功率控制电路
阅读说明:本技术 功率控制电路 (Power control circuit ) 是由 李东岳 叶嘉蒙 彭凤雄 董铸祥 阮正坤 孟浩 钱永学 蔡光杰 黄鑫 于 2021-08-23 设计创作,主要内容包括:根据本发明的实施例,提供了一种功率控制电路,包括:反馈放大器,其接收输入控制电压V1和来自其输出端的反馈电压,并且被配置为连接到镜像电流电路;控制开关电路,其接收输入控制电压V1并且被连接到镜像电流电路,以提供电阻随所述输入控制电压V1变化的电路;镜像电流电路,其连接到反馈放大器的输出端、控制开关电路以及输出电压生成电路,以根据输入控制电压V1和控制开关电路的电阻提供镜像电流;输出电压生成电路,其连接到镜像电流电路,以根据接收到的镜像电流来提供变缓后的输出控制电压。(According to an embodiment of the present invention, there is provided a power control circuit including: a feedback amplifier receiving an input control voltage V1 and a feedback voltage from its output and configured to be connected to a mirror current circuit; a control switch circuit receiving an input control voltage V1 and connected to a mirror current circuit to provide a circuit with a resistance that varies with the input control voltage V1; a mirror current circuit connected to the output terminal of the feedback amplifier, the control switch circuit, and the output voltage generating circuit to supply a mirror current according to the input control voltage V1 and the resistance of the control switch circuit; and an output voltage generation circuit connected to the mirror current circuit to provide the output control voltage after the ramp according to the received mirror current.)
技术领域
本公开涉及一种功率控制电路,具体地,涉及一种使功率随控制电压的变化曲线在中小功率变缓的的功率控制电路。
背景技术
射频功率放大器,经常需要控制电压来控制输出功率的大小,即随着控制电压的增大,功率也随之增大。控制电压一般是线性增长的,从0V一直增长到2V,其步进有固定的精度。但功率,特别是GMSK等饱和功率放大器的输出功率一般不是随控制电压增大而线性增大的,一般功率在较小时增长较快,在功率很大,接近饱和功率附近时,增长很慢。这样就造成在中低功率时,功率随控制电压的变化曲线非常陡峭,导致功率控制精度下降。
发明内容
本公开提出了一种功率随控制电压在中小功率处变化较缓的功率控制电路,并且其不影响在高功率时的最大输出功率的大小。
根据本发明的实施例,提供了一种功率控制电路,包括:反馈放大器,其接收输入控制电压V1和来自其输出端的反馈电压,并且被配置为连接到镜像电流电路;控制开关电路,其接收输入控制电压V1并且被连接到镜像电流电路,以提供电阻随所述输入控制电压V1变化的电路;镜像电流电路,其连接到反馈放大器的输出端、控制开关电路以及输出电压生成电路,以根据输入控制电压V1和控制开关电路的电阻提供镜像电流;输出电压生成电路,其连接到镜像电流电路,以根据接收到的镜像电流来提供变缓后的输出控制电压。
根据本发明的实施例,提供了一种功率控制电路,其中,所述反馈放大器包括运算放大器电路,并且其中,所述运算放大器被配置为使得所述运算放大器的+输入端连接到输入控制电压V1,并且使得所述运算放大器的-输入端通过所述镜像电流电路连接到所述运算放大器的输出端。
根据本发明的实施例,提供了一种功率控制电路,其中,所述控制开关电路包括:用作开关的N型管N1、电阻R1以及电阻R2,其中,所述N型管N1的栅极连接到输入控制电压V1,通过输入控制电压V1来控制所述N型管N1的导通和关断,所述N型管N1的源极连接到电阻R1的一端,并且其漏极连接到电阻R1的另一端,以与镜像电流电路连接;电阻R2被配置为与电阻R1串联,其一端连接到电阻R1,并且其另一端接地。
