一种基于自动电平控制的功放控制系统及方法技术方案

本发明专利技术公开了一种基于自动电平控制的功放控制系统及方法，主要包括可控衰减电路等，可控衰减电路的第一输入端接信号输入，可控衰减电路的第二输入端接差动积分电路的输出控制信号Vp，可控衰减电路的输出端接信号传输电路输入端，信号传输电路的输出端接末级功放管的输入端，末级功放管输出端为信号输出；温度检测电路用于功放温度的检测。本发明专利技术还可以增加电压控制电路来降低功放管静态功耗。本发明专利技术有益的效果：除降功率的方法外，还采用了降低功放管静态功耗的方法来降低功耗，最终本发明专利技术的最小输出功率和最小静态下的功放功耗非常小，因此可以使功放在极端的高温条件下保持一定的功率输出，使系统保持部分通信功能。

A power amplifier control system and method based on automatic level control

【技术实现步骤摘要】
一种基于自动电平控制的功放控制系统及方法
本专利技术涉及功放系统的领域，具体涉及一种基于自动电平控制的功放控制系统及方法。
技术介绍
功放普遍应用于通信、家电等电子产品，主要用于对信号的高功率的放大，增加信号强度，提高信号覆盖的范围；随着市场的需求和技术的进步，各种电子产品的尺寸越来越小，同时带来的是功放的散热环境越来越复杂，由于设备温度过高导致的设备性能下降严重甚至损坏的现象越来越多。现有产品对功放的保护措施通常是当检测到功放模块的温度大于预设的门限温度时，则操作功放按照预设的比例降低功率来减小功耗，从而降低功放温度，若当前的操作功放降低功率的次数大于预设次数时则关闭功放；如申请公布号CN109348310A，该方案对功放的温度保护的核心措施为：预设第一过温门限值和第二过温门限值，当功放温度大于第一过温门限值小于第二过温门限值时，获取降低基带发射功率的次数，若所述降低发射功率的次数小于某个预设值则按照预设比例降低所述基带发射功率，否则关闭功放电源。这种方法有以下缺点：1、降功率操作有步进的限制，若预设的降功率比例过大有可能出现功放温度远小于门限温度但是功率下降过大，极大的浪费了功放的性能；若预设的降功率比例过小有可能出现功率功率下降过慢，不能及时保护功放；2、降功率操作中必须要设置合适的时间间隔，因为从降低功放功率到检测到功放的温度降低有一定的时间过程，若不设置时间间隔或时间间隔太短，则上一次降功率操作的作用还没有体现就进入下一次降功率操作，导致功放的输出功率很快降低甚至执行关功放的操作；但是一旦设置了这个时间间隔必将使功放在超过门限温度的情况下工作；3、降温的方法单一，只考虑通过降功率降功耗来降温，实际上当功放的输出功率降低到一定程度后功率减小所能带来的功耗减小值很小，即使功放没有输出功率但由于功放本身静态工作电流的存在它还是有很大的功耗，因此当降功率操作次数达到预设值后只能完全关闭功放；4、出于保护功放的目的，在降功率操作次数超过预设次数后若功放的温度还是超过门限温度一般会采用关功放的操作且功放关闭后一般不会再开启；这个操作虽然保护了功放不受损，但是也会导致功放功能完全失效，通信全部中断。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服现有技术存在的不足，而提供一种基于自动电平控制的功放控制系统及方法。本专利技术的目的是通过如下技术方案来完成的：一种基于自动电平控制的功放控制系统，主要包括可控衰减电路、信号传输电路、末级功放管、差动积分电路和温度检测电路，其中可控衰减电路的第一输入端接信号输入，可控衰减电路的第二输入端接差动积分电路的输出控制信号Vp，可控衰减电路的输出端接信号传输电路输入端，信号传输电路的输出端接末级功放管的输入端，末级功放管输出端为信号输出；温度检测电路用于功放温度的检测，差动积分电路的第一输入端接温度检测电路的输出信号Vt1，第二输入端接温度门限参考值Vt2；差动积分电路对输入的温度检测值Vt1和温度门限参考值Vt2进行比较，根据比较结果输出控制信号Vp对可控衰减器的衰减量进行控制。更进一步的，所述差动积分电路主要包括比较器，比较器输入端分别接温度门限参考值Vt2和温度检测电路输出端的温度检测值Vt1；当温度检测值Vt1小于温度门限参考值Vt2时(Vt1＜Vt2)，比较器输出控制信号Vp不加大可控衰减电路的衰减量，信号输出功率不变；当温度检测值Vt1大于等于温度门限参考值Vt2时(Vt1≥Vt2)，比较器输出控制信号Vp跳变，加大可控衰减电路的衰减量，信号输出功率开始减小，最终使温度检测值Vt1等于温度门限参考值Vt2。