專利名稱：一種調(diào)整多級(jí)功率放大器線性的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及功率放大器調(diào)測(cè)領(lǐng)域，特別是一種調(diào)整多級(jí)功率放大器線性的方法。
背景技術(shù)：
近年來，隨著通信系統(tǒng)的飛速發(fā)展，不論傳統(tǒng)的頻分雙工(FDD)無線通信系統(tǒng)還是時(shí)分雙工(TDD)無線通信系統(tǒng)，大多采用了非恒包絡(luò)調(diào)制調(diào)制技術(shù)，如碼分多址(CDMA)技術(shù)。這樣，對(duì)于無線通信系統(tǒng)中功率放大器的線性相應(yīng)地提高了要求。一般以鄰道功率泄漏比(ACLR)作為功率放大器線性的指標(biāo)，所述ACLR是指經(jīng)功率放大器放大后的輸出信號(hào)中鄰道泄漏功率與主信道載波功率的比值，當(dāng)ACLR值達(dá)到最小時(shí)，功率放大器的線性達(dá)到最優(yōu)。
現(xiàn)有技術(shù)中，對(duì)于多級(jí)功率放大器線性的調(diào)試所采用的電路如圖1所示，這里以三級(jí)功率放大器為例，該電路包括射頻信號(hào)源、三級(jí)功率放大器、頻譜儀、電流檢測(cè)器、計(jì)算機(jī)、以及兩個(gè)數(shù)控電阻第二級(jí)數(shù)控電阻和第三級(jí)數(shù)控電阻。其中射頻信號(hào)源用于向多級(jí)功率放大器提供射頻信號(hào)；頻譜儀用于測(cè)量多級(jí)功率放大器輸出信號(hào)的頻譜特性，如輸出功率和鄰道功率泄漏比等；電流檢測(cè)器用于監(jiān)控多級(jí)功率放大器的工作電流，并將結(jié)果傳輸給計(jì)算機(jī)，該電流檢測(cè)器可以是電流計(jì)也可以是電流檢測(cè)芯片；第二級(jí)數(shù)控電阻和第三級(jí)數(shù)控電阻以6比特(bit)位的數(shù)控電阻為例，數(shù)控電阻的比特值和電阻值成線性關(guān)系，最大比特值為63，對(duì)應(yīng)于最大電阻值，最小比特值為0，對(duì)應(yīng)于最小電阻值，第二級(jí)數(shù)控電阻和第三級(jí)數(shù)控電阻用于通過改變電阻值來調(diào)節(jié)第二級(jí)放大器和第三級(jí)放大器的偏置電壓，電阻值越大表示偏置電壓越大，通常阻值和偏置電壓成線性關(guān)系。計(jì)算機(jī)用于根據(jù)頻譜儀提供的ACLR值自動(dòng)控制調(diào)節(jié)第二級(jí)數(shù)控電阻和第三級(jí)數(shù)控電阻。
采用圖1所示的電路，首先在關(guān)閉射頻信號(hào)源輸出的條件下，調(diào)整功率放大器各級(jí)偏置電壓，使得功率放大器靜態(tài)電流達(dá)到功率放大器器件手冊(cè)的推薦值。然后打開射頻信號(hào)源的輸出，向多級(jí)功率放大器輸入射頻信號(hào)，調(diào)節(jié)射頻信號(hào)源的輸出功率使功率放大器的輸出達(dá)到指定的輸出功率后，分別調(diào)整多級(jí)功率放大器的各級(jí)偏置電壓使功率放大器的輸出線性達(dá)到最優(yōu)。對(duì)于三級(jí)功率放大器，由于第一級(jí)放大器的輸出功率很低，它的偏置電壓對(duì)整個(gè)功率放大器的增益和線性影響很小，因此第一級(jí)放大器一般根據(jù)經(jīng)驗(yàn)設(shè)置為固定值，在調(diào)節(jié)時(shí)只需要調(diào)節(jié)第二級(jí)偏置電壓和第三級(jí)偏置電壓；對(duì)于兩級(jí)功率放大器，需要調(diào)節(jié)第一級(jí)偏置電壓和第二級(jí)偏置電壓?？梢钥闯?，對(duì)于多級(jí)功率放大器，一般需要調(diào)節(jié)次末級(jí)偏置電壓和末級(jí)偏置電壓，其它偏置電壓根據(jù)經(jīng)驗(yàn)設(shè)置為固定值。
以三級(jí)功率放大器為例，現(xiàn)有技術(shù)一的方法是通過改變第二級(jí)數(shù)控電阻的比特值和第三級(jí)數(shù)控電阻的比特值，遍歷第二級(jí)偏置電壓和第三級(jí)偏置電壓的取值分別測(cè)量ACLR值，并找出其中的最小值。這種遍歷的方法能夠準(zhǔn)確地找到線性最優(yōu)點(diǎn)，但是這種方法需要耗費(fèi)大量的時(shí)間。
現(xiàn)有技術(shù)二的方法是固定第一級(jí)偏置電壓，采用交替固定一級(jí)調(diào)節(jié)另一級(jí)的方法調(diào)節(jié)第二級(jí)和第三級(jí)偏置電壓，具體過程如下步驟A，設(shè)置第二級(jí)數(shù)控電阻比特值的初始值，固定第二級(jí)數(shù)控電阻比特值為該初始值，調(diào)節(jié)第三級(jí)數(shù)控電阻的比特值，找到當(dāng)前第二級(jí)數(shù)控電阻比特值下的ACLR極小值；步驟B，根據(jù)上一步驟中ACLR極小值對(duì)應(yīng)的第三級(jí)數(shù)控電阻比特值，固定第三級(jí)數(shù)控電阻比特值為該值，調(diào)節(jié)第二級(jí)數(shù)控電阻比特值，找到當(dāng)前第三級(jí)數(shù)控電阻比特值下的ACLR極小值；步驟C，根據(jù)步驟B中的ACLR極小值對(duì)應(yīng)的第二級(jí)數(shù)控電阻比特值，固定第二級(jí)數(shù)控電阻比特值為該值，調(diào)節(jié)第三級(jí)數(shù)控電阻比特值，找到當(dāng)前第二級(jí)數(shù)控電阻比特值下的ACLR極小值。
