短波功率放大器漏极波谷电压检测电路及电压调节方法技术

本发明专利技术公开了一种短波功率放大器漏极波谷电压检测电路及电压调节方法，其包括漏极输入端口、直流检测网络、交流负压检波网络、加法放大器和检测输出端口；所述漏极输入端口分别连接至所述直流检测网络、所述交流负压检波网络的输入端；所述直流检测网络的输出端、所述交流负压检波网络的输出端连接至所述加法放大器的一个输入端；所述加法放大器的输出端连接至所述检测输出端口。本发明专利技术实现了功放管漏极的波谷电压检测采集，为漏极供电电压自动调整系统提供调整依据，进而提高负载失配条件下功率放大器的效率。功率放大器的效率。功率放大器的效率。

【技术实现步骤摘要】
短波功率放大器漏极波谷电压检测电路及电压调节方法


[0001]本专利技术属于射频电路
，特别是涉及一种短波功率放大器漏极波谷电压检测电路及电压调节方法。

技术介绍

[0002]短波功率放大器是短波通信、电子对抗以及探测发射机中必不可少的装置，为系统提供必要的射频输出功率。
[0003]短波频段涵盖2MHz～30MHz，接近4个倍频程，发射设备属于典型的宽带系统，功率放大器往往要面对恶劣的负载条件，典型的负载驻波比会达到2.5以上，反射相角分布在360
°
范围内。
[0004]严重的负载失配会导致功放技术性能的失控，其中之一就是效率恶化。低效率一方面会导致热耗增加，升高功率管管芯温度，降低可靠性，甚至导致功率管损坏，另一方面会增大系统功耗，增加运行成本。
[0005]图1(a)是典型功放电路在2.5的负载驻波比、不同反射相角时对应的漏极效率。可以看出，随着负载条件的变化，漏极效率会从65％跌落至30％以下，热耗增加近5倍。
[0006]目前应对负载失配的主要技术方案是增加设计余量和采用自动保护措施。显然设计余量大会造成过多冗余，不利于设备的小型化和轻量化；而自动保护措施仅为在极端情况下防止设备损坏，不能从根本上提升功放性能，如果设计余量不足，会导致频繁的关机保护，影响正常工作。这两种措施均无法避免运行成本的增加。
[0007]应对负载失配带来的效率降低问题，还可以采用调整供电电压的方法。根据功率管的工作原理，造成功放电路效率下降的机理之一，是由于负载变化导致功率管漏极交变电压摆幅减小，未用满当前直流供电条件下的动态范围。图1(b)和图1(c)分别给出了最高和最低效率时功率管漏极的电压波形。由该波形可以看出，在效率高的情况，电压波谷值达到0V，并且有较长的时间占比；而低效率的情况波谷电压最低点为6V，还有较大的下降空间，且波谷持续时间短，这时降低漏极的直流供电电压，可以在不影响信号质量的条件下提高效率。实验证明，在图1(c)所示条件下，当电压由原48V降至36V后，漏极效率由26％提高至40％。
[0008]供电电压的调整需要能够根据负载变化自动执行，才具有工程实用性。虽然测试功放负载矢量反射系数技术上不存在障碍，但实现复杂度相对偏高，并且测量点一般在发射机出口，对于大功率发射机来说，由发射机输出端口到功放电路漏极还有较长的射频通路，需要繁琐的校准流程。
[0009]目前尚无相关波谷电压检测电路，也没有依据波谷电压的自动电压调整系统。因此，有必要提供一种新的短波功率放大器漏极波谷电压检测电路及电压调节方法来解决上述技术问题。