更进一步的，所述差动积分电路的输出信号Vp跳变包括电压上升或电压下降，若可控衰减电路的控制电压下降衰减加大则控制信号Vp跳变为电压下降，反之若可控衰减电路的控制电压上升衰减加大则控制信号Vp跳变为电压上升。更进一步的，所述可控衰减电路包括压控衰减器。更进一步的，所述温度检测电路包括模拟温度检测器件或热敏电阻。作为另一种技术方案，本专利技术还包括电压控制电路,电压控制电路的第一输入端接标准电压Vg1，第二输入端接差动积分电路的输出控制信号Vp，末级功放管的电源端接电压控制电路的输出信号Vg2；当功放温度小于温度门限参考值Vt2时，控制信号Vp不变，电压控制电路的输出信号Vg2也不发生变化，末级功放管正常工作；当功放温度不小于温度门限参考值时，控制信号Vp跳变，电压控制电路的输出信号Vg2按预设比例变小，末级功放管的静态电流变小，整个功放的功耗也变小。更进一步的，所述电压控制电路采用数字电路，主要包括ADC、DAC及单片机，差动积分电路输出控制信号Vp输入ADC后转化成数字信号，在数字域内完成信号Vp、信号Vg1与电压控制电路输出信号Vg2之间的转换，最后由DAC输出信号Vg2并控制末级功放管的静态变化。更进一步的，所述电压控制电路采用模拟电路，主要包括加法器和分压电路，分压电路的输入接输出控制信号Vp，输出端接加法器的第一输入口；加法器的第二输入口接标准电压Vg1；加法器输出信号Vg2接末级功放管；在功放温度不小于温度门限参考值时Vp跳变，电压下降，则经过分压电路和加法器后的Vg2减小，末级功放管的静态电流变小。更进一步的，所述电压控制电路采用模拟电路，主要包括包括减法器和分压电路，分压电路的输入接输出控制信号Vp，输出端接减法器的第一输入口；减法器的第二输入口接标准电压Vg1；减法器输出信号Vg2接末级功放管；在功放温度不小于温度门限参考值时Vp跳变，电压上升，则经过分压电路和减法器后的Vg2减小，末级功放管的静态电流变小。本专利技术同时提供了一种基于自动电平控制的功放控制方法，该方法包括：(101)、获取功放的当前温度；(102)、根据参考温度和当前温度计算功放输入功率控制信号的当前值；参考温度为预设的功放可以承受的极限温度参考值，功放输入功率控制信号的当前值根据其初始值以及参考温度和当前温度的差值进行自适应的调整，当功放温度小于预设极限温度时功放输出功率保证正常输出不变且当超过预设的极限温度时降低功放的功率，降低功放温度；计算方式为当前值＝初始值+(参考温度值-当前温度值)式(1)或当前值＝初始值-(参考温度值-当前温度值)式(2)(103)、通过获取功放输入功率控制信号的当前值调节功放的输入功率，从而调节功放的功耗和温度；(105)、对功放的温度进行检测，功放输入功率控制信号的当前值进入新的计算，直至参考温度值等于当前温度值。作为更进一步的优选方案，在步骤(103)和(105)之间增加步骤(104)：调整末级功放管的静态功耗，通过功放输入功率控制信号的当前值，确定功放输出功率的变化，控制功放管静态电流或电源电压使能有效改善功放的功耗，从而改善功放的温度。更进一步的，在步骤(102)中，初始值为前一个时间点或是前一次温度采样点的当前值。更进一步的，在步骤(102)中，参考温度值和当前温度值乘相同的系数，使参考温度与当前温度的差值与初始值或者是与功放输入功率控制信号值的大小匹配。更进一步的，在步骤(102)中，计算方式选择取决于功放输入功率控制信号的控制方式，若功放输入功率控制信号值减小可使功放输入功率减小则选式(1)，若功放输入功率控制信号值加大可使功放输入功率减小则选式本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于自动电平控制的功放控制系统，其特征在于：主要包括可控衰减电路、信号传输电路、末级功放管、差动积分电路和温度检测电路，其中可控衰减电路的第一输入端接信号输入，可控衰减电路的第二输入端接差动积分电路的输出控制信号Vp，可控衰减电路的输出端接信号传输电路输入端，信号传输电路的输出端接末级功放管的输入端，末级功放管输出端为信号输出；温度检测电路用于功放温度的检测，差动积分电路的第一输入端接温度检测电路的输出信号Vt1，第二输入端接温度门限参考值Vt2；差动积分电路对输入的温度检测值Vt1和温度门限参考值Vt2进行比较，根据比较结果输出控制信号Vp对可控衰减器的衰减量进行控制。

