基于fpga的自動(dòng)功率控制電路及方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及移動(dòng)通信設(shè)備輸出功率控制的技術(shù)領(lǐng)域，尤其是涉及一種利用ARM采集數(shù)據(jù)反饋的方式實(shí)現(xiàn)自動(dòng)功率控制的電路和方法。
【背景技術(shù)】
[0002]自動(dòng)電平控制(Automatic Level Control,簡(jiǎn)稱ALC),是一種自動(dòng)、精確控制信號(hào)幅度的常用方法，廣泛應(yīng)用于通信發(fā)射機(jī)、信號(hào)源以及各種測(cè)量?jī)x器。尤其是在信號(hào)源的組成中，ALC更是成為至關(guān)重要的一部分，直接關(guān)系著功率平坦度、功率穩(wěn)定度、功率準(zhǔn)確度以及輸出功率動(dòng)態(tài)范圍等指標(biāo)?？梢哉f(shuō)，ALC性能的好壞將直接影響信號(hào)源輸出信號(hào)的功率特性。
[0003]自動(dòng)電平控制ALC的原理是:當(dāng)通信設(shè)備工作于最大增益且輸出為最大功率時(shí)，增加輸入信號(hào)電平時(shí)，通信設(shè)備在一定范圍內(nèi)自動(dòng)衰減鏈路增益，保持對(duì)輸出信號(hào)電平控制的能力。在一定范圍內(nèi)ALC電路自動(dòng)糾正偏移的電平回到要求的數(shù)值。
[0004]在實(shí)際應(yīng)用中一般是通過(guò)使用電調(diào)衰減電路來(lái)達(dá)到ALC控制的目的，即應(yīng)用電調(diào)衰減管電平變化的特性來(lái)實(shí)現(xiàn)ALC自動(dòng)電平控制。現(xiàn)有技術(shù)的ALC控制電路如圖1所示，其工作原理是:先把從電路輸出端耦合過(guò)來(lái)的射頻信號(hào)檢波成直流分量，然后送入檢波電路中二級(jí)運(yùn)算放大器進(jìn)行正反相放大，放大后的直流電壓再送回輸入端作為電調(diào)衰減電路的可變偏壓，從而控制輸出信號(hào)電平的幅度。
[0005]上述現(xiàn)有技術(shù)采用電調(diào)衰減管對(duì)輸出信號(hào)調(diào)壓從而達(dá)到控制輸出電平的目的，但由于受限于電調(diào)衰減管的衰減范圍，ALC的起控深度受到限制。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，提供一種基于FPGA的自動(dòng)功率控制電路及方法，通過(guò)ARM采集到的數(shù)據(jù)反饋給FPGA電路控制輸出功率大小，以解決ALC起控深度受限于電調(diào)衰減電路的衰減范圍的問(wèn)題。
[0007]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提出如下技術(shù)方案:一種基于FPGA的自動(dòng)功率控制電路，包括功率放大電路、耦合電路、檢波電路、ARM電路和現(xiàn)場(chǎng)可編程門陣列FPGA電路，所述功率放大電路、耦合電路、檢波電路、ARM電路和FPGA電路之間形成閉環(huán)的功率控制電路，所述功率放大電路的輸出射頻信號(hào)經(jīng)所述耦合電路耦合后輸出給所述檢波電路，所述檢波電路對(duì)所述射頻信號(hào)進(jìn)行采樣，并將得到的采樣信號(hào)輸出給所述ARM電路；所述ARM電路對(duì)所述采樣信號(hào)進(jìn)行換算，并將換算得到的功率電平與原始功率電平比較，計(jì)算得出FPGA電路的調(diào)整信號(hào)給所述FPGA電路，控制所述FPGA電路輸出所需的射頻信號(hào)給所述功率放大電路輸入端。
[0008]優(yōu)選地，所述功率放大電路包括級(jí)聯(lián)的第一級(jí)增益放大器和第二級(jí)增益放大器，所述第一級(jí)增益放大器的輸入端接所述FPGA電路，所述第二級(jí)增益放大器的輸出端與所述奉禹合電路f禹合。
[0009]優(yōu)選地，所述耦合電路為一耦合電容。
[0010]優(yōu)選地，所述耦合電路的一端連接一接地的負(fù)載，另一端與所述檢波電路相連。[0011 ] 優(yōu)選地，所述ARM電路對(duì)所述采樣信號(hào)進(jìn)行Α/D模數(shù)變換，對(duì)變換后的所述采樣信號(hào)進(jìn)行換算得到對(duì)應(yīng)的功率電平，并將所述功率電平與原始功率電平比較，計(jì)算得到兩者的差值，根據(jù)所述差值計(jì)算得到FPGA電路的調(diào)整信號(hào)給所述FPGA電路。