循環(huán)執(zhí)行步驟BC，直至步驟B或C中找到的ACLR極小值與上一步驟中找到的ACLR極小值相等，就表明找到某個(gè)區(qū)域的ACLR極小值，完成了調(diào)節(jié)過程。
但是，現(xiàn)有技術(shù)二找到ACLR極小值不一定是整個(gè)偏置電壓范圍內(nèi)的ACLR最小值。這是因?yàn)锳CLR除了有一個(gè)最小值外，還有若干極小值分布在最小值附近，使用兩級(jí)交替調(diào)試的方法很可能尋找到的是某個(gè)極小值，因此使用該方法調(diào)試時(shí)，經(jīng)常找不到真正的ACLR最小值，導(dǎo)致調(diào)試失敗。

發(fā)明內(nèi)容
有鑒于此，本發(fā)明為了克服上述缺點(diǎn)，提出了一種調(diào)整多級(jí)功率放大器線性的方法，其目的在于，快速、有效地找到多級(jí)功率放大器偏置電壓變化范圍內(nèi)的線性最優(yōu)點(diǎn)。
根據(jù)上述目的，本發(fā)明提出了一種調(diào)整多級(jí)功率放大器線性的方法，該方法包括以下步驟預(yù)先設(shè)置待調(diào)整功率放大器的次末級(jí)偏置電壓下的線性指標(biāo)最優(yōu)值；A.固定當(dāng)前次末級(jí)偏置電壓，遞增末級(jí)偏置電壓，判斷末級(jí)偏置電壓是否超出預(yù)先設(shè)置的末級(jí)偏置電壓變化范圍，如果是則結(jié)束流程，否則讀取當(dāng)前線性指標(biāo)值，并判斷當(dāng)前線性指標(biāo)值是否小于當(dāng)前次末級(jí)偏置電壓下的線性指標(biāo)最優(yōu)值，如果是，則記錄此時(shí)的線性指標(biāo)值作為當(dāng)前次末級(jí)偏置電壓下的線性指標(biāo)最優(yōu)值，然后執(zhí)行步驟A，否則執(zhí)行步驟B；B.遞增次末級(jí)偏置電壓并遞減末級(jí)偏置電壓，判斷當(dāng)前次末級(jí)偏置電壓是否超出預(yù)先設(shè)置的次末級(jí)偏置電壓變化范圍，如果是則結(jié)束流程，否則執(zhí)行步驟A。
在上述技術(shù)方案中，通過數(shù)控電阻調(diào)節(jié)偏置電壓；或者通過數(shù)模轉(zhuǎn)換器DAC調(diào)節(jié)偏置電壓；或者直接通過偏置電壓供電電源調(diào)節(jié)偏置電壓。
預(yù)先將線性指標(biāo)值劃分為多個(gè)區(qū)域，并設(shè)置各個(gè)區(qū)域與步長(zhǎng)取值之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系；步驟A中遞增末級(jí)偏置電壓的步驟包括根據(jù)當(dāng)前線性指標(biāo)值所在的區(qū)域以及所述對(duì)應(yīng)關(guān)系獲取步長(zhǎng)取值，按照所述步長(zhǎng)取值遞增末級(jí)偏置電壓。
所述多級(jí)功率放大器為三級(jí)功率放大器，在步驟A之前進(jìn)一步包括設(shè)置第一級(jí)偏置電壓的步驟。
所述線性指標(biāo)為鄰道功率泄漏比ACLR。
所述次末級(jí)偏置電壓變化范圍為次末級(jí)偏置電壓自身的取值范圍；所述末級(jí)偏置電壓變化范圍為末級(jí)偏置電壓自身的取值范圍。
較佳地，步驟A之前進(jìn)一步包括預(yù)先確定線性最優(yōu)區(qū)域的步驟，所述線性最優(yōu)區(qū)域?yàn)榫€性指標(biāo)值小于指定數(shù)值的區(qū)域；所述次末級(jí)偏置電壓變化范圍為線性最優(yōu)區(qū)域內(nèi)次末級(jí)偏置電壓的變化范圍，所述末級(jí)偏置電壓變化范圍為線性最優(yōu)區(qū)域內(nèi)末級(jí)偏置電壓的變化范圍。
所述確定線性最優(yōu)區(qū)域的步驟包括C10.確定所述線性最優(yōu)區(qū)域?qū)?yīng)的靜態(tài)電流上限和下限；C11.設(shè)置次末級(jí)偏置電壓為最小值、末級(jí)偏置電壓為最小值；C12.遞增次末級(jí)偏置電壓，讀取當(dāng)前靜態(tài)電流值，判斷當(dāng)前靜態(tài)電流值是否大于所述靜態(tài)電流下限，如果是則記錄當(dāng)前次末級(jí)偏置電壓和末級(jí)偏置電壓為第一邊界點(diǎn)，否則執(zhí)行步驟C12；C13.設(shè)置次末級(jí)偏置電壓為最大值、末級(jí)偏置電壓為最小值；C14.遞減次末級(jí)偏置電壓，讀取當(dāng)前靜態(tài)電流值，判斷當(dāng)前靜態(tài)電流值是否小于所述靜態(tài)電流上限，如果是則記錄當(dāng)前次末級(jí)偏置電壓和末級(jí)偏置電壓為第二邊界點(diǎn)，否則執(zhí)行步驟C14；C15.設(shè)置次末級(jí)偏置電壓為最大值、末級(jí)偏置電壓為最大值；C16.遞減次末級(jí)偏置電壓，讀取當(dāng)前靜態(tài)電流值，判斷當(dāng)前靜態(tài)電流值是否小于所述靜態(tài)電流上限，如果是則記錄當(dāng)前次末級(jí)偏置電壓和末級(jí)偏置電壓為第三邊界點(diǎn)，否則執(zhí)行步驟C16；C17.設(shè)置次末級(jí)偏置電壓為最小值、末級(jí)偏置電壓為最小值；