【技术特征摘要】
1.一种基于自动电平控制的功放控制系统，其特征在于：主要包括可控衰减电路、信号传输电路、末级功放管、差动积分电路和温度检测电路，其中可控衰减电路的第一输入端接信号输入，可控衰减电路的第二输入端接差动积分电路的输出控制信号Vp，可控衰减电路的输出端接信号传输电路输入端，信号传输电路的输出端接末级功放管的输入端，末级功放管输出端为信号输出；温度检测电路用于功放温度的检测，差动积分电路的第一输入端接温度检测电路的输出信号Vt1，第二输入端接温度门限参考值Vt2；差动积分电路对输入的温度检测值Vt1和温度门限参考值Vt2进行比较，根据比较结果输出控制信号Vp对可控衰减器的衰减量进行控制。2.根据权利要求1所述的基于自动电平控制的功放控制系统，其特征在于：所述差动积分电路主要包括比较器，比较器输入端分别接温度门限参考值Vt2和温度检测电路输出端的温度检测值Vt1；当温度检测值Vt1小于温度门限参考值Vt2时，比较器输出控制信号Vp不加大可控衰减电路的衰减量，信号输出功率不变；当温度检测值Vt1大于等于温度门限参考值Vt2时，比较器输出控制信号Vp跳变，加大可控衰减电路的衰减量，信号输出功率开始减小，最终使温度检测值Vt1等于温度门限参考值Vt2。3.根据权利要求2所述的基于自动电平控制的功放控制系统，其特征在于：所述差动积分电路的输出信号Vp跳变包括电压上升或电压下降，若可控衰减电路的控制电压下降衰减加大则控制信号Vp跳变为电压下降，反之若可控衰减电路的控制电压上升衰减加大则控制信号Vp跳变为电压上升。4.根据权利要求1或2所述的基于自动电平控制的功放控制系统，其特征在于：所述可控衰减电路包括压控衰减器。5.根据权利要求1所述的基于自动电平控制的功放控制系统，其特征在于：所述温度检测电路包括模拟温度检测器件或热敏电阻。6.根据权利要求1所述的基于自动电平控制的功放控制系统，其特征在于：还包括电压控制电路,电压控制电路的第一输入端接标准电压Vg1，第二输入端接差动积分电路的输出控制信号Vp，末级功放管的电源端接电压控制电路的输出信号Vg2；当功放温度小于温度门限参考值Vt2时，控制信号Vp不变，电压控制电路的输出信号Vg2也不发生变化，末级功放管正常工作；当功放温度不小于温度门限参考值时，控制信号Vp跳变，电压控制电路的输出信号Vg2按预设比例变小，末级功放管的静态电流变小，整个功放的功耗也变小。7.根据权利要求6所述的基于自动电平控制的功放控制系统，其特征在于：所述电压控制电路采用数字电路，主要包括ADC、DAC及单片机，差动积分电路输出控制信号Vp输入ADC后转化成数字信号，在数字域内完成信号Vp、信号Vg1与电压控制电路输出信号Vg2之间的转换，最后由DAC输出信号Vg2并控制末级功放管的静态变化。8.根据权利要求6所述的基于自动电平控制的功放控制系统，其特征在于：所述电压控制电路采用模拟电路，主要包括加法器和分压电路，分压电路的输入接输出控制信号Vp，输出端接加法器的第一输入口；加法器的第二输入口接标准电压Vg1；加法器输出信号Vg2接末级功放管；在功放温度不小于温度门限参考值时Vp跳变，电压下降，则经过分压电路和加法器后的Vg2减小，末级功放管的静态电流变小。9.根据权利要求6所述的基于自动电平控制的功放控制系统，其特征在于：所述电压控制电路采用模拟电路，主要包括包括减法器和分压电路，分压电路的输入...

【专利技术属性】
技术研发人员：俞利光，雷文平，胡晓飞，沈滨，
申请(专利权)人：三维通信股份有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江,33