一种用于定量调节的步进功率放大器制造技术

本实用新型专利技术涉及一种用于定量调节的步进功率放大器，该步进功率放大器采用压控式衰减，其包括：压控式衰减器，用于接收电源与控制模块发送的控制电压V1′，根据预先设定的衰减量，对输入的微波射频信号进行衰减，输出微弱信号；驱动放大器，用于接收并放大压控式衰减器输出的微弱信号，输出第一放大功率信号；功率放大器，用于接收并放大驱动放大器输出的第一放大功率信号，输出第二放大功率信号；电源与控制模块，用于为驱动放大器和功率放大器提供正常工作的电源；且用于控制V1′，以获得对应的控制电压变化量ΔV，再调节第二放大功率信号所对应的功率值P1。

A stepper power amplifier for quantitative regulation

The utility model relates to a step power amplifier for quantitative regulation. The step power amplifier adopts voltage-controlled attenuation, which comprises a voltage-controlled attenuator for receiving the control voltage V1', transmitted by the power supply and the control module, and attenuating the input microwave radio frequency signal according to the predetermined attenuation amount, and outputting the microwave radio frequency signal. A weak signal; a drive amplifier for receiving and amplifying the weak signal output by a voltage-controlled attenuator and outputting the first amplified power signal; a power amplifier for receiving and amplifying the first amplified power signal output by a drive amplifier and outputting the second amplified power signal; a power supply and control module for driving amplification. The converter and the power amplifier provide the normal power supply, and are used to control V1', to obtain the corresponding control voltage variation V, and then adjust the power value P1 corresponding to the second amplified power signal.