C18.遞增末級(jí)偏置電壓，讀取當(dāng)前靜態(tài)電流值，判斷當(dāng)前靜態(tài)電流值是否大于所述靜態(tài)電流下限，如果是則記錄當(dāng)前次末級(jí)偏置電壓和末級(jí)偏置電壓為第四邊界點(diǎn)，否則執(zhí)行步驟C18；C19.根據(jù)所述第一邊界點(diǎn)和第二邊界點(diǎn)、第三邊界點(diǎn)和第四邊界點(diǎn)分別得到兩條直線，確定兩條直線之間的區(qū)域?yàn)榫€性最優(yōu)區(qū)域。
較佳地，所述確定線性最優(yōu)區(qū)域的步驟包括C20.確定所述線性最優(yōu)區(qū)域?qū)?yīng)的靜態(tài)電流上限和下限；C21.設(shè)置次末級(jí)偏置電壓為最小值、末級(jí)偏置電壓為最小值；C22.遞增次末級(jí)偏置電壓，讀取當(dāng)前靜態(tài)電流值，判斷當(dāng)前靜態(tài)電流值是否大于所述靜態(tài)電流下限，如果是則記錄當(dāng)前次末級(jí)偏置電壓和末級(jí)偏置電壓為第一邊界點(diǎn)，否則執(zhí)行步驟C22；C23.設(shè)置次末級(jí)偏置電壓為最大值、末級(jí)偏置電壓為最小值；C24.遞減次末級(jí)偏置電壓，讀取當(dāng)前靜態(tài)電流值，判斷當(dāng)前靜態(tài)電流值是否小于所述靜態(tài)電流上限，如果是則記錄當(dāng)前次末級(jí)偏置電壓和末級(jí)偏置電壓為第二邊界點(diǎn)，否則執(zhí)行步驟C24；C25.設(shè)置次末級(jí)偏置電壓為最大值或第二邊界點(diǎn)的次末級(jí)偏置電壓值、末級(jí)偏置電壓為最大值；C26.遞減次末級(jí)偏置電壓，讀取當(dāng)前靜態(tài)電流值，判斷當(dāng)前靜態(tài)電流值是否小于所述靜態(tài)電流上限，如果是則記錄當(dāng)前次末級(jí)偏置電壓和末級(jí)偏置電壓為第三邊界點(diǎn)，否則執(zhí)行步驟C26；C27.將第一邊界點(diǎn)對(duì)應(yīng)的次末級(jí)偏置電壓和末級(jí)偏置電壓最大值記錄為第四邊界點(diǎn)；C28.根據(jù)所述第一邊界點(diǎn)、第二邊界點(diǎn)、第三邊界點(diǎn)以及第四邊界點(diǎn)得到四邊形區(qū)域，確定所述四邊形區(qū)域?yàn)榫€性最優(yōu)區(qū)域。
從上述技術(shù)方案中可以看出，由于本發(fā)明根據(jù)兩級(jí)偏置電壓對(duì)多級(jí)功率放大器增益和線性影響的規(guī)律性，調(diào)整多級(jí)功率放大器的線性達(dá)到最優(yōu)，對(duì)于離散性很強(qiáng)的多級(jí)功率放大器都能快速、準(zhǔn)確地找到其線性最優(yōu)點(diǎn)。并且與現(xiàn)有技術(shù)一相比大大提高了速度，現(xiàn)有技術(shù)一的方法需要迭代4096次，消耗時(shí)間約為40分鐘，本發(fā)明根據(jù)不同多級(jí)功率放大器需要迭代30～100次，消耗時(shí)間約為1.5～4分鐘。與現(xiàn)有技術(shù)二相比，本發(fā)明能夠準(zhǔn)確地找到線性最優(yōu)點(diǎn)。


圖1為調(diào)整多級(jí)功率放大器所采用的電路圖；圖2為兩級(jí)數(shù)控電阻比特值與功率放大器ACLR的關(guān)系示意圖；圖3為兩級(jí)數(shù)控電阻比特值與功率放大器輸出功率的關(guān)系示意圖；圖4為兩級(jí)數(shù)控電阻比特值與功率放大器靜態(tài)電流的關(guān)系示意圖；圖5為本發(fā)明調(diào)整多級(jí)功率放大器線性的過程示意圖；圖6為本發(fā)明確定線性最優(yōu)區(qū)域的流程圖；圖7為本發(fā)明調(diào)整多級(jí)功率放大器線性的流程圖。
具體實(shí)施例方式
為使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，以下舉實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)一步詳細(xì)說明。
與現(xiàn)有技術(shù)不同，本發(fā)明根據(jù)兩級(jí)偏置電壓對(duì)多級(jí)功率放大器增益和線性影響的規(guī)律性，調(diào)整多級(jí)功率放大器的線性達(dá)到最優(yōu)，即達(dá)到ACLR最小值。
