输出功率从零爬升到P1的时间，T2为所述功率管的输出功率从零爬升到P2的时间，T3为所述功率管的输出功率开始下降的时间，T4为所述功率管的输出功率下降为零的时间。
其中，在所述功率管关闭信号的下降沿的至少初始阶段，以第三斜率K3＝P2/(T4-T3)控制所述功率管的输出功率下降为零。
其中，在所述第一促进辅助电路工作时，所述第二促进辅助电路不工作，在所述第二促进辅助电路工作时，所述第一促进辅助电路不工作。
为解决上述技术问题，本发明还提供一种射频功放电路，其包括：控制电路以及上述输出功率开关控制电路，其中所述控制电路控制所述第一促进辅助电路、第二促进辅助电路的工作。
为解决上述技术问题，本发明还提供一种射频功放电路的输出功率开关控制方法，其包括：在所述射频功放电路的功率管打开信号的上升沿的至少初始阶段，提供辅助正向信号，使得所述上升沿的至少初始阶段加速爬升；和/或在所述功率管关闭信号的下降沿的至少初始阶段，提供辅助反向信号，使得所述下降沿的至少初始阶段加速下降。
与现有技术相比，本发明的输出功率开关控制电路包括：第一促进辅助电路，耦接至射频功放电路功率管的控制端，用于在功率管打开信号的上升沿的至少初始阶段，提供辅助正向信号，使得上升沿的至少初始阶段加速爬升；和/或第二促进辅助电路，耦接至射频功放电路功率管的控制端，用于在功率管关闭信号的下降沿的至少初始阶段，提供辅助反向信号，使得下降沿的至少初始阶段加速下降；由于通过设置第一促进辅助电路和第二促进辅助电路，缩短功率管输出功率的上升时间和下降时间，提升射频功放电路的性能；此外，无需调试射频功放电路的滤波电容，因此在射频功放电路满足ACTP指标时，避免耗费大量人力和时间进行调试，提高效率，降低成本。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明第一实施例输出功率开关控制电路的结构示意图；
图2是图1中输出功率开关控制电路和功率管的时序示意图；
图3是本发明第一实施例输出功率开关控制电路的电路图；
图4是图3中实际检测功率管的输出功率的波形示意图；
图5是图3中实际检测功率管的ACTP的波形示意图；
图6是本发明第三实施例输出功率开关控制电路的电路图；
图7是本发明第四实施例输出功率开关控制电路的电路图；
图8是本发明第一实施例射频功放电路的结构示意图；
图9是本发明第一实施例射频功放电路的输出功率开关控制方法的流程示意图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例，对本发明作进一步的详细描述。特别指出的是，以下实施例仅用于说明本发明，但不对本发明的范围进行限定。同样的，以下实施例仅为本发明的部分实施例而非全部实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”、“第三”“第四”等(如果存在)是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本发明的实施例例如能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、***、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。
请参见图1所示，图1是本发明第一实施例输出功率开关控制电路的结构示意图。该输出功率开关控制电路10用于射频功放电路20，输出功率开关控制电路10可包括第一促进辅助电路11和第二促进辅助电路12，射频功放电路20包括功率管21和控制环路电路22。在其他实施例中，输出功率开关控制电路可包括第一促进辅助电路或第二促进辅助电路。
