[发明专利]一种数模结合的行放增益温度补偿电路

说明书

技术领域

本发明涉及温补电路设计技术领域，特别涉及一种数模结合的行放增益温度补偿电路，可应用于星载线性化行波管放大器产品中。

背景技术

线性化行波管放大器在通信卫星、导航卫星中应用十分广泛，国产线性化行放产品的功能、性能对标引进产品，在各个卫星项目中替代引进，用量急剧增大，通常一颗卫星需采用几十台国产行放产品。行放产品应用在不同的温度条件下需保证性能的一致性，因此行放产品的增益温度补偿方法尤为重要。

行放产品具备较宽的工作温度范围，通常多功能组件的温度范围达到-15℃～+65℃，行波管达到-15℃～+85℃。星载线性化行波管放大器为了实现高增益，大动态增益控制，射频链路中应用低噪放、电调衰减器等多种有源芯片，由于芯片使用数目较多，工作温度范围内其增益性能会产生20dB左右增益漂移；同时行波管增益随温度也会产生一定变化；另外，通信卫星系统对行放增益特性的要求非常高，在-15℃～+65℃如此宽的工作温度范围内，其增益变化≤2.5dB才能满足系统应用要求。

行放产品的温补技术难度较大，实现性能优越、可靠性高的增益温度补偿方法是行放产品研制过程中的重要环节。

早期的国产行放产品采用模拟温补，这种补偿方式有以下缺点：

(1)、匹配困难、调试量巨大、稳定性差；

(2)、难以实现线性化器前端与后端同时实现高精度温度补偿，使得温度下行放的主要性能指标--线性度性能较差；

(3)、ALC模式下，有源芯片增益温度下的变化与ALC模式下30dB的控制范围叠加，极大限制了ALC模式前级环路控制裕度，高低温下可能达不到30dB的控制范围；

(4)、难以保证20dB的大动态、高精度温度补偿。

现有的国产行放增益温度补偿采用全数字两级温补，解决了模拟温补匹配困难、稳定性差，温度下线性度指标差等缺点，但这种补偿方式有以下缺点：

(1)、极端温度条件下关断信号，ALC环路衰减器将释放全部增益能力，使得环路模块增益较高，容易出现自激振荡现象；

(2)、难以保证20dB的大动态、高精度温度补偿；

(3)、ALC模式下，有源芯片增益温度下的变化与ALC模式下30dB的控制范围叠加，极大限制了ALC模式前级环路控制裕度，高低温下可能达不到30dB的控制范围。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种数模结合的行放增益温度补偿电路，该电路包括模拟温补电路和数字温补电路，可以实现数模结合的温度补偿，可以克服单独使用模拟温补或数字温补调试量大、温度补偿裕量不足、补偿匹配不佳、容易自激等缺点，其电路实现方式简单，可以满足星载产品小型化、低功耗的要求，补偿精度高、裕度大。

本发明的上述目的通过以下方案实现：

一种数模结合的行放增益温补电路，包括测温电路、模拟温补电路和数字温补电路，其中：

测温电路的输入端Ain接收外部输入的电压V_DC，进行测温操作得到输出电压VT，并通过输出端Aout输出到模拟温补电路和数字温补电路；

模拟温补电路：包括电阻R1、电阻R2、可调电阻R3、运算放大器D，其中：电阻R1的一端接运算放大器D的同相输入端B+，且所述电阻R1的另一端接地；电阻R2的一端接运算放大器D的反相输入端B-，且所述电阻R2的另一端连接测温电路的输出端Aout；所述运算放大器D的输出端Bout输出模拟温补电压VTa；

数字温补电路：包括AD模块、FGPA模块和DA模块，其中：AD模块的输入端接测温电路的输出端Aout，对接收到电压VT进行模数转换得到数字电压值，并输出到FPGA模块；FPGA模块中保存有设定的查找表LUT，在所述查找表LUT中根据接收到数字电压值查找到对应的控制电压数值，并输出到DA模块；DA模块对接收到控制电压数值进行数模转换输出数字温补电压VTd。

上述的数模结合的行放增益温补电路，用于对空间线性化行波管放大器中的射频链路增益进行控制，所述射频链路包括依次连接的输入端隔离器ISO1、可调衰减器ATT、第一可变增益放大器VGA1、检波器DET、线性化器LIN、第二可变增益放大器VGA2和输出端隔离器ISO2，其中：

第一可变增益放大器VGA1接收行放增益温补电路输出的模拟温补电压VTa和数字温补电压VTd，在所述两种温补电压的联合控制下进行增益调节；