圖2所示的是兩級(jí)偏置電壓對(duì)ACLR影響的規(guī)律，圖中虛線為ACLR的等值線。從圖中可以看出，存在一個(gè)ACLR較小的區(qū)域，當(dāng)檢測(cè)進(jìn)入這個(gè)ACLR較小的區(qū)域后，應(yīng)當(dāng)保持在這個(gè)區(qū)域內(nèi)檢測(cè)，以避免對(duì)區(qū)域外較大ACLR的不必要的檢測(cè)。進(jìn)一步，當(dāng)ACLR較大時(shí)，可以采用大的步長(zhǎng)向ACLR最小值逼近，當(dāng)ACLR較小時(shí)，可以采用小的步長(zhǎng)向ACLR最小值逼近。
圖3給出的是固定輸入功率時(shí)，兩級(jí)偏置電壓對(duì)整個(gè)功率放大器輸出功率的影響規(guī)律，也就是對(duì)功率放大器增益的影響規(guī)律。圖中虛線為輸出功率等值線。隨著兩級(jí)偏置電壓的增大，功率放大器輸出功率也逐漸增大，其最大值和最小值相差幾個(gè)dBm。結(jié)合圖2可以看出，線性最優(yōu)的區(qū)域并不是增益最大的區(qū)域，因此為了保證線性最優(yōu)，在調(diào)整偏置電壓尋找最小ACLR值時(shí)，會(huì)改變功率放大器的增益，因此需要反復(fù)調(diào)整線性和增益。
圖4所示的是兩級(jí)偏置電壓對(duì)靜態(tài)電流的影響規(guī)律。圖中虛線給出了靜態(tài)電流的等值線，左下角的靜態(tài)電流最小，右上角的靜態(tài)電流最大，將圖4跟圖2相比較，可以看出在靜態(tài)電流在BC和AE之間時(shí)對(duì)應(yīng)ACLR值較小的區(qū)域，即線性最優(yōu)區(qū)域。
通過上面的實(shí)驗(yàn)證明，線性最優(yōu)點(diǎn)所在的線性最優(yōu)區(qū)域?qū)?yīng)于一個(gè)靜態(tài)電流合適的區(qū)域，因此在調(diào)整多級(jí)功率放大器線性的時(shí)候，首先找出該區(qū)域的下邊界AE和上邊界BC，然后在該區(qū)域內(nèi)調(diào)整多級(jí)功率放大器的線性。
圖5是調(diào)整線性的過程示意圖，圖5中D點(diǎn)的縱坐標(biāo)與A點(diǎn)相同，大量實(shí)驗(yàn)表明多級(jí)功率放大器的線性最優(yōu)點(diǎn)不會(huì)出現(xiàn)在區(qū)域ADE內(nèi)，因此進(jìn)一步將線性最優(yōu)區(qū)域縮小到四邊形ABCD內(nèi)。從而在調(diào)整過程中，進(jìn)一步可以將尋找范圍縮小為在四邊形ABCD內(nèi)。
確定線性最優(yōu)區(qū)域的流程如圖6所示。為了敘述方便，首先定義一些變量用Rvgs2表示第二級(jí)數(shù)控電阻的比特值，它對(duì)應(yīng)于第二級(jí)放大器的偏置電壓；用Rvgs3表示第三級(jí)數(shù)控電阻的比特值，它對(duì)應(yīng)于第三級(jí)放大器的偏置電壓；用Rvgs2_max表示第二級(jí)數(shù)控電阻的最大比特值；用Rvgs2_min表示第二級(jí)數(shù)控電阻的最小比特值；用Rvgs3_max表示第三級(jí)數(shù)控電阻的最大比特值；用Rvgs3_min表示第三級(jí)數(shù)控電阻的最小比特值；用Idq表示功率放大器的靜態(tài)電流；用Idq_max表示線性最優(yōu)區(qū)域的靜態(tài)電流最大值即上限，用Idq_min表示線性最優(yōu)區(qū)域的靜態(tài)電流最小值即下限，Idq_max和Idq_min根據(jù)功率放大器器件手冊(cè)上的推薦值確定；用A_Rvgs2表示A點(diǎn)的第二級(jí)數(shù)控電阻比特值，用B_Rvgs2表示B點(diǎn)的第二級(jí)數(shù)控電阻比特值，用C_Rvgs2表示C點(diǎn)的第二級(jí)數(shù)控電阻比特值；用KK表示直線BC的斜率，用BB表示直線BC在縱坐標(biāo)上的截距。
步驟601至步驟602，根據(jù)圖1連接電路并給各設(shè)備上電，關(guān)閉射頻信號(hào)源的輸出。
步驟603，調(diào)節(jié)第二級(jí)數(shù)控電阻比特值Rvgs2和第三級(jí)數(shù)控電阻比特值Rvgs3為最小值，即取Rvgs2＝Rvgs2_min、Rvgs3＝Rvgs3_min。
步驟604，打開功率放大器。
步驟605至步驟607，將第二級(jí)數(shù)控電阻的比特值Rvgs2加2，讀取此時(shí)的靜態(tài)電流Idq，并判斷Idq是否大于線性最優(yōu)區(qū)域的靜態(tài)電流最小值Idq_min，如果是，則表明進(jìn)入線性最優(yōu)區(qū)域，執(zhí)行步驟609；否則表明還未到線性最優(yōu)區(qū)域，執(zhí)行步驟608。
步驟608，判斷當(dāng)前第二級(jí)數(shù)控電阻比特值Rvgs2是否大于第二級(jí)數(shù)控電阻的最大比特值Rvgs2_max，如果是則告警并退出流程，否則執(zhí)行步驟605。