根据本发明的实施例,提供了一种功率控制电路,其中,所述控制开关电路还包括滤波网络电路,其被配置为连接在所述N型管N1的栅极和输入控制电压V1之间,以滤除输入控制电压V1的波动。
根据本发明的实施例,提供了一种功率控制电路,其中,所述滤波网络电路包括低通滤波器,并且其中,所述低通滤波器包括电阻R3和电容C1,电阻R3的一端连接到输入控制电压V1并且其另一端连接到电容C1并连接到所述N型管N1的栅极,电容C1的一端与电阻R3连接并且其另一端接地。
根据本发明的实施例,提供了一种功率控制电路,其中,所述镜像电流电路包括P型管P1和P型管P2,其中,所述P型管P1和P2的源极共同连接到电源电压,所述P型管P1和P2的栅极共同连接到所述反馈放大器A的输出端,以及所述P型管P1的漏极连接到所述控制开关电路并且所述P型管P2的漏极连接到输出电压生成电路以输出输出控制电压。
根据本发明的实施例,提供了一种功率控制电路,其中,所述输出电压生成电路包括电阻R4,其中,所述电阻R4的一端连接到所述镜像电流电路以输出输出控制电压,并且其另一端接地。
根据本发明的实施例,提供了一种功率控制电路,其中,所述输出电压生成电路还包括补充电流源I1,其中,补充电流源I1的一端连接到电源电压,并且其另一端与电阻R4并联,以降低用于开启功率放大器的输入控制电压V1。
根据本发明的实施例,提供了一种功率控制电路,其中,在输入控制电压V1低并且N型管N1断开时,输出控制电压为
根据本发明的实施例,提供了一种功率控制电路,其中,在输入控制电压V1增大并且N型管N1导通时,输出控制电压为其中,RN1是N型管N1的导通电阻。
根据本发明的实施例,提供了一种功率控制电路,其中,在输入控制电压V1逐渐增大到1V以上时,输出电压V2为
根据本发明的实施例,使得中小功率随控制电压变化的曲线变缓,同时不影响最大输出功率的大小。
附图说明
图1是示出了根据本发明实施例的用于使功率随控制电压的变化曲线在中小功率变缓的功率控制电路的示意图;
图2是示出了根据本发明实施例的用于使功率随控制电压的变化曲线在中小功率变缓的功率控制电路的示意图;
图3是示出了根据本发明实施例的功率控制电路和功率放大器电路的示意图;以及
图4是根据本公开的实施例的输出功率随控制电压变化的曲线。
具体实施方式
在进行下面的详细描述之前,阐述贯穿本专利文件使用的某些单词和短语的定义可能是有利的。术语“耦接”“连接”及其派生词指两个或多个元件之间的任何直接或间接通信,无论那些元件是否彼此物理接触。术语“传输”、“接收”和“通信”及其派生词涵盖直接和间接通信。术语“包括”和“包含”及其派生词是指包括但不限于。术语“或”是包含性的,意思是和/或。短语“与……相关联”及其派生词是指包括、包括在……内、互连、包含、包含在……内、连接或与……连接、耦接或与……耦接、与……通信、配合、交织、并列、接近、绑定或与……绑定、具有、具有属性、具有关系或与……有关系等。术语“控制器”是指控制至少一个操作的任何设备、系统或其一部分。这种控制器可以用硬件、或者硬件和软件和/或固件的组合来实施。与任何特定控制器相关联的功能可以是集中式的或分布式的,无论是本地的还是远程的。短语“至少一个”,当与项目列表一起使用时,意指可以使用所列项目中的一个或多个的不同组合,并且可能只需要列表中的一个项目。例如,“A、B、C中的至少一个”包括以下组合中的任意一个:A、B、C、A和B、A和C、B和C、A和B和C。
贯穿本专利文件提供了其他特定单词和短语的定义。本领域普通技术人员应该理解,在许多情况下,即使不是大多数情况下,这种定义也适用于这样定义的单词和短语的先前和将来使用。
在本专利文件中,变换块的应用组合以及子变换块的划分层级仅用于说明,在不脱离本公开的范围内,变换块的应用组合以及子变换块的划分层级可以具有不同的方式。
以下讨论的图1至图4以及用于描述本专利文档中的本公开的原理的各种实施例仅作为说明,并且不应以任何方式解释为限制本公开的范围。本领域技术人员将理解,本公开的原理可以在任何适当布置的系统或设备中实施。
图1是示出了根据本发明实施例的用于使功率随控制电压的变化曲线在中小功率变缓的功率控制电路的示意图。
参考图1,功率控制电路100包括反馈放大器A、控制开关电路、电流镜像电路和输出电压生成电路。所述反馈放大器A可以由运算放大器来构成,其用于接收输入控制电压V1和来自其输出端的反馈,以提供与输入控制电压V1相关的稳定输入控制电压。控制开关电路,根据输入电压的变化来调整开关的导通和关断,以调整控制开关电路中的电流。电流镜像电路,其通过对控制开关电路中的电流进行镜像来提供控制开关电路中的电流的镜像电流。输出电压生成电路,其被配置为根据镜像电流来提供变缓后的输出电压。
