[發明專利]基于射頻功率放大器的溫度補償電路

有效

• 申請號: 201911099560.6
• 申請日: 2019-11-12
• 公開（公告）號: CN110739917B
• 公開（公告）日: 2023-09-26
• 發明（設計）人: 朱明皓
• 申請（專利權）人: 蘇州華太電子技術股份有限公司
• 主分類號: H03F1/30
• 分類號: H03F1/30;H03F3/189
• 代理公司: 南京利豐知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 32256
• 代理人: 王茹

本發明揭示了一種基于射頻功率放大器的溫度補償電路，所述溫度補償電路包括第一溫度補償單元及第二溫度補償單元，所述第一溫度補償單元包括運算放大器及與運算放大器輸出端并聯的具有正溫度系數的第四電阻T1，所述第二溫度補償單元包括串聯于運算放大器輸出端的分壓電阻和二極管、及與二極管相連的射頻功率放大器，所述二極管的壓降Vd具有負溫度系數。本發明中第二溫度補償單元對射頻功率放大器進行線性溫度補償，第一溫度補償單元通過具有正溫度系數的電阻搭建電路進行非線性溫度補償，采用兩種溫度補償相結合的方式，對射頻功率放大器的偏置電壓進行溫度補償，以提高射頻功率放大器在不同溫度下增益的線性度。

技術領域

本發明屬于射頻功率器件技術領域，具體涉及一種基于射頻功率放大器的溫度補償電路。

背景技術

射頻功率放大器(radio?frequency?power?amplifier，RFPA)是發射系統中的主要部分，在發射機的前級電路中，調制振蕩電路所產生的射頻信號功率很小，需要經過一系列的放大(緩沖級、中間放大級、末級功率放大級)獲得足夠的射頻功率以后，才能饋送到天線上輻射出去。為了獲得足夠大的射頻輸出功率，必須采用射頻功率放大器。在調制器產生射頻信號后，射頻已調信號就由RFPA將它放大到足夠功率，經匹配網絡，再由天線發射出去。

射頻功率放大器通常需要設置相應的溫度補償電路，如現有技術中，2001年12月《IEEE?Transactions?on?Microwave?Theory?and?Techniques》發表的文章《X-Band?MMICPower?Amplifier?With?an?On?Chip?Temperature-Compensation?Circuit》中，公開了一種采用片內溫度補償方案。其展示了射頻功率放大器增益(Gain)隨溫度(T)、偏置電壓(Vg)變化的情況(如圖1所示)，為了保證放大器在-20℃和70℃下有一樣的增益，Vg需要隨溫度變大0.4V。

現有技術中典型的溫度補償電路如圖2所示，其中，VCC為供電電源，D1為二極管，其壓降Vd具有負溫度系數，R1、R2是電阻，L1、L2是電感，M1是功率放大器，Vg是功率放大器偏置電壓。根據KVL定律，因為Vd呈負溫度系數，故Vg呈正溫度系數。

二極管壓降Vd的溫度系數一般為-2～-1mV/℃，通過調節R1和R2的比例可以改變Vg的溫度系數，還可以通過串聯二極管的方式增加Vd，以增大Vg的溫度系數。

然而該溫度補償電路中，因為器件特性，二極管壓降Vd與T近似線性關系，所以Vg與T亦呈線性關系，而功率放大器的增益與T的關系更為復雜。如圖3所示，該溫度補償方案只能使功率放大器在-10℃～50℃范圍內具有較好的增益一致性，隨著溫度繼續升高，增益會逐漸降低，為了保證一致性，Vg需要更大的溫度系數。

因此，針對上述技術問題，有必要提供基于射頻功率放大器的溫度補償電路。

發明內容

有鑒于此，本發明的目的在于提供一種基于射頻功率放大器的溫度補償電路，以提高射頻功率放大器在不同溫度下增益的線性度。

為了實現上述目的，本發明一實施例提供的技術方案如下：

一種基于射頻功率放大器的溫度補償電路，所述溫度補償電路包括第一溫度補償單元及第二溫度補償單元，所述第一溫度補償單元包括運算放大器及與運算放大器輸出端并聯的具有正溫度系數的第四電阻T1，所述第二溫度補償單元包括串聯于運算放大器輸出端的分壓電阻和二極管、及與二極管相連的射頻功率放大器，所述二極管的壓降Vd具有負溫度系數。

一實施例中，所述運算放大器的正極輸入端與參考電壓Vref相連，第四電阻T1分別與運算放大器輸出端及負極輸入端相連，第一溫度補償單元的輸出電壓為Vs。

一實施例中，所述運算放大器的負極輸入端與第三電阻R3相連后接地。

一實施例中，所述第一溫度補償單元的輸出電壓為：