其中，第一促进辅助电路11和第二促进辅助电路12耦接至功率管21的控制端211，第一促进辅助电路11用于在功率管21打开信号的上升沿的至少初始阶段提供辅助正向信号，以使功率管21在上升沿的至少初始阶段加速爬升。第二促进辅助电路11用于在功率管21关闭信号的下降沿的至少初级阶段提供辅助反向信号，以使功率管21在下降沿的至少初级阶段加速下降。
具体地，控制环路电路22耦接功率管21的控制端211，用于改变功率管21的控制端211的电压Vapc，以调整功率管21输出的功率。
结合图2的时序图描述功率开关控制电路10的工作原理。
在功率管21打开信号时，控制环路电路22向功率管21的控制端211提供电压Vapc，功率管21工作，第一促进辅助电路11向功率管21的控制端211提供辅助正向信号。功率管21打开信号的上升沿的至少初始阶段可为功率管21的输出功率从零爬升到P2，如图2所示，即时间T0-T2。在T0-T1时，第一促进辅助电路11和控制环路电路22将控制端211的电压Vapc提升到第一预设电压V1，以使得功率管21的输出功率从零爬升到P1。在T1-T2时，第一促进辅助电路11和控制环路电路22将控制端211的电压Vapc提升到第二预设电压V2，以使得功率管21的输出功率从P1爬升到P2。在T2-T3，功率管21的输出功率为P2时，第一促进辅助电路11停止工作，控制环路电路22控制控制端211的电压Vapc维持在第二预设电压V2。因此第一促进辅助电路11用于在打开信号的上升沿的至少初始阶段(T0-T2)将控制端211的电压Vapc由零加速爬升至第二预设电压V2，以使功率管21的输出功率从零加速爬升到P2，能够缩短功率管21的输出功率从零爬升到P2的时间。
在功率管21关闭信号时，功率管21的控制端211的电压Vapc由第二预设电压V2下降至0；第二促进辅助电路12向功率管21的控制端211提供辅助反向信号。功率管21关闭信号的下降沿的至少初始阶段可为功率管21的输出功率从P2下降为零，如图2所示，即时间T3-T4。在T3-T4时，第二促进辅助电路12和控制环路电路22将控制端211的电压Vapc从第二预设电压V2下降为零，以使得功率管21的输出功率从P2下降为零。在功率管21的输出功率为零时，功率管21停止工作。因此，能够缩短功率管21的输出功率从P2下降到零的时间。
其中，T1为功率管21的输出功率从零爬升到P1的时间，T2为功率管21的输出功率从零爬升到P2的时间，T3为功率管21的输出功率开始下降的时间，T4为功率管21的输出功率下降为零的时间。
其中，第一促进辅助电路11和第二促进辅助电路12用于缩短上升沿的至少初始阶段的时间和下降沿的至少初始阶段的时间，进而缩短功率管21输出功率的上升时间和下降时间，提升射频功放电路20的性能。此外，无需调试射频功放电路20的滤波电容，在射频功放电路满足ACTP指标时，避免耗费大量人力和时间进行调试，提高效率，降低成本。
本发明提供第二实施例的输出功率开关控制电路，如图3所示，该输出功率开关控制电路10还包括微控制器13，微控制器13包括第一促进信号输出端131和第二促进信号输出端132。其中，第一促进信号输出端131耦接至第一促进辅助电路11，微控制器13用于提供第一促进信号，以控制第一促进辅助电路11工作；第二促进信号输出端132耦接至第二促进辅助电路12，微控制器13用于提供第二促进信号，以控制第二促进辅助电路12工作。
其中，第一促进辅助电路11包括第一电压源Vs和第一开关K1，第一电压源Vs耦接至第一开关K1的一端，第一开关K1的另一端耦接至射频功放电路20的功率管21的控制端211，第一开关K1的控制端耦接至第一促进信号输出端131。第二促进辅助电路12包括第二电压源Vd和第二开关K2，第二电压源Vd耦接至第二开关K2的一端，第二开关K2的另一端耦接至射频功放电路20的功率管21的控制端211，第二开关K2的控制端耦接至第二促进信号输出端132。
