一种射频放大器增益的温度补偿方法和系统技术方案

本发明专利技术公开了一种射频放大器增益的温度补偿方法和系统，目的在于解决射频放大器因环境温度变化而引起的增益变化问题，属于集成电路技术领域。该方法首先得到使射频放大器增益恒定的偏置电流温度曲线，将该曲线分成N个温度段，在每个温度段内用随温度线性变化的电流曲线拟合，利用滞迴比较的方法选择对应的随温度线性变化的电流曲线，并组合得到一条完整的拟合曲线，然后按照该拟合曲线设计射频放大器的偏置电路。依照该方法设计的温度补偿系统，可以根据环境温度的变化自动地补偿射频放大器的增益，从而维持射频放大器的增益稳定。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及集成电路设计领域，尤其涉及一种射频放大器增益的温度补偿方法和系统。
技术介绍
在现代无线通信系统中，射频放大器是射频信号传输的关键部件，但环境温度的变化会导致射频放大器的增益随之变化。对于一个CMOS 90nm工艺下，典型的两级功率放大器来说，在-45°C?125°C的温度范围内，其增益的变化通常在4?5dB。为了补偿这种性能偏差，就需要采用温度补偿技术来补偿放大器的增益变化。传统的温度补偿方法可分为两大类。一类是数字温度补偿方法，另一类是模拟温度补偿方法。数字温度补偿方法，又称为查表方法，一般是通过模拟温度传感器或者数字温度传感器检测晶体管的当前工作温度，然后通过ADC (模数转换器)将模拟电压转换为数字电压或者直接发送到CPU (微控制单元)，CPU则对照该工作温度在温度补偿数据表中查找对应的补偿数据，并将对应补偿数据通过DAC (数模转换器)转换成模拟电压信号作为偏置电压输入射频放大器。数字温度补偿方法的特点是精度高、抗干扰性强，但是需要DAC转换模块和控制单元，导致芯片面积大、成本高，不利于系统集成。模拟温度补偿方法主要是通过设计带温度补偿功能的偏置电路来实现，其特点是原理简单易实现，成本低，但是现有的模拟温度补偿方法的补偿精度不高，即当环境温度变化时，射频放大器的增益变化依旧明显O本专利技术提供一种模拟温度补偿方法，能有效地提高补偿精度，使得射频放大器增?相对稳走。
技术实现思路
本专利技术的目的在于解决射频放大器因环境温度变化而引起的增益变化问题，为了实现上述目的，本专利技术的技术方案如下:本专利技术提供一种射频放大器增益的温度补偿方法，包括以下步骤:步骤1、首先，在常温下，仿真射频放大器的增益值；步骤2、然后，以步骤I中得到的增益值为参考增益，确定其它温度点下射频放大器的偏置电流值，使各个温度点下射频放大器的增益值均等于参考增益，得到使射频放大器增益恒定的偏置电流温度曲线；步骤3、接着，将步骤2中偏置电流温度曲线分成N个温度段，并在每个温度段内用随温度线性变化的电流曲线拟合偏置电流温度曲线，分别计算每个温度段内的拟合系数；步骤4、利用滞迴比较的方法在N个温度段内分别选择对应的步骤3中随温度线性变化的电流曲线，组合成一条完整的拟合曲线；步骤5、按照步骤4中得到的拟合曲线设计射频放大器的偏置电路，最终实现射频放大器增益的温度补偿。本专利技术提供一种射频放大器增益的温度补偿系统，包括Iptat产生电路101、I CTAT产生电路102、电流比例叠加电路103、滞迴比较器104、多路选择器105和射频放大器106，其中，Iptat产生电路101，与电流比例叠加电路103相连接，用于产生与绝对温度成正比的电流Iptat;Ictat产生电路102，与电流比例叠加电路103相连接，用于产生与温度无关的电流Ictat;电流比例叠加电路103，用于将电流Iptat和电流I.