实现功率放大器理想上下电时序的驱动装置制造方法及图纸

实现功率放大器理想上下电时序的驱动装置，涉及高速光通信的功率放大器驱动控制领域，其电源电压Vin同时输入给负电压转换器、正电压转换器和固定低压差线性稳压器，正电压转换器的输出连接可调低压差线性稳压器的输入，可调低压差线性稳压器的输出电压作为提供放大电流的正电压Vd；固定低压差线性稳压器的输出电压经分压后作为运算放大器的输入，负电压转换器的输出电压Vee为运算放大器提供单电源供电，运算放大器的输出电压作为控制放大增益的负电压Vg。本发明专利技术所述的驱动装置不止适应一种输入电源电压，为射频大功率放大器提供所需的两组工作电压，并精确控制它们的上下电时序，使用更为简单安全；减少了额外的器件，装置成本较低。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及高速光通信的功率放大器驱动控制领域，具体来讲是一种实现功率放大器理想上下电时序的驱动装置。
技术介绍
以往的功率放大器驱动控制领域，通常只需要提供两组可调电压便可以了，但是在目前的高速光通信领域中，系统需要放大器工作在很高的频率(IOGHz以上)，并且在很宽的频率范围内提供近30dB以上的放大增益，通常满足上述要求的功率放大器被称为射频大功率放大器，主要用于高速光模块中。射频大功率放大器的驱动装置除了要提供两组可调电压外，还需要完成对这两组工作电压的上下电时序的控制。上下电时序是指由板卡提供给高速光模块的工作电源，在“由无到有”和“由有到无”两种不稳定的状态下，射频大功率放大器的两组工作电压的时序情况。表I参数名称最小值典型值~最大值~ Vd5VTV8VIdIOOmA300mAVg-2. 5V~OVIg20mA所述两组工作电压分别为控制放大增益的负电压Vg和提供放大电流的正电压Vd0表I为射频大功率放大器两组电压的电气特性，普遍情况下5V < Vd < 8V ；-2. 5V < Vg< 0V。Id为射频大功率放大器的放大电流，是由Vd提供的；Ig是射频大功率放大器的控制电流，是由Vg提供的。Id的大小是受Vg控制的，Vg越大Id就越大，放大器的增益就越大，通常Vg工作在-IV左右。Id的大小也与Vd相关，Vd越大Id越大，但是由于Id受Vg变化的影响更敏感，一般都由Vg来调节输出增益。Id额定值通常定义为正常工作时电流最大值的I. 5倍，工作时Id的大小不能超过额定值，否则会影响它的性能，缩短其使用寿命或直接导致其损坏。在上下电时，如果不对这两个电压进行控制，会出现Vd和Vg都较大的情况，引起Id过大甚至超过额定值。理想情况下，希望Vg和Vd在上下电时能达到图I所示的时序关系，即上电时，等Vg下降到正常工作电压后再让Vd开始升压上电；下电时，等Vd开始降压下电后再让Vg开始升压下电。这可以绝对保证Id处于安全范围内，但是这种时序关系通常只有在实验室才可以做到，因为实验室在进行射频大功率放大器的研究测试时，会使用精密台式电源分别对Vg和Vd供电，这样就可以通过控制两个台式电源的开关顺序，来人为控制Vg与Vd间的时序关系。然而，在商业产品应用中，按照传统的设计方法是无法达到这种效果的，因为在实验室是人为主动的对射频大功率放大器进行上下电，而在商业产品中，射频大功率放大器是被动的接受系统的上下电，它的控制电路必须对相关电压进行监测，发现其变化超过阈值电压后再采取措施。所以射频大功率放大器对其两组工作电压的上下电时序会有一个最差情况下的时序要求即上电时，要求负电压Vg至少达到正常工作电压的90%后，正电压Vd才能开始升压上电；下电时，要求负电压Vg至多升到正常工作电压的90%时，正电压Vd就需要马上开始下电。如图2所示，为两组工作电压的上下电最差情况下的时序要求。Vg正常工作电压为-2V，其90%的电压为1.8V。当Vg从OV开始上电达到A点(Vg =-I. 8V)时，Vd才开始上电；当Vg从-2V开始下电达到B点(Vg = -I. 8V)时，Vd开始下电。目前在商用产品中，实现电压上下电时序控制的方法较多，主要有MOSFET (Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor 金属-氧化层-半导体-场效晶体管) 控制方法和电源管理芯片控制方法，但都不是针对射频大功率放大器的时序要求专门设计的控制方法。MOSFET控制方法主要由MOSFET来实现，利用MOSFET的阈值电压Ves(th)来实现上下电时序控制。但是MOSFET的Vffi⑷差异较大，即便是同一型号的MOSFET常温下也会有0.7V以上的差异，并且受温度影响会有-3mV/°C变化。由于Ves(th)的这段判决模糊区，最坏情况下，下电时对Vg的判决偏离会达到30%或以上，即当Vg升到正常工作电压的70%后，该装置才能让Vd开始下电。所以很难保证精度，在大批量应用时需要对每个电路进行上下电的时序的测试，通过电阻参数的校正来保证时序精度，不适合大批量应用；另外这种方法只能适应一种输入电源电压的情况，不同的输入电源电压需要配置不同的电阻参数来重新设计。电源管理芯片控制方法主要由电源管理芯片控制装置进行，但是目前并没有直接管理负电压的电源管理芯片，必须将受控负电压通过线性网络转换成正电压后，再送给电源管理芯片进行判决。由于线性网络中需要引入其他的正电压，使得判决偏离度得不到保证，并且控制时序部分的电路，需要引入更多的器件，导致使用该装置成本也较高。