其中，第一电压源Vs的电压高于第二电压源Vd的电压，且第一电压源Vs的电压高于上升沿初始阶段的电压，即第一电压源Vs的电压大于第二预设电压V2；第二电压源Vs的电压低于下降沿初始阶段的电压，即第二电压源Vd的电压小于第二预设电压V2。第一电压源Vs可为5V电压源，第二电压源Vd可为接地电压。
第一促进辅助电路11还包括第一电阻R1和第二电阻R2，其中第一电阻R1耦接于第一开关K1与功率管21的控制端211之间；第一开关K1耦接功率管21的控制端211的一端通过第二电阻R2接地。
在T0-T2时，微控制器13通过第一促进信号输出端131输出第一促进信号至第一开关K1的控制端，以控制第一开关K1导通，此时第一促进辅助电路11向功率管21的控制端211提供辅助正向信号，即第一电压源Vs向功率管21的控制端211提供辅助正向信号，以使功率管21的输出功率从零加速爬升到P2。此时，第二开关K2断开，即第一促进辅助电路11工作时，第二促进辅助电路12不工作。其中，在T0-T1时，即在功率管21打开信号的上升沿的至少初始阶段，先以第一斜率K1＝P1/T1控制功率管21的输出功率从零爬升到P1；在T1-T2时，再以比第一斜率更缓的第二斜率K2＝(P2-P1)/(T2-T1)控制功率管21的输出功率爬升到目标功率P2。
在T2-T3时，微控制器13停止输出第一促进信号，此时第一开关K1和第二开关K2断开。
在T3-T4时，微控制器13通过第二促进信号输出端132输出第二促进信号至第二开关K2的控制端，以控制第二开关K2导通，此时第二促进辅助电路12向功率管21的控制端211提供辅助反向信号，即功率管21的控制端211接地，以使功率管21的输出功率从P2加速下降到零。此时，第一开关K1断开，即第二促进辅助电路12工作时，第一促进辅助电路11不工作。其中，在所功率管21关闭信号的下降沿的至少初始阶段，以第三斜率K3＝P2/(T4-T3)控制功率管21的输出功率下降为零。
如图4所示，本实施例的实际检测功率管21的输出功率的波形图；第一促进辅助电路11用于缩短上升沿的至少初始阶段的时间，提升射频功放电路20的性能。如图5所示，本实施例的实际检测功率管21的ACTP的波形图；由于无需调试射频功放电路20的滤波电容，在射频功放电路满足ACTP指标时，避免耗费大量人力和时间进行调试，提高效率，降低成本。
本发明提供第三实施例的输出功率开关控制电路，如图6所示，第一促进辅助电路11包括第一开关管Q1、第一二极管D1、第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R3、第四电阻R4以及第一电压源Vs，第一开关管Q1的栅极连接第一促进信号输出端131，第一开关管Q1的源极接地，第一开关管Q1的漏极连接第三电阻R3的一端和第一二极管D1的负极，第三电阻R3的另一端通过第一电阻R1连接功率管21的控制端211，第二电阻R2的一端接地，第二电阻R2的另一端连接至第一电阻R1和第三电阻R3之间，第一二极管D1的正极通过第四电阻R4连接第一电压源Vs。其中，第一电压源Vs的电压值可为9V。
第二促进辅助电路12包括第二开关管Q2和第五电阻R5，第二开关管Q2的栅极连接第二促进信号输出端132，第二开关管Q2的源极接地，第二开关管Q2的漏极通过第五电阻R5连接功率管21的控制端211。
控制环路电路22包括第二二极管D2和第六电阻R6，第二二极管D2的正极连接微控制器13的第三输出端133，第二二极管D2的负极连接功率管21的控制端211，第六电阻R6与第二二极管D2并联连接。