【技术实现步骤摘要】
一种用于定量调节的步进功率放大器
本技术属于移动通信和电子设备的
，具体涉及一种用于定量调节的步进功率放大器。
技术介绍
功率放大器(PowerAmplifier，PA)是电子设备中的重要组成部分，它可以对微弱的电信号实现功率放大，以满足传输、发射的需要。其中，功率放大器在使用时往往需要调整信号的衰减量，特别是在功率放大器的应用场景中，要求功率放大器输出的高功率信号能够有规律的调整，以满足测试需求。如图1和2所示，传统的微波射频信号调整通常采用数控式可调功率放大器和压控式可调功率放大器。数控式和压控式电路架构基本相同，区别在于使用的衰减器为数控式衰减器和压控衰减器。其中，数控式可调功率放大器和压控式可调功率放大器都可以实现微波射频信号的大动态范围调节；但是，二者分别存在一些问题：数控式可调功率放大器的可调步进完全取决于数控衰减器芯片的选择，当前市面上的数控衰减芯片器步进一般为0.5dB、1dB、2dB、4dB、8dB、16dB，通过TTL(晶体管-晶体管逻辑电平，即高低电平)控制位，选择所需要的衰减量，从而达到整个功率放大器的功率可调的功能，数控式可调功率放大器的步进方式在芯片设计时是固定的，在具体使用时，并不能满足任意衰减量的调节需要，比如0.1dB、0.3dB等调节需要；且采用数控式衰减器进行级联电路的增益控制，步进方式单一，很难达到功率放大器所输出微波射频信号的衰减量的任意步进调节，且数控式衰减器在进行大步进衰减时表现出误差较大的特点，当前行业内的数控衰减器芯片容许±0.5+(％3～％6)×ATT的误差；其中，ATT(Attenuator，简写ATT)是衰减量。例如，衰减步进为16dB时，按厂家提供的芯片资料计算出其容许误差为±1.3dB，这个误差在射频微波行业内是比较大的，往往不能满足高精度系统的需求。而传统压控式可调功率放大器的特点是变化量连续可调，由于是压控式，调节功放输出功率时仅需要一位连续可变的控制电压即可实现。但是，压控式可调功率放大器难以对微波射频信号的衰减量进行定量调节。
技术实现思路
本技术的目的在于，为解决现有的可调式功率放大器存在上述缺陷，本技术提供出了一种用于定量调节的步进功率放大器，解决了功率放大器难以对微波射频信号的衰减量进行定量调节的问题，实现大动态范围的任意衰减量所对应的功率输出。该用于定量调节的步进功率放大器采用压控式衰减，其包括：压控式衰减器、驱动放大器、功率放大器、电源与控制模块、PC机和功率计；其中，压控式衰减器，用于接收电源与控制模块发送的控制电压V1′，根据预先设定的衰减量，对输入的微波射频信号进行定量衰减，输出微弱信号；其中，每调节一次控制电压，都会相对应的衰减一次所输入的微波射频信号；驱动放大器，用于接收并放大压控式衰减器输出的微弱信号，输出对应的第一放大功率信号；功率放大器，用于接收并放大驱动放大器输出的第一放大功率信号，输出第二放大功率信号；电源与控制模块，用于为驱动放大器和功率放大器提供正常工作的电源；且用于控制向压控式衰减器发送的控制电压V1′，以获得对应的控制电压变化量ΔV，再控制ΔV的增加或减少，调节第二放大功率信号所对应的功率值P1。在上述技术方案中，所述压控式衰减器为多个，且所述压控式衰减器之间是采用级联的方式相连。在上述技术方案中，第一放大功率信号所对应的功率值小于第二放大功率信号所对应的功率值；在上述技术方案中，所述步进功率放大器还包括：PC机和功率计；其中，PC机，用于写入和更改电源与控制模块中的控制字，以调节所述控制电压V1′；其中，PC机为带串口调试的电脑；通过对控制字的更改，可使衰减量ATT精确标定为0～30dB范围内任一实数；其中，上限受压控衰减器级数限制，串联级数越多，衰减上限越大。功率计，用于测量和显示第二放大功率信号所对应的功率值P1；其中，所述功率计为任意射频微波行业通用的测试仪器。其中，所述功率放大器、功率计、电源与控制模块和PC机共同组成了一个闭环标定系统；其中，功率计、电源与控制模块、功率放大器相连，且PC机、电源与控制模块相连，功率计同时与功率放大器相连，形成闭环，实现对衰减量ATT的定量调节和标定。在上述技术方案中，所述闭环标定系统中，实现对衰减量的定量调节和标定具体包括：预先设定衰减量为ATT，假设无衰减时的所述输入的微波射频信号对应的初始功率值为P0，无衰减时的所述输入的微波射频信号对应的初始电压值为V1；其中，P0是通过功率计测量获得，V1是通过电源与控制模块获得，根据公式(1)，获得预先设定衰减量ATT所对应的功率值P1′：P1′＝P0-ATT(1)其中，P0>P1′；再根据公式(2)，获得对应的控制电压变化量ΔV：ΔV＝V1′-V1(2)然后，再通过PC机写入控制字调节所述控制电压V1′，进而通过调节ΔV，调节所输入的微波射频信号，进而再对应调节驱动放大器所输出的第一放大功率信号和功率放大器所输出的第二放大功率信号，再对应的调节第二放大功率信号所对应的功率值P1，满足P1＝P1′，实现对衰减量ATT的定量调节，并标定出衰减量ATT所对应的电压变化量ΔV。在上述技术方案中，所述用于定量调节的步进功率放大器还包括：采用数控式衰减，实现对不同衰减量ATT的定量调节，并标定出每个衰减量ATT所对应的电压变化量ΔV；其具体包括：重复上述对不同衰减量定量调节和标定操作，获得不同的衰减量和与其对应的电压变化量，并将其分成若干组，将每一组中的衰减量ATT和与其对应的电压变化量ΔV分别设置一个高电平控制位，将每一组中没有衰减量设置为低电平控制位，电源与控制模块输出TTL高、低控制电平。其具体为：通过重复上述对n个衰减量ATT1，ATT2……ATTn完成定量调节和标定，获得与其对应的n个电压变化量ΔV1，ΔV2……ΔVn。将每一组中的衰减量ATTn和与其对应的电压变化量ΔVn分别设置一个高电平控制位，定义为高电平有效；将每一组中无衰减设置一个低电平控制位，定义为低电平无衰减；即用户在使用时将该电平位使能为高时，衰减有效；该电平位使能为低时，则无衰减。本技术的优点在于：本技术根据不同应用场合的需要，可以任意设置衰减步进；另外，本技术可以同时实现程控式衰减和数控式衰减两种模式；此外，本技术还能实现对衰减量的定量调节；同时，本技术大大减小了衰减量和控制电压的误差，其衰减误差可表述为(±0.1+(％1～％2)×ATT)，衰减精度远远高于现有的数控衰减式可调放大器。附图说明图1是现有技术的一种数控式可调功率放大器的结构示意图；图2是现有技术的一种压控式可调功率放大器的结构示意图；图3是本技术的一种用于定量调节的步进功率放大器的结构示意图；图4是本技术的一种用于定量调节的步进功率放大器的一个具体实施例中采用两个压控式衰减器级联的结构示意图。具体实施方式如图3所示，本技术提供出了一种用于定量调节的步进功率放大器，解决了功率放大器难以对微波射频信号的衰减量进行定量调节的问题，实现大动态范围的任意衰减量所对应的功率输出；其中，RFin为输入的射频信号，RFout为输出的经过功率放大器放大的第二放大功率信号；该用于定量调节的步进功率放大器采用压控式衰减，本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于定量调节的步进功率放大器，该步进功率放大器采用压控式衰减，其特征在于，所述步进功率放大器包括：压控式衰减器、驱动放大器、功率放大器、电源与控制模块；其中，压控式衰减器，用于接收电源与控制模块发送的控制电压V1′，根据预先设定的衰减量，对输入的微波射频信号进行衰减，输出微弱信号；驱动放大器，用于接收并放大压控式衰减器输出的微弱信号，输出对应的第一放大功率信号；功率放大器，用于接收并放大驱动放大器输出的第一放大功率信号，输出第二放大功率信号；电源与控制模块，用于为驱动放大器和功率放大器提供正常工作的电源；且用于控制向压控式衰减器发送的控制电压V1′，以获得对应的控制电压变化量ΔV，再控制ΔV的增加或减少，调节第二放大功率信号所对应的功率值P1。

