第6章-控制器在功放中的应用(控制器在微波中的应用)

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1、第6章控制器在功放中的应用发射机是一个综合的电子系统，它不仅包括无线发射通道，而且还包括通道的检测和自动控制电路，因此在设计时，它除了必须保证无线通道的技术指标处于正常范围外，还必须设计先进的取样检测和保护报警等电路，以确保发射机工作正常，从而实现发射机在线自动监测和控制。近年来，随着大功率发射机多路功率合成技术的发展，越来越多的厂家采用模块化结构设计，因此单个功率放大器模块是整个发射机的基本测单元，本文就着重讨论单个模块的检测和控制电路，从而实现发射机在线状态自动监测。1．信号检测工作原理在功放模块中，主要检测和控制参

2、数为电源电压，各放大管的工作电流，输出功率，反射功率，过温度和过激励保护等，下图为实现上述检测控制功能的方框图，它由取样放大电路，V/F变换，隔离电路，F/V变换，A/D转换，MCU，显示电路和输出保护电路等组成。在功放模块中，由于大功率器件的应用，模块的输出功率都比较大，因而对小信号存在较大的高频干扰，如处理不好，就会影响后级模数转换电路工作，从而导致检测数据不准确，显示数据跳动的现象，甚至出现误动作。一般采用光电耦合器或专用的芯片来进行隔离，由于光电耦合器具有体积小、使用寿命长、工作温度范围宽、抗干扰性能强、无触点且

3、输入与输出在电气上完全隔离等特点，从而将模拟电路和数字电路完全隔离，保障系统在高电压、大功率辐射环境下安全可靠地工作。以上原理框图中其中取样放大、U/F变换、隔离电路、F/U变换也可以有专用集成电路来完成，比如说前面提到的功率检测芯片AD8313。2．控制方面的应用随着现代无线通信业务的迅猛发展，对通信系统容量的要求越来越大。为了追求更高的数据速率和频谱效率，普遍采用线性调制方式，如QPSK,16QAM。另外，多载波配置技术导致了信号包络的变化，从而产生了交调失真，尽管频谱再生对本信道的影响不大，但它将会干扰相邻信道，这

4、些都对功率放大器的线性度提出了苛刻的要求。虽然采用A类功放可能会达到要求，但它的效率太低。因此，在高功放的基础上必须对其进行线性化处理，这样可以较好地解决信号的频谱再生问题。实现射频功放线性化的技术很多，常用的技术有以下三种：功率回退、预失真、前馈。在这几种技术的实现过程中都有可能用到控制器。尤其是在前馈和预失真功率放大中。同时在一些大功率的管的应用中，也可以用控制器来调整控制工作点电压从而实现温度、功率等条件变化引起的非线性变化。3．在前馈中的应用下面是前馈功放的参考模型。从图中可以看出前馈功率放大中有用到DSP，同时

5、也可以是MCU。控制器主要是通过调整a的相位和幅度来实现误差信号的获得。4．在预失真中的应用下图是预失真功放的模型。在这里控制器的作用是动态调整I/Q，然后通过检测功率输出点的带外功率来判断三阶失真，使输出的IM3功率达到最小。这样完成一个自适应的预失真调整。5．功放中温度补偿下图是我们应用的一个例子，在这里控制器的主要作用是对大功率管完成一个温度、功率补偿。具体实现原理如下：