[0012]優(yōu)選地，通過(guò)對(duì)所述差值的對(duì)數(shù)計(jì)算得到FPGA電路的調(diào)整信號(hào)給所述FPGA電路。
[0013]本發(fā)明還提出了另外一種技術(shù)方案:一種基于FPGA電路的自動(dòng)功率控制方法，包括以下步驟:
[0014]S1，從所述功率放大電路的輸出端耦合出射頻信號(hào)；
[0015]S2，對(duì)所述射頻信號(hào)進(jìn)行檢波采樣，得到相應(yīng)的采樣信號(hào)；
[0016]S3，將所述采樣信號(hào)換算得到功率電平，并將所述功率電平與原始功率電平比較，計(jì)算得出FPGA電路的調(diào)整信號(hào)；
[0017]S4，所述調(diào)整信號(hào)控制所述FPGA電路輸出所需的射頻信號(hào)給所述功率放大電路輸入端。
[0018]優(yōu)選地,所述步驟S3具體包括:
[0019]S31，對(duì)所述采樣信號(hào)進(jìn)行Α/D模數(shù)變換；
[0020]S32，對(duì)變換后的所述采樣信號(hào)進(jìn)行換算得到對(duì)應(yīng)的功率電平；
[0021]S33，將所述功率電平與原始功率電平比較，計(jì)算得到兩者的差值；
[0022]S34，對(duì)所述差值進(jìn)行計(jì)算，得到所述FPGA電路的調(diào)整信號(hào)。
[0023]優(yōu)選地，所述步驟S34中，通過(guò)對(duì)所述差值進(jìn)行對(duì)數(shù)計(jì)算，得到所述FPGA電路的調(diào)整信號(hào)。
[0024]本發(fā)明的有益效果是:本發(fā)明省去了現(xiàn)有常用的電調(diào)衰減電路，直接通過(guò)ARM采集到的數(shù)據(jù)反饋給FPGA電路的方式控制輸出功率大小，提高了電平控制精度和速度，簡(jiǎn)化了電路設(shè)計(jì)，同時(shí)本發(fā)明ALC的起控深度不受限于電調(diào)衰減電路的衰減范圍，增大了 ALC的起控深度。
【附圖說(shuō)明】
[0025]圖1是現(xiàn)有技術(shù)的ALC控制電路的原理示意圖；
[0026]圖2是本發(fā)明基于FPGA的自動(dòng)功率控制電路的原理示意圖；
[0027]圖3是本發(fā)明基于FPGA的自動(dòng)功率控制方法的流程示意圖；
[0028]圖4是圖3中步驟S3的具體流程示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0029]下面將結(jié)合本發(fā)明的附圖，對(duì)本發(fā)明實(shí)施例的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整的描述。
[0030]本發(fā)明揭示了一種基于FPGA的自動(dòng)功率控制電路及方法，主要應(yīng)用于移動(dòng)通信領(lǐng)域的通信設(shè)備輸出功率的自動(dòng)控制。
[0031]如圖2所示，本發(fā)明所揭示的一種基于FPGA的自動(dòng)功率控制電路，包括第一級(jí)增益放大器、第二級(jí)增益放大器、耦合電路、檢波電路、ARM電路和現(xiàn)場(chǎng)可編程門陣列FPGA電路，第一級(jí)增益放大器、第二級(jí)增益放大器、耦合電路、檢波電路、ARM電路和現(xiàn)場(chǎng)可編程門陣列FPGA電路形成閉環(huán)的功率控制電路。
[0032]第一級(jí)增益放大器和第二級(jí)增益放大器級(jí)聯(lián)構(gòu)成功率放大電路，即第一級(jí)增益放大器的輸出端與第二級(jí)增益放大器的輸入端相連，第二級(jí)增益放大器的輸出端與耦合電路耦合。
[0033]耦合電路用于耦合由第二級(jí)增益放大器輸出端輸出的射頻信號(hào)，并將該射頻信號(hào)輸入給檢波電路。耦合電路輸出端連接一接地的負(fù)載，另一端與檢波電路相連，耦合電路可選用稱合電容。
[0034]檢波電路接收耦合電路耦合過(guò)來(lái)的射頻信號(hào)，并對(duì)其進(jìn)行檢波采樣，得到采樣信號(hào)，并將采樣信號(hào)輸出給arm電路，即檢波電路一端與耦合電路連接，另一端接ARM電路。
[0035]ARM電路的10端口接收檢波電路輸出的采樣信號(hào)，接收后對(duì)采樣信號(hào)進(jìn)行Α/D模數(shù)變換，然后對(duì)變換后的采樣信號(hào)進(jìn)行換算得到對(duì)應(yīng)的功率電平，為了描述清楚，將該功率電平定義為功