具体地,在图1中,运算放大器A的+输入端连接到输入控制电压V1,其输出端连接到镜像电流电路中的P型管P1的栅极,以通过P型管P1而反馈连接回运算放大器A的-输入端。
控制开关电路包括电阻R1、R2、N型管N1和滤波网络电路。在其中,电阻R1与N型管N1并联连接,其一端连接到放大器A的-输入端、P型管的漏极端以及N型管N1的漏极,并且其另一端连接到电阻R2以及N型管N1的源极。电阻R2的一端连接到电阻R1,并且其另一端接地。N型管N1与电阻R1并联,并且N型管N1的栅极与滤波网络电路连接,以通过滤波网络电路而连接到输入控制电压V1。
镜像电流电路包括P型管P1和P型管P2。其中P型管P1和P2的源极共同连接到电源电压,P型管P1和P2的栅极共同连接到反馈放大器A的输出端,并且P型管P1的漏极连接到N型管N1的漏极以及P型管P2的漏极连接到输出电压输出端口。
输出电压生成电路包括电阻R4。在其中,电阻R4一端连接到输出电压输出端口,并且其另一端接地。
根据本公开的实施例,输出电压生成电路还可以包括补充电流源I1。在其中,补充电流源I1一端连接到电源电压,并且其另一端与电阻R4连接,并连接到输出电压输出端口。由于输入控制电压V1还被用于开启功率放大器,(例如,在0.16V处开启功率放大器),为了防止在小功率时,输出控制电压的V2的曲线过缓,导致功率放大器的开启电压过大,所以增加了补充电流源I1,来保证功率放大器的开启电压不会过大。
根据本公开的实施例,在输入控制电压V1低(例如,约0.8V以下)时,用作控制开关的N型管N1是断开的,则P型管P1的电流为输入控制电压V1除以电阻R1和电阻R2之和的结果。其中,电阻R1和电阻R2约为2K-10Kohm的大电阻。此电流经过P型管P2镜像,并与补充电流I1相加后,乘以电阻R4得到输出控制电压V2,即,表示为以下等式(1):
根据本公开的实施例,当输入控制电压V1继续增大(例如,大约0.8-1.0V)时,用作控制开关的N型管N1逐渐导通,并且N型管N1的导通电阻RN1逐渐减小。此时输出控制电压V2由以下等式(2)表示:
根据本公开的实施例,当输入控制电压V1继续增大到1V以上时,用作控制开关的N型管N1的导通电阻RN1的大小相比于电阻R1的值很小,则两者并联后的电阻可以忽略不计。因此,上式输出控制电压V2的表达式变为(3):
由于N型管N1的导通电阻RN1的大小是连续变化的,所以输出控制电压V2在根据公式(1)到公式(3)改变的过程中不会出现突变的情况,从而防止功率出现突变。
图2示出了根据本发明实施例的用于使功率随控制电压的变化曲线在中小功率变缓的功率控制电路的示意图。
在图2中,滤波网络电路包括低通滤波器,其被配置有电阻R3和电容C1。在其中,N型管N1的栅极与电阻R3和电容C1的一端连接,并且电阻R3的另一端与输入控制电压V1连接,以及电容C1的另一端与接地连接。此外,与图1中类似的描述被省略。
根据本公开的实施例,电阻R3和电容C1构成输入控制电压V1的低通滤波器,其用于滤除输入控制电压的波动,从而防止对输出控制电压V2的精度造成影响。
图3是示出了根据本发明实施例的用于使功率随控制电压的变化曲线在中小功率变缓的功率控制电路和功率放大器的示意图,以及图4是根据本公开的实施例的输出功率随控制电压变化的曲线。
参考图3,输入控制电压V1经过功率控制电路而被处理为输出控制电压V2。该输出控制电压V2被输入到功率放大器,以用于控制输出功率的大小。参考图4,在其中,横轴表示输入控制电压V1,纵轴表示功率放大器的输出功率Pout。曲线1表示应用本公开之前的输出功率随输入控制电压V1的变化,可以看出,在中小功率时,曲线非常陡峭。曲线2表示应用了本公开之后的输出功率随输入控制电压V1的变化,可以看出,在中小功率时,曲线明显变缓,但最大功率处的功率保持不变。
文本和附图仅作为示例提供,以帮助理解本公开。它们不应被解释为以任何方式限制本公开的范围。尽管已经提供了某些实施例和示例,但是基于本文所公开的内容,对于本领域技术人员而言显而易见的是,在不脱离本公开的范围的情况下,可以对所示的实施例和示例进行改变。
根据本发明的实施例,提供了一种在中小功率处使功率变化变缓的功率控制电路,即,本发明对控制电压进行修改,使其在中小功率阶段(电压比较低的范围内)曲线变缓。同时为了保证此修改不影响控制电压的最大值,即功率放大器输出功率的最大值,根据本发明的实施例在高控制电压时,保证了修改后的控制电压输出最终达到原有的最大值。
尽管已经用示例性实施例描述了本公开,但是可以向本领域技术人员建议各种改变和修改。本公开旨在涵盖落入所附权利要求范围内的这种改变和修改。
本发明中的任何描述都不应被理解为暗示任何特定的元件、步骤或功能是必须包括在权利要求范围内的必要元件。专利主题的范围仅由权利要求限定。
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