本发明提供第四实施例的输出功率开关控制电路，如图7所示，第一促进辅助电路11包括第一开关管Q1、第二开关管Q2、第一电阻R1、第二电阻R2以及第一电压源Vs，第二开关管Q2的栅极连接第一促进信号输出端131，第二开关管Q2的源极接地，第二开关管Q2的漏极连接第一开关管Q1的栅极和第一电阻R1的一端，第一电阻R1的另一端连接第一电压源Vs和第二电阻R2的一端；第二电阻R2的另一端连接第一开关管Q1的源极，第一开关管Q1的漏极连接功率管21的控制端211。其中，第一电压源Vs的电压值可为7V。
第二促进辅助电路12包括第三开关管Q3和第三电阻R3，第三开关管Q3的栅极连接第二促进信号输出端132，第三开关管Q3的源极接地，第三开关管Q3的漏极通过第三电阻R3连接功率管21的控制端211。
本发明进一步提供一种射频功放电路，如图8所示，该射频功放电路70包括控制电路71和上述实施例所描述的输出功率开关控制电路10，控制电路71用于控制第一促进辅助电路11和第二促进辅助电路12的工作。
本发明进一步提供一种射频功放电路的输出功率开关控制方法，如图9所示，该控制方法包括以下步骤：
S101：在射频功放电路20的功率管21打开信号的上升沿的至少初始阶段，提供辅助正向信号，使得上升沿的至少初始阶段加速爬升；
S102：在功率管21关闭信号的下降沿的至少初始阶段，提供辅助反向信号，使得下降沿的至少初始阶段加速下降。
其中，步骤S101和S102应用于上述实施例的输出功率开关控制电路10，在此不再赘述。
综上所述，本发明的输出功率开关控制电路包括：第一促进辅助电路，耦接至射频功放电路功率管的控制端，用于在功率管打开信号的上升沿的至少初始阶段，提供辅助正向信号，使得上升沿的至少初始阶段加速爬升；和/或第二促进辅助电路，耦接至射频功放电路功率管的控制端，用于在功率管关闭信号的下降沿的至少初始阶段，提供辅助反向信号，使得下降沿的至少初始阶段加速下降；由于通过设置第一促进辅助电路和第二促进辅助电路，缩短功率管输出功率的上升时间和下降时间，提升射频功放电路的性能；此外，无需调试射频功放电路的滤波电容，因此在射频功放电路满足ACTP指标时，避免耗费大量人力和时间进行调试，提高效率，降低成本。
需要说明的是，以上各实施例均属于同一发明构思，各实施例的描述各有侧重，在个别实施例中描述未详尽之处，可参考其他实施例中的描述。
以上对本发明实施例所提供的保护电路和控制***进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。
Claims (8)
1.一种射频功放电路的输出功率开关控制电路，其特征在于，包括：
第一促进辅助电路，耦接至所述射频功放电路功率管的控制端，用于在所述功率管打开信号的上升沿的至少初始阶段，提供辅助正向信号，使得所述上升沿的至少初始阶段先以第一斜率K1＝P1/T1控制所述功率管的输出功率从零爬升到P1，再以比第一斜率更缓的第二斜率K2＝(P2－P1)/(T2－T1)控制功率管的输出功率爬升到目标功率P2；其中T1为所述功率管的输出功率从零爬升到P1的时间，T2为所述功率管的输出功率从零爬升到P2的时间；
第二促进辅助电路，耦接至所述射频功放电路功率管的控制端，用于在所述功率管关闭信号的下降沿的至少初始阶段，提供辅助反向信号，使得所述下降沿的至少初始阶段加速下降；
所述第一促进辅助电路包括第一电压源、第一开关，所述第一电压源耦接至所述第一开关的一端，所述第一开关的另一端耦接至所述射频功放电路功率管的控制端，所述第一开关的控制端耦接至所述第一促进信号输出端；
所述第二促进辅助电路包括第二电压源、第二开关，所述第二电压源耦接至所述第二开关的一端，所述第二开关的另一端耦接至所述射频功放电路功率管的控制端，所述第二开关的控制端耦接至所述第二促进信号输出端；