步驟609，記錄當(dāng)前第二級(jí)數(shù)控電阻比特值Rvgs2作為A點(diǎn)的第二級(jí)數(shù)控電阻比特值A(chǔ)_Rvgs2，由于A點(diǎn)的第三級(jí)數(shù)控電阻比特值等于第三級(jí)數(shù)控電阻最小比特值Rvgs3_min，而Rvgs3_min是已知的，因此現(xiàn)在可以完全確定A點(diǎn)。由于D點(diǎn)的第二級(jí)數(shù)控電阻比特值與A點(diǎn)相同，且D點(diǎn)的第三級(jí)數(shù)控電阻比特值取最大值，因此同時(shí)可以確定D點(diǎn)。
步驟610，調(diào)節(jié)第二級(jí)數(shù)控電阻比特值Rvgs2為最大比特值，即取Rvgs2＝Rvgs2_max，Rvgs3保持在最小。
步驟611至步驟613，將第二級(jí)數(shù)控電阻比特值Rvgs2減2，讀取此時(shí)的靜態(tài)電流Idq，并判斷Idq是否小于線性最優(yōu)區(qū)域的靜態(tài)電流最大值Idq_max，如果是，則表明進(jìn)入線性最優(yōu)區(qū)域，執(zhí)行步驟615；否則表明還未到線性最優(yōu)區(qū)域，執(zhí)行步驟614。
步驟614，判斷當(dāng)前第二級(jí)數(shù)控電阻比特值Rvgs2是否小于第二級(jí)數(shù)控電阻最小比特值Rvgs_min，如果是則告警并退出流程，否則執(zhí)行步驟611。
步驟615，記錄當(dāng)前第二級(jí)數(shù)控電阻比特值Rvgs2作為B點(diǎn)的第二級(jí)數(shù)控電阻比特值B_Rvgs2，由于B點(diǎn)的第三級(jí)數(shù)控電阻比特值等于第三級(jí)數(shù)控電阻最小比特值Rvgs3_min，而Rvgs3_min是已知的，因此現(xiàn)在可以完全確定B點(diǎn)。
下面確定C點(diǎn)的第二級(jí)數(shù)控電阻比特值，可以從Rvgs2_max開始逐漸減小，但由于C點(diǎn)的Rvgs2比B點(diǎn)的Rvgs2小，因此可以從B點(diǎn)的B_Rvgs2開始逐漸減小，從而縮短確定C點(diǎn)的時(shí)間。
步驟616，調(diào)節(jié)第二級(jí)數(shù)控電阻比特值為B點(diǎn)的第二級(jí)數(shù)控電阻比特值B_Rvgs2、調(diào)節(jié)第三級(jí)數(shù)控電阻比特值為其最大比特值，即取Rvgs2＝B_Rvgs2以及Rvgs3＝Rvgs3_max。
步驟617至步驟619，將第二級(jí)數(shù)控電阻比特值Rvgs2減2，讀取當(dāng)前靜態(tài)電流Idq，并判斷Idq是否小于線性最優(yōu)區(qū)域的靜態(tài)電流最大值Idq_max，如果是，則執(zhí)行步驟621，否則執(zhí)行步驟620。
步驟620，判斷當(dāng)前第二級(jí)數(shù)控電阻比特值Rvgs2是否小于A點(diǎn)的第二級(jí)數(shù)控電阻比特值A(chǔ)_Rvgs2，如果是則執(zhí)行步驟621，否則執(zhí)行步驟617。
步驟621，記錄當(dāng)前第二級(jí)數(shù)控電阻比特值Rvgs2作為C點(diǎn)的第二級(jí)數(shù)控電阻比特值C_Rvgs2，由于C點(diǎn)的第三級(jí)數(shù)控電阻比特值等于第三級(jí)數(shù)控電阻最大比特值Rvgs3_max，而Rvgs3_max是已知的，因此現(xiàn)在可以完全確定C點(diǎn)。
步驟622，由于在調(diào)節(jié)ACLR最優(yōu)點(diǎn)時(shí)需要用到直線BC，這里進(jìn)一步計(jì)算直線BC的斜率KK和在縱坐標(biāo)上的截距BB，計(jì)算公式如下KK＝(C_Rvgs2-B_Rvgs2)/(Rvgs3_max-Rvgs3_min)BB＝(B_Rvgs2×Rvgs3_max-C_Rvgs2×Rvgs3_min)/(Rvgs3_max-Rvgs3_min)確定了A、B、C、D四個(gè)邊界點(diǎn)后，就確定了如圖5所示的線性最優(yōu)區(qū)域，該線性最優(yōu)區(qū)域?yàn)橹本€AB、BC、CD、AD圍成的四邊形。
在確定線性最優(yōu)區(qū)域之后，就可以在該區(qū)域內(nèi)檢測(cè)ACLR最小值，檢測(cè)ACLR最小值的流程如圖7所示。為了敘述方便，增加一些變量的定義用ACLR_Limit1表示預(yù)先設(shè)置的第一ACLR值門限，用ACLR_Limit2表示預(yù)先設(shè)置的第二ACLR值門限，用ACLR_Limit3表示預(yù)先設(shè)置的第三ACLR值門限，ACLR_Limit1、ACLR_Limit2及ACLR_Limit3根據(jù)功率放大器的器件手冊(cè)上的ACLR值范圍設(shè)定，且ACLR_Limit1＞ACLR_Limit2＞ACLR_Limit3，即ACLR_Limit3是最接近線性最優(yōu)點(diǎn)的門限；用ACLR_temp表示檢測(cè)過程中所讀取ACLR的臨時(shí)變量；用BC_Rvgs3表示在線性最優(yōu)區(qū)域內(nèi)當(dāng)前第二級(jí)數(shù)控電阻比特值Rvgs2對(duì)應(yīng)的第三級(jí)數(shù)控電阻比特值Rvgs3的取值上限，當(dāng)直線BC的斜率為0時(shí)，BC_Rvgs3取第三級(jí)數(shù)控電阻比特值的最大值，當(dāng)直線BC的斜率不為0時(shí)，BC_Rvgs3取當(dāng)前Rvgs2在直線BC上對(duì)應(yīng)的第三級(jí)數(shù)控電阻比特值；用ACLR[Rvgs2]表示在第二級(jí)數(shù)控電阻比特值Rvgs2等于某值時(shí)，檢測(cè)到的ACLR最優(yōu)值，即圖5中一行的最優(yōu)值，在檢測(cè)ACLR最小值之前，設(shè)置線性最優(yōu)區(qū)域內(nèi)各個(gè)Rvgs2對(duì)應(yīng)的ACLR[Rvgs2]的初始值為一較大數(shù)值，例如ACLR_Limit1，這樣在下面流程中第一次執(zhí)行步驟711時(shí)能夠使得當(dāng)前ACLR小于ACLR[Rvgs2]的初始值。
步驟701至步驟703，調(diào)節(jié)第二級(jí)數(shù)控電阻比特值和第三級(jí)數(shù)控電阻比特值為圖5中A點(diǎn)的取值，即取Rvgs2＝A_Rvgs2、Rvgs3＝Rvgs3_min。打開功率放大器和射頻信號(hào)發(fā)生器的射頻輸出。
步驟704，讀取當(dāng)前ACLR值，即得到ACLR_temp。需要注意的是，在每次讀取當(dāng)前ACLR值的時(shí)候，同時(shí)讀取功率放大器的輸出功率，如果輸出功率發(fā)生改變，則需要調(diào)整輸入功率使得輸出功率達(dá)到指定功率后，再讀取當(dāng)前的ACLR值。
步驟705，判斷當(dāng)前ACLR值是否大于第一ACLR值門限ACLR_Limit1，如果是則執(zhí)行步驟706，否則執(zhí)行步驟707。
步驟706，將第三級(jí)數(shù)控電阻比特值Rvgs3加6后，執(zhí)行步驟704再次讀取當(dāng)前ACLR值并判斷它是否大于ACLR_Limit1。
步驟707至步驟709，判斷直線BC的斜率KK是否等于0，如果是，則確定當(dāng)前第三級(jí)數(shù)控電阻比特值的取值上限BC_Rvgs3等于第三級(jí)數(shù)控電阻比特值Rvgs3的最大值Rvgs3_max，即BC_Rvgs3＝Rvgs3_max；否則根據(jù)BC的斜率、截距以及當(dāng)前第二級(jí)數(shù)控電阻比特值Rvgs2，計(jì)算當(dāng)前Rvgs2在直線BC上的所對(duì)應(yīng)的第三級(jí)數(shù)控電阻比特值，并以次作為當(dāng)前第三級(jí)數(shù)控電阻比特值的取值上限，計(jì)算所用公式為BC_Rvgs3＝(Rvgs2-BB)/KK。
步驟710，讀取當(dāng)前ACLR值，即得到ACLR_temp。與步驟704相同，在需要的時(shí)候，先調(diào)整輸入功率，再讀取當(dāng)前ACLR值。
步驟711，判斷當(dāng)前ACLR_temp是否小于該行已有ACLR的最小值A(chǔ)CLR[Rvgs2]，如果是則執(zhí)行步驟712，否則執(zhí)行步驟720。由于每行的ACLR[Rvgs2]初始值設(shè)置的較大，所以在該行第一次比較的時(shí)候一般都會(huì)得到ACLR_emp小于ACLR[Rvgs2]，從而執(zhí)行步驟712。
步驟712，由于ACLR_temp小于ACLR[Rvgs2]，即ACLR_temp是當(dāng)前該行最小的ACLR，所以用ACLR_temp取代當(dāng)前的ACLR[Rvgs2]，即取ACLR[Rvgs2]＝ACLR_temp。
步驟713至步驟714，判斷ACLR[Rvgs2]是否大于第二ACLR值門限ACLR_Limit2，如果是則表明距離ACLR最優(yōu)點(diǎn)還很遠(yuǎn)，將Rvgs3加3后執(zhí)行步驟718；否則執(zhí)行步驟715。
步驟715至步驟717，判斷ACLR[Rvgs2]是否大于第三ACLR值門限ACLR_Limit3，如果是則表明距離ACLR最優(yōu)點(diǎn)還較遠(yuǎn)，將Rvgs3加2后執(zhí)行步驟718；否則表明距離ACLR最優(yōu)點(diǎn)較近，將Rvgs3加1后執(zhí)行步驟718。
上述步驟713至步驟717的目的是根據(jù)門限值，采用不同的步長(zhǎng)向ACLR最優(yōu)點(diǎn)逼近，當(dāng)然也可以直接采用一種步長(zhǎng)直接逼近。這里所采用的不同步長(zhǎng)是3、2、1，也可以根據(jù)需要采用其它的步長(zhǎng)取值。
步驟718，判斷是否超出了線性最優(yōu)區(qū)域的范圍，即判斷當(dāng)前Rvgs3是否大于BC_Rvgs3，如果是則執(zhí)行步驟719，否則執(zhí)行步驟710，繼續(xù)在該行內(nèi)檢索。
步驟719，判斷當(dāng)前行的ACLR最小值是否小于前一行的ACLR最小值，即ACLR[Rvgs2]是否小于ACLR[Rvgs2-1]，如果是，則執(zhí)行步驟720；否則完成調(diào)試，結(jié)束流程。