分别按N个温度段内各自的拟合系数进行电流比例镜像，然后将每个温度段内对应的两路镜像电流叠加在一起，分别得到N路与绝对温度成正比但斜率不同的电流；滞迴比较器104，分别与电流比例叠加电路103和多路选择器105相连接，用于将电流比例叠加电路103中得到的N路电流进行比较，并产生相应的控制信号；多路选择器105，分别与电流比例叠加电路103、滞迴比较器104以及射频放大器106相连接，根据滞迴比较器104产生的控制信号对电流比例叠加电路103中得到的N路电流进行选择，作为最终的输出电流；射频放大器106，与多路选择器105相连接，将多路选择器105的输出电流作为偏置电流，实现对射频信号的放大。本专利技术中滞迴比较器104的作用是:防止由于随机噪声的干扰以及环境温度随机抖动时，偏置电流在各个温度段的交界点处来回跳变，确保系统的稳定性。本专利技术的射频放大器增益的温度补偿方法和系统可以根据环境温度的变化自动地补偿射频放大器的增益，系统结构简单，无需温度传感器和数字控制系统，即可维持射频放大器的增益稳定，同时缩小系统面积，降低成本。【附图说明】图1是本专利技术所述的射频放大器增益的温度补偿方法流程图；图2是本专利技术具体实施例中使射频放大器增益恒定的偏置电流温度曲线；图3是本专利技术具体实施例中偏置电流温度曲线以及每个温度段内与其拟合的随温度线性变化的电流曲线；图4是本专利技术具体实施例中完整的偏置电流温度曲线的拟合曲线；图5是本专利技术所述的射频放大器增益的温度补偿系统的结构图；图6是本专利技术具体实施例中温度补偿后射频放大器的增益随温度变化的仿真结果O【具体实施方式】图1是本专利技术所述的射频放大器增益的温度补偿方法流程图，依据此流程取N =2为例，其实施方式如下:步骤1、首先，在常温下，仿真射频放大器的增益值。步骤2、然后，以步骤I中得到的增益值为参考增益，确定其它温度点下射频放大器的偏置电流值，使各个温度点下射频放大器的增益值均等于参考增益，得到使射频放大器增益恒定的偏置电流温度曲线。如图2所示，曲线IBIAS即为本实施例中使射频放大器增益恒定的偏置电流温度曲线。步骤3、接着，将步骤2中偏置电流温度曲线分成N = 2个温度段，并在每个温度段内用随温度线性变化的电流曲线(a.IPTAT+b.Ictat)拟合偏置电流温度曲线，分别计算每个温度段内的拟合系数a和b。在具体实施例中，根据图2中偏置电流温度模型曲线的特点将其分成N = 2段:-45°C?75°C和75°C?125°C;利用最小二乘法得出第一段_45°C?75°C的拟合系数为B1^Pb1,同样利用最小二乘法得出第二段75°C?125°C的拟合系数为a#Pb2。图3中，曲线Ibl为第一段_45°C?75当前第1页1 2 本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种射频放大器增益的温度补偿方法，包括以下步骤：步骤1、首先，在常温下，仿真射频放大器的增益值；步骤2、然后，以步骤1中得到的增益值为参考增益，确定其它温度点下射频放大器的偏置电流值，使各个温度点下射频放大器的增益值均等于参考增益，得到使射频放大器增益恒定的偏置电流温度曲线；步骤3、接着，将步骤2中偏置电流温度曲线分成N个温度段，并在每个温度段内用随温度线性变化的电流曲线拟合偏置电流温度曲线，分别计算每个温度段内的拟合系数；步骤4、利用滞迴比较的方法在N个温度段内分别选择对应的步骤3中随温度线性变化的电流曲线，组合成一条完整的拟合曲线；步骤5、按照步骤4中得到的拟合曲线设计射频放大器的偏置电路，最终实现射频放大器增益的温度补偿。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：陈志铭，高巍，王兴华，齐全文，
申请(专利权)人：北京理工大学，
类型：发明
国别省市：北京;11