其中，所述第一电压源的电压高于所述第二电压源的电压，且所述第一电压源的电压高于所述上升沿初始阶段的电压，所述第二电压源的电压低于所述下降沿初始阶段的电压。
2.根据权利要求1所述的输出功率开关控制电路，其特征在于，包括：
微控制器，所述微控制器包括第一促进信号输出端和第二促进信号输出端；
所述第一促进信号输出端耦接至所述第一促进辅助电路，提供第一促进信号以控制所述第一促进辅助电路工作；
所述第二促进信号输出端耦接至所述第二促进辅助电路，提供第二促进信号以控制所述第二促进辅助电路工作。
3.根据权利要求1所述的输出功率开关控制电路，其特征在于，所述第一促进辅助电路包括第一电阻，所述第一电阻耦接于所述第一开关与所述射频功放电路功率管的控制端之间。
4.根据权利要求3所述的输出功率开关控制电路，其特征在于，所述第一开关耦接所述功率管控制端的一端还通过第二电阻接地。
5.根据权利要求1至4任一项所述的输出功率开关控制电路，其特征在于，在所述功率管关闭信号的下降沿的至少初始阶段，以第三斜率K3＝P2/(T4－T3)控制所述功率管的输出功率下降为零，其中，T3为所述功率管的输出功率开始下降的时间，T4为所述功率管的输出功率下降为零的时间。
6.根据权利要求1至4任一项所述的输出功率开关控制电路，其特征在于，在所述第一促进辅助电路工作时，所述第二促进辅助电路不工作，在所述第二促进辅助电路工作时，所述第一促进辅助电路不工作。
7.一种射频功放电路，其特征在于，包括：控制电路以及如权利要求1至4任一项所述的输出功率开关控制电路，其中所述控制电路控制所述第一促进辅助电路、第二促进辅助电路的工作；
所述第一促进辅助电路包括第一电压源、第一开关，所述第一电压源耦接至所述第一开关的一端，所述第一开关的另一端耦接至所述射频功放电路功率管的控制端，所述第一开关的控制端耦接至所述第一促进信号输出端；
所述第二促进辅助电路包括第二电压源、第二开关，所述第二电压源耦接至所述第二开关的一端，所述第二开关的另一端耦接至所述射频功放电路功率管的控制端，所述第二开关的控制端耦接至所述第二促进信号输出端；
其中，所述第一电压源的电压高于所述第二电压源的电压，且所
述第一电压源的电压高于所述上升沿初始阶段的电压，所述第二电压
源的电压低于所述下降沿初始阶段的电压。
8.一种射频功放电路的输出功率开关控制方法，其特征在于，包
括：
第一促进辅助电路在所述射频功放电路的功率管打开信号的上升
沿的至少初始阶段，提供辅助正向信号，使得所述上升沿的至少初始
阶段先以第一斜率K1＝P1/T1控制所述功率管的输出功率从零爬升到P1，再以比第一斜率更缓的第二斜率K2＝(P2－P1)/(T2－T1)控制功率管的输
出功率爬升到目标功率P2；其中T1为所述功率管的输出功率从零爬升
到P1的时间，T2为所述功率管的输出功率从零爬升到P2的时间；
第二促进辅助电路在所述功率管关闭信号的下降沿的至少初始阶
段，提供辅助反向信号，使得所述下降沿的至少初始阶段加速下降；
所述第一促进辅助电路包括第一电压源、第一开关，所述第一电压源耦接至所述第一开关的一端，所述第一开关的另一端耦接至所述射频功放电路功率管的控制端，所述第一开关的控制端耦接至所述第一促进信号输出端；
所述第二促进辅助电路包括第二电压源、第二开关，所述第二电压源耦接至所述第二开关的一端，所述第二开关的另一端耦接至所述射频功放电路功率管的控制端，所述第二开关的控制端耦接至所述第二促进信号输出端；
其中，所述第一电压源的电压高于所述第二电压源的电压，且所述第一电压源的电压高于所述上升沿初始阶段的电压，所述第二电压源的电压低于所述下降沿初始阶段的电压。
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