技术实现思路
针对现有技术中存在的缺陷，本专利技术的目的在于提供一种实现功率放大器理想上下电时序的驱动装置，不止适应一种输入电源电压，为射频大功率放大器提供所需的两组工作电压，并精确控制它们的上下电时序，在商用产品中达到实验室程度的理想时序控制效果，使射频大功率放大器使用起来更为简单安全；所述装置减少了额外的器件，装置成本较低。为达到以上目的，本专利技术采取的技术方案是一种实现功率放大器理想上下电时序的驱动装置，包括电源、负电压转换器、正电压转换器、固定低压差线性稳压器、可调低压差线性稳压器和运算放大器，所述电源电压Vin同时输入给负电压转换器、正电压转换器和固定低压差线性稳压器，正电压转换器的输出连接可调低压差线性稳压器的输入，可调低压差线性稳压器连接调节滑线变阻器RP2，可调低压差线性稳压器的输出电压作为提供放大电流的正电压Vd;固定低压差线性稳压器的输出电压经分压后作为运算放大器的输入，负电压转换器的输出电压Vee为运算放大器提供单电源供电，运算放大器的输出电压作为控制放大增益的负电压Vg，且固定低压差线性稳压器的输出电压小于所述正电压Vd最小值的一半，负电压转换器的输出电压Vee小于所述负电压Vg。在上述技术方案的基础上，所述可调低压差线性稳压器的输出连接一个旁路电容Cl后接地。在上述技术方案的基础上，所述可调低压差线性稳压器的输出和调节滑线变阻器RP2之间串联电阻R5。在上述技术方案的基础上，当所述调节滑线变阻器RP2电阻值增大时，所述正电压Vd减小，当调节滑线变阻器RP2电阻值减减小时，所述正电压Vd增大，且所述正电压Vd大于+5V，小于+8V。在上述技术方案的基础上，所述固定低压差线性稳压器的输出连接一个旁路电容 C2后接地。在上述技术方案的基础上，所述固定低压差线性稳压器的输出经过一个电阻网络分压，所述电阻网络包括一个调节滑线变阻器RPl和与其串联的电阻R6。在上述技术方案的基础上，当调节滑线变阻器RPl电阻值增大时，所述负电压Vg增大；当调节滑线变阻器RPl电阻值减小时，所述负电压Vg减小，且所述负电压Vg大于-2. 5V，小于0V。在上述技术方案的基础上，所述运算放大器和电阻R1、电阻R2组成反相放大器电路。在上述技术方案的基础上，所述正电压转换器输出的电压通过电阻R3和电阻R4进行调整。在上述技术方案的基础上，所述电源电压Vin位于+3. 3V至+18V之间，固定低压差线性稳压器输出的电压为+2. 5V。本专利技术的有益效果在于I.本专利技术在驱动射频大功率放大器工作的同时，完成理想的上下电时序控制，保证上下电本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种实现功率放大器理想上下电时序的驱动装置，包括电源、负电压转换器、正电压转换器、固定低压差线性稳压器、可调低压差线性稳压器和运算放大器，其特征在于所述电源电压Vin同时输入给负电压转换器、正电压转换器和固定低压差线性稳压器，正电压转换器的输出连接可调低压差线性稳压器的输入，可调低压差线性稳压器连接调节滑线变阻器RP2，可调低压差线性稳压器的输出电压作为提供放大电流的正电压Vd ;固定低压差线性稳压器的输出电压经分压后作为运算放大器的输入，负电压转换器的输出电压Vee为运算放大器提供单电源供电，运算放大器的输出电压作为控制放大增益的负电压Vg，且固定低压差线性稳压器的输出电压小于所述正电压Vd最小值的一半，负电压转换器的输出电压Vee小于所述负电压Vg。2.如权利要求I所述的实现功率放大器理想上下电时序的驱动装置，其特征在于所述可调低压差线性稳压器的输出连接一个旁路电容Cl后接地。3.如权利要求2所述的实现功率放大器理想上下电时序的驱动装置，其特征在于所述可调低压差线性稳压器的输出和调节滑线变阻器RP2之间串联电阻R5。4.如权利要求3所述的实现功率放大器理想上下电时序的驱动装置，其特征在于当所述调节滑线变阻器RP2电阻值增大时，所述正电压Vd减小...

【专利技术属性】
技术研发人员：李玲，陈垦，龙熙平，沈秀娟，张芹芹，张永防，
申请(专利权)人：烽火通信科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：