【技术特征摘要】
1.一种用于定量调节的步进功率放大器，该步进功率放大器采用压控式衰减，其特征在于，所述步进功率放大器包括：压控式衰减器、驱动放大器、功率放大器、电源与控制模块；其中，压控式衰减器，用于接收电源与控制模块发送的控制电压V1′，根据预先设定的衰减量，对输入的微波射频信号进行衰减，输出微弱信号；驱动放大器，用于接收并放大压控式衰减器输出的微弱信号，输出对应的第一放大功率信号；功率放大器，用于接收并放大驱动放大器输出的第一放大功率信号，输出第二放大功率信号；电源与控制模块，用于为驱动放大器和功率放大器提供正常工作的电源；且用于控制向压控式衰减器发送的控制电压V1′，以获得对应的控制电压变化量ΔV，再控制ΔV的增加或减少，调节第二放大功率信号所对应的功率值P1。2.根据权利要求1所述的步进功率放大器，其特征在于，第一放大功率信号所对应的功率值小于第二放大功率信号所对应的功率值。3.根据权利要求1所述的步进功率放大器，其特征在于，所述压控式衰减器为多个，且所述压控式衰减器之间是采用级联的方式相连。4.根据权利要求1所述的步进功率放大器，其特征在于，每调节一次控制电压，都会相对应的衰减一次所输入的微波射频信号。5.根据权利要求1所述的步进功率放大器，其特征在于，所述步进功率放大器还包括：PC机和功率计；其中，PC机，用于写入和更改电源与控制模块中的控制字，以调节所述控制电压V1′；功率计，用于测量和显示第二放大功率信号所对应的功率值P1；其中，所述功率放大器、功率计、电源与控制模块和PC机共同组成了一个闭环标定系统；其中，功率计、电源与控制模块、功率放大器相连，且PC...

【专利技术属性】
技术研发人员：肖雄，其他发明人请求不公开姓名，
申请(专利权)人：北京元景科技有限公司，
类型：新型
国别省市：北京,11