分段温度补偿功率放大器电路及其补偿方法技术

本发明专利技术实施例公开了一种分段温度补偿功率放大器电路及其补偿方法，包括功率放大器、温度传感判定单元、分段温度补偿电路、电流镜偏置电路，温度传感判定单元、分段温度补偿电路、电流镜偏置电路、功率放大器依次连接，温度传感判定单元将温度信息转换为电压信号，再将电压信号与预设的参考电压值比较，得到分段温度补偿电路的控制信号；分段温度补偿电路根据控制信号分阶段地调整PTAT电流的斜率，输出调整后的PTAT电流给电流镜偏置电路；功率放大器根据电流镜偏置电路提供的偏置电压进行功率增益的温度补偿。本发明专利技术增加了一个自由度，可以根据实际功率放大器的情况分段调整PTAT电流的斜率，实现更好的温度补偿效果。实现更好的温度补偿效果。实现更好的温度补偿效果。

【技术实现步骤摘要】
分段温度补偿功率放大器电路及其补偿方法


[0001]本专利技术涉及功率放大器领域，尤其涉及一种分段温度补偿功率放大器电路及其补偿方法。

技术介绍

[0002]近年来，功率放大器集成电路 (power amplifier integrated circuit，PAIC) 已被广泛地应用于各种有线或无线的通讯装置中。功率放大器的功率增益会随着环境温度以及自热效应而发生变化。
[0003]专利US2021/0399698A1公布的做法如图1。其通过温度传感器探测温度，然后转化为相应的电路控制程序存于只读存储器中，电路控制程序可以控制功率放大器的输出端口电压、偏置电压、自适应偏置电压和阻抗匹配网络。
[0004]专利CN107147366A公布的做法如图2，该放大器包括偏置电路、温度控制电路、负反馈电路和功率放大器。其通过温度控制电路产生与温度相对应的控制信号，控制反馈电路的电阻阻值，进而改变功率放大器的功率增益，实现功率增益随温度相对恒定。
[0005]专利US2021/0399698A1公布的做法需要改变四个变量，每一个变量都能改变功率增益与温度的关系，虽然能够实现较好的效果，但是耗费的代价是巨大的，比如更复杂的控制码映射关系，更多的功耗以及更大的芯片面积。
[0006]专利CN107147366A公布的做法，是根据温度去改变反馈电阻的阻值。但是，在实际功率放大器的设计中，为了获得较大的功率增益，很少会设计反馈电路，而且通过反馈电路来改变功率放大器的功率增益效果甚微。