技术实现思路

[0010]本专利技术的主要目的之一在于提供一种短波功率放大器漏极波谷电压检测电路，实现了功放管漏极的波谷电压检测采集，为漏极供电电压自动调整系统提供调整依据，进而提高负载失配条件下功率放大器的效率。
[0011]本专利技术通过如下技术方案实现上述目的：一种短波功率放大器漏极波谷电压检测电路，其包括漏极输入端口、直流检测网络、交流负压检波网络、加法放大器和检测输出端口；所述漏极输入端口分别连接至所述直流检测网络、所述交流负压检波网络的输入端；所述直流检测网络的输出端、所述交流负压检波网络的输出端连接至所述加法放大器的一个输入端；所述加法放大器的输出端连接至所述检测输出端口。
[0012]进一步的，所述直流检测网络包括两个串联的分压电阻R1和电阻R2，所述电阻R1的一端与所述漏极输入端口连接，所述电阻R2的一端接地，所述电阻R1与所述电阻R2相互连接的端子形成所述直流检测网络的输出端。
[0013]进一步的，所述直流检测网络还包括运算放大器N1；所述电阻R1与所述电阻R2相互连接的端子连接至所述运算放大器N1的正输入端；所述运算放大器N1的负输入端与所述运算放大器N1的输出端连接，构成跟随器；所述运算放大器N1的输出端形成所述直流检测网络的输出端。
[0014]进一步的，所述交流负压检波网络包括隔直电容C1、电阻R3、电阻R4、检波二极管D1、电容C2以及电阻R5；所述漏极输入端口接入至所述隔直电容C1一端，所述隔直电容C1的另一端与所述电阻R3一端连接；所述电阻R3与所述电阻R4串联后接地；所述电阻R3与所述R4相互连接的端子与所述检波二极管D1的负极相连；所述检波二极管D1的正极分别与所述电容C2、所述电阻R5连接；所述电容C2和所述电阻R5并联接地；所述检波二极管D1的正极形成所述交流负压检波网络的输出端。
[0015]进一步的，所述交流负压检波网络还包括运算放大器N2；所述检波二极管D1的正极与所述运算放大器N2的正输入端连接；所述运算放大器N2的负输入端与其输出端连接，构成跟随器；所述运算放大器N2的输出端形成所述交流负压检波网络的输出端。
[0016]进一步的，所述交流负压检波网络包括隔直电容C1、电阻R3、电阻R4、检波二极管D1以及电容C2；所述漏极输入端口接入至所述隔直电容C1一端，所述隔直电容C1的另一端与所述电阻R3一端连接；所述电阻R3与所述电阻R4串联后接地；所述电阻R3与所述R4相互连接的端子与所述检波二极管D1的负极相连；所述检波二极管D1的正极与所述电容C2一端连接，其连接端形成所述交流负压检波网络的输出端；所述电容C2的另一端与所述直流检测网络的输出端连接。
[0017]进一步的，所述交流负压检波网络还包括电容C5、电容C6；所述电阻R3与所述电容C5并联，所述电阻R4与所述电容C6并联。
[0018]进一步的，所述加法放大器具有两个输入端和一个输出端，且包括运算放大器N3、电阻R6以及电阻R7；所述加法放大器的两个输入端分别通过所述电阻R6、所述电阻R7接入至所述运算放大器N3的正输入端；所述运算放大器N3的负输入端通过一个电阻R8接地，并通过一个电阻R9与其输出端连接；所述运算放大器N3的输出端形成所述检测电路的检测输出端，并连接至所述检测输出端口。
[0019]进一步的，所述漏极输入端口位于印刷电路板上靠近功率晶体管漏极的根部位
置，与该功率晶体管的漏极电连接。
[0020]本专利技术的另一目的在于提供一种短波功率放大器漏极直流供电电压的调节方法，其根据上述检测电路检测到的功率放大器漏极波谷电压值，对应调节功率放大器漏极直流供电电压。
[0021]与现有技术相比，本专利技术一种短波功率放大器漏极波谷电压检测电路及电压调节方法的有益效果在于：通过测量功率管漏极的交流波谷电压值，即可以获知当前负载条件下功率管的动态范围是否用满，进而能直接反映当前供电电压是否恰当，为功率管漏极直流供电电压的自动调整提供依据，大大简化了实现过程；功率管漏极输入到直流检测网络和交流负压检波网络；直流检测网络通过电阻分压、滤波和缓冲，其输出电压正比于漏极直流电压；交流负压检波网络在隔直流电容后采用检波二极管获得交流分量的负向峰值；直流检测网络和交流负压检波网络的输出与加法放大器的输入连接，两个检测电压相加放大后，得到漏极波谷电本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种短波功率放大器漏极波谷电压检测电路，其特征在于：其包括漏极输入端口、直流检测网络、交流负压检波网络、加法放大器和检测输出端口；所述漏极输入端口分别连接至所述直流检测网络、所述交流负压检波网络的输入端；所述直流检测网络的输出端、所述交流负压检波网络的输出端连接至所述加法放大器的一个输入端；所述加法放大器的输出端连接至所述检测输出端口。2.如权利要求1所述的短波功率放大器漏极波谷电压检测电路，其特征在于：所述直流检测网络包括两个串联的分压电阻R1和电阻R2，所述电阻R1的一端与所述漏极输入端口连接，所述电阻R2的一端接地，所述电阻R1与所述电阻R2相互连接的端子形成所述直流检测网络的输出端。3.如权利要求2所述的短波功率放大器漏极波谷电压检测电路，其特征在于：所述直流检测网络还包括运算放大器N1；所述电阻R1与所述电阻R2相互连接的端子连接至所述运算放大器N1的正输入端；所述运算放大器N1的负输入端与所述运算放大器N1的输出端连接，构成跟随器；所述运算放大器N1的输出端形成所述直流检测网络的输出端。4.如权利要求1所述的短波功率放大器漏极波谷电压检测电路，其特征在于：所述交流负压检波网络包括隔直电容C1、电阻R3、电阻R4、检波二极管D1、电容C2以及电阻R5；所述漏极输入端口接入至所述隔直电容C1一端，所述隔直电容C1的另一端与所述电阻R3一端连接；所述电阻R3与所述电阻R4串联后接地；所述电阻R3与所述R4相互连接的端子与所述检波二极管D1的负极相连；所述检波二极管D1的正极分别与所述电容C2、所述电阻R5连接；所述电容C2和所述电阻R5并联接地；所述检波二极管D1的正极形成所述交流负压检波网络的输出端。5.如权利要求4所述的短波功率放大器漏极波谷电压检测电路，其特征在于：所述交流负压检波网络还包括运算放...

【专利技术属性】
技术研发人员：毋明旗，刘宁，刘亮，王智，余峰，
申请(专利权)人：昆山九华电子设备厂，
类型：发明
国别省市：