步驟720至步驟721，將第二級(jí)數(shù)控電阻比特值Rvgs2加1、將第三級(jí)數(shù)控電阻比特值Rvgs3減6。判斷是否在縱坐標(biāo)方向超出了線性最優(yōu)區(qū)域，即判斷當(dāng)前Rvgs2是否大于B_Rvgs2，如果是則結(jié)束流程；否則執(zhí)行步驟707，即開始在后一行繼續(xù)檢索ACLR最優(yōu)值。
在調(diào)試結(jié)束后，關(guān)閉各個(gè)儀器和功率放大器。
在上述實(shí)施例中，采用通過調(diào)節(jié)數(shù)控電阻來調(diào)節(jié)偏置電壓，也可以采用數(shù)模轉(zhuǎn)換器(DAC)直接將計(jì)算機(jī)的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為偏置電壓，達(dá)到調(diào)節(jié)偏置電壓的目的。更直接地，調(diào)節(jié)提供偏置電壓的電壓源來調(diào)節(jié)偏置電壓。但是，不管采用什么方法調(diào)節(jié)偏置電壓，調(diào)試多級(jí)功率放大器線性的方法是相同的。
以上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種調(diào)整多級(jí)功率放大器線性的方法，其特征在于，該方法包括以下步驟預(yù)先設(shè)置待調(diào)整功率放大器的次末級(jí)偏置電壓下的線性指標(biāo)最優(yōu)值；A.固定當(dāng)前次末級(jí)偏置電壓，遞增末級(jí)偏置電壓，判斷末級(jí)偏置電壓是否超出預(yù)先設(shè)置的末級(jí)偏置電壓變化范圍，如果是則結(jié)束流程，否則讀取當(dāng)前線性指標(biāo)值，并判斷當(dāng)前線性指標(biāo)值是否小于當(dāng)前次末級(jí)偏置電壓下的線性指標(biāo)最優(yōu)值，如果是，則記錄此時(shí)的線性指標(biāo)值作為當(dāng)前次末級(jí)偏置電壓下的線性指標(biāo)最優(yōu)值，然后執(zhí)行步驟A，否則執(zhí)行步驟B；B.遞增次末級(jí)偏置電壓并遞減末級(jí)偏置電壓，判斷當(dāng)前次末級(jí)偏置電壓是否超出預(yù)先設(shè)置的次末級(jí)偏置電壓變化范圍，如果是則結(jié)束流程，否則執(zhí)行步驟A。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，通過數(shù)控電阻調(diào)節(jié)偏置電壓；或者通過數(shù)模轉(zhuǎn)換器DAC調(diào)節(jié)偏置電壓；或者直接通過偏置電壓供電電源調(diào)節(jié)偏置電壓。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，預(yù)先將線性指標(biāo)值劃分為多個(gè)區(qū)域，并設(shè)置各個(gè)區(qū)域與步長(zhǎng)取值之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系；步驟A中遞增末級(jí)偏置電壓的步驟包括根據(jù)當(dāng)前線性指標(biāo)值所在的區(qū)域以及所述對(duì)應(yīng)關(guān)系獲取步長(zhǎng)取值，按照所述步長(zhǎng)取值遞增末級(jí)偏置電壓。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述多級(jí)功率放大器為三級(jí)功率放大器，在步驟A之前進(jìn)一步包括設(shè)置第一級(jí)偏置電壓的步驟。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述線性指標(biāo)為鄰道功率泄漏比ACLR。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述次末級(jí)偏置電壓變化范圍為次末級(jí)偏置電壓自身的取值范圍；所述末級(jí)偏置電壓變化范圍為末級(jí)偏置電壓自身的取值范圍。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，步驟A之前進(jìn)一步包括預(yù)先確定線性最優(yōu)區(qū)域的步驟，所述線性最優(yōu)區(qū)域?yàn)榫€性指標(biāo)值小于指定數(shù)值的區(qū)域；所述次末級(jí)偏置電壓變化范圍為線性最優(yōu)區(qū)域內(nèi)次末級(jí)偏置電壓的變化范圍，所述末級(jí)偏置電壓變化范圍為線性最優(yōu)區(qū)域內(nèi)末級(jí)偏置電壓的變化范圍。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，其特征在于，所述確定線性最優(yōu)區(qū)域的步驟包括C10.確定所述線性最優(yōu)區(qū)域?qū)?yīng)的靜態(tài)電流上限和下限；C11.設(shè)置次末級(jí)偏置電壓為最小值、末級(jí)偏置電壓為最小值；C12.遞增次末級(jí)偏置電壓，讀取當(dāng)前靜態(tài)電流值，判斷當(dāng)前靜態(tài)電流值是否大于所述靜態(tài)電流下限，如果是則記錄當(dāng)前次末級(jí)偏置電壓和末級(jí)偏置電壓為第一邊界點(diǎn)，否則執(zhí)行步驟C12；C13.