技术实现思路

[0007]本专利技术实施例所要解决的技术问题在于，提供一种分段温度补偿功率放大器电路及其补偿方法，以实现在工作温度范围内功率放大器的功率增益恒定。
[0008]为了解决上述技术问题，本专利技术实施例提出了一种分段温度补偿功率放大器电路，包括功率放大器，还包括温度传感判定单元、分段温度补偿电路、电流镜偏置电路，温度传感判定单元、分段温度补偿电路、电流镜偏置电路、功率放大器依次连接，温度传感判定单元将温度信息转换为电压信号，再将电压信号与预设的参考电压值比较，得到分段温度补偿电路的控制信号；分段温度补偿电路根据控制信号分阶段地调整PTAT电流的斜率，输出调整后的PTAT电流给电流镜偏置电路；功率放大器根据电流镜偏置电路提供的偏置电压进行功率增益的温度补偿。
[0009]进一步地，分段温度补偿电路由一路固定斜率的第一PTAT电流，所述PTAT电流节点处接有在预设温度下相等的第二PTAT电流与ZTC电流。
[0010]进一步地，所述PTAT电路和ZTC电流为由N bit组成的电流阵列。
[0011]进一步地，所述第二PTAT电流与ZTC电流有一组或多组。
[0012]进一步地，温度传感判定单元包括将温度信息转换为电压信号的温度转换电压电
路以及一个或多个将所述电压信号与预设的参考电压值进行比较的比较器，比较器输出端连接分段温度补偿电路。
[0013]相应地，本专利技术实施例还提供了一种分段温度补偿功率放大器电路的补偿方法，包括：步骤1：先将温度信息转换为电压信号，再将所述电压信号与预设的参考电压值比较；步骤2：根据比较结果分阶段地调整PTAT电流的斜率，进行温度补偿。
[0014]本专利技术的有益效果为：本专利技术相较于传统的改变PTAT电流斜率方式的温度补偿方法，本专利技术增加了一个自由度，可以根据实际功率放大器的情况分段调整PTAT电流的斜率，实现更好的温度补偿效果；与此同时，本专利技术相较于专利US2021/0399698A1，实现简单，耗费的功耗和面积都更小。
附图说明
[0015]图1是现有技术中的一种功率放大器电路的结构图。
[0016]图2是现有技术中的另一种功率放大器电路的结构图。
[0017]图3是本专利技术实施例的分段温度补偿功率放大器电路的结构图。
[0018]图4是本专利技术的示例1的结构图。
[0019]图5是本专利技术的示例1的电流随温度变化的关系示意图。
[0020]图6是本专利技术的示例2的结构图。
[0021]图7是本专利技术的示例2的电流随温度变化的关系示意图。
[0022]图8是本专利技术实施例的各电流源随温度变化的关系示意图。
具体实施方式
[0023]需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互结合，下面结合附图和具体实施例对本专利技术作进一步详细说明。
[0024]本专利技术实施例中若有方向性指示（诸如上、下、左、右、前、后
……
）仅用于解释在某一特定姿态（如附图所示）下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。
[0025]另外，在本专利技术中若涉及“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。
[0026]请参照图3，本专利技术实施例的分段温度补偿功率放大器电路包括功率放大器、温度传感判定单元、分段温度补偿电路、电流镜偏置电路。
[0027]温度传感判定单元、分段温度补偿电路、电流镜偏置电路、功率放大器依次连接。温度传感判定单元将温度信息转换为电压信号，再将电压信号与预设的参考电压值比较，得到分段温度补偿电路的控制信号。分段温度补偿电路根据控制信号分阶段地调整PTAT电流的斜率，输出调整后的PTAT电流给电流镜偏置电路。电流镜偏置电路采用常规设计，由运算放大器OPA1、运算放大器OPA2、晶体管M1、晶体管M2、晶体管M3组成，晶体管可以为HBT、MOS、pHEMT类型，但并不见限于这几种类型，具有相同功能简单替换的元件都可以使用。
[0028]功率放大器根据电流镜偏置电路提供的偏置电压进行功率增益的温度补偿。本专利技术可以分段控制分段温度补偿电路的参数，实现在工作温度范围内功率放大器的功率增益恒定。
[0029]作为一种实施方式，分段温度补偿电路由一路固定斜率的第一PTAT电流，所述PTAT电流节点处接有在预设温度下相等的第二PTAT电流与ZTC电流。
[0030]作为一种实施方式，所述PTAT电路和ZTC电流为由N bit组成的电流阵列。
[0031]功率放大器的偏置是电流镜偏置电路提供的。由于功率放大器的功率放大管的跨导会随着温度变化而变化，进而其功率增益也会随温度变化而变化。因此，需要对其进行温度补偿。
[0032]示例1：一种常见的方法是采用PTAT（Proportional To Absolute Temperature）电流做电流镜的输入电流，如图4所示。但是PTAT的电流值是正比于绝对温度的，也就是说，在
‑
40℃到125℃范围内，其斜率是固定的，如图5所示。
[0033]如果要改变PTAT电流的斜率，可以采用PTAT电流和ZTC(Zero Temperature本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种分段温度补偿功率放大器电路，包括功率放大器，其特征在于，还包括温度传感判定单元、分段温度补偿电路、电流镜偏置电路，温度传感判定单元、分段温度补偿电路、电流镜偏置电路、功率放大器依次连接，温度传感判定单元将温度信息转换为电压信号，再将电压信号与预设的参考电压值比较，得到分段温度补偿电路的控制信号；分段温度补偿电路根据控制信号分阶段地调整PTAT电流的斜率，输出调整后的PTAT电流给电流镜偏置电路；功率放大器根据电流镜偏置电路提供的偏置电压进行功率增益的温度补偿。2.如权利要求1所述的分段温度补偿功率放大器电路，其特征在于，分段温度补偿电路由一路固定斜率的第一PTAT电流，所述PTAT电流节点处接有在预设温度下相等的第二PTAT电流与ZTC电流。3. ...

【专利技术属性】
技术研发人员：任江川，
申请(专利权)人：北京北斗华大科技有限公司，
类型：发明
国别省市：