設(shè)置次末級(jí)偏置電壓為最大值、末級(jí)偏置電壓為最小值；C14.遞減次末級(jí)偏置電壓，讀取當(dāng)前靜態(tài)電流值，判斷當(dāng)前靜態(tài)電流值是否小于所述靜態(tài)電流上限，如果是則記錄當(dāng)前次末級(jí)偏置電壓和末級(jí)偏置電壓為第二邊界點(diǎn)，否則執(zhí)行步驟C14；C15.設(shè)置次末級(jí)偏置電壓為最大值、末級(jí)偏置電壓為最大值；C16.遞減次末級(jí)偏置電壓，讀取當(dāng)前靜態(tài)電流值，判斷當(dāng)前靜態(tài)電流值是否小于所述靜態(tài)電流上限，如果是則記錄當(dāng)前次末級(jí)偏置電壓和末級(jí)偏置電壓為第三邊界點(diǎn)，否則執(zhí)行步驟C16；C17.設(shè)置次末級(jí)偏置電壓為最小值、末級(jí)偏置電壓為最小值；C18.遞增末級(jí)偏置電壓，讀取當(dāng)前靜態(tài)電流值，判斷當(dāng)前靜態(tài)電流值是否大于所述靜態(tài)電流下限，如果是則記錄當(dāng)前次末級(jí)偏置電壓和末級(jí)偏置電壓為第四邊界點(diǎn)，否則執(zhí)行步驟C18；C19.根據(jù)所述第一邊界點(diǎn)和第二邊界點(diǎn)、第三邊界點(diǎn)和第四邊界點(diǎn)分別得到兩條直線，確定兩條直線之間的區(qū)域?yàn)榫€性最優(yōu)區(qū)域。
9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，其特征在于，所述確定線性最優(yōu)區(qū)域的步驟包括C20.確定所述線性最優(yōu)區(qū)域?qū)?yīng)的靜態(tài)電流上限和下限；C21.設(shè)置次末級(jí)偏置電壓為最小值、末級(jí)偏置電壓為最小值；C22.遞增次末級(jí)偏置電壓，讀取當(dāng)前靜態(tài)電流值，判斷當(dāng)前靜態(tài)電流值是否大于所述靜態(tài)電流下限，如果是則記錄當(dāng)前次末級(jí)偏置電壓和末級(jí)偏置電壓為第一邊界點(diǎn)，否則執(zhí)行步驟C22；C23.設(shè)置次末級(jí)偏置電壓為最大值、末級(jí)偏置電壓為最小值；C24.遞減次末級(jí)偏置電壓，讀取當(dāng)前靜態(tài)電流值，判斷當(dāng)前靜態(tài)電流值是否小于所述靜態(tài)電流上限，如果是則記錄當(dāng)前次末級(jí)偏置電壓和末級(jí)偏置電壓為第二邊界點(diǎn)，否則執(zhí)行步驟C24；C25.設(shè)置次末級(jí)偏置電壓為最大值或第二邊界點(diǎn)的次末級(jí)偏置電壓值、末級(jí)偏置電壓為最大值；C26.遞減次末級(jí)偏置電壓，讀取當(dāng)前靜態(tài)電流值，判斷當(dāng)前靜態(tài)電流值是否小于所述靜態(tài)電流上限，如果是則記錄當(dāng)前次末級(jí)偏置電壓和末級(jí)偏置電壓為第三邊界點(diǎn)，否則執(zhí)行步驟C26；C27.將第一邊界點(diǎn)對(duì)應(yīng)的次末級(jí)偏置電壓和末級(jí)偏置電壓最大值記錄為第四邊界點(diǎn)；C28.根據(jù)所述第一邊界點(diǎn)、第二邊界點(diǎn)、第三邊界點(diǎn)以及第四邊界點(diǎn)得到四邊形區(qū)域，確定所述四邊形區(qū)域?yàn)榫€性最優(yōu)區(qū)域。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種調(diào)整多級(jí)功率放大器線性的方法，該方法包括以下步驟預(yù)先設(shè)置各次末級(jí)偏置電壓下的線性指標(biāo)最優(yōu)值；A.固定當(dāng)前次末級(jí)偏置電壓，遞增末級(jí)偏置電壓，判斷末級(jí)偏置電壓是否超出預(yù)設(shè)的變化范圍，如果是則結(jié)束流程，否則讀取當(dāng)前線性指標(biāo)值，并判斷當(dāng)前線性指標(biāo)值是否小于當(dāng)前次末級(jí)偏置電壓下的線性指標(biāo)最優(yōu)值，如果是則記錄此時(shí)的線性指標(biāo)值作為當(dāng)前次末級(jí)偏置電壓下的線性指標(biāo)最優(yōu)值后執(zhí)行步驟A，否則執(zhí)行步驟B；B.遞增次末級(jí)偏置電壓，判斷當(dāng)前次末級(jí)偏置電壓是否超出預(yù)設(shè)的變化范圍，如果是則結(jié)束流程，否則遞減末級(jí)偏置電壓后執(zhí)行步驟A。本發(fā)明能夠準(zhǔn)確、快速地將多級(jí)功率放大器調(diào)整到線性最優(yōu)點(diǎn)。
文檔編號(hào)H03F3/20GK1862951SQ20051006929
公開日2006年11月15日 申請(qǐng)日期2005年5月13日 優(yōu)先權(quán)日2005年5月13日
發(fā)明者段滔, 王策 申請(qǐng)人:大唐移動(dòng)通信設(shè)備有限公司