[发明专利]一种带温度补偿的发射机及其温度补偿方法

说明书

本发明公开了一种带温度补偿的发射机及其温度补偿方法，该发射机包括数字电路、数模转换器、低通滤波器、混频器、可编程增益放大器、数字可变增益放大器和温度检测电路，所述温度检测电路的输出端依次经过数字电路、数字可变增益放大器、数模转换器、低通滤波器以及混频器与可编程增益放大器的输入端连接。该方法包括有，数字电路对温度检测电路所输出的温度信号进行判断，当判断结果为温度信号大于温度界限值时，则根据温度信号的数值，从而相对应地控制数字可变增益放大器的增益。通过使用本发明的发射机，在高温补偿时则不会增加芯片的电流，形成传统温度补偿方案中所产生的正反馈，从而减少高温补偿时所增加的功耗。

技术领域

本发明涉及发射机的温度补偿技术，尤其涉及一种带温度补偿的发射机及其温度补偿方法。

背景技术

技术词解释：

ADC：模数转换器

DAC：数模转换器

PA：功率放大器

PGA：可编程增益放大器

DVGA：数字可变增益放大器

LPF：低通滤波器

DVGA：数字可编程放大器

PD：功放驱动器

在直接变频发射机中，模拟基带生成的信号由调制器直接变频至发射的载频，并由射频放大器放大至一定的功率等级。而对于直接变频发射机的架构的特点，其为结构简单且性能高，本振泄漏和镜像边带均在本信道内，不会形成带外的干扰，因此无需射频镜像滤波器。同时，该架构也容易采用数字辅助的方法来校正发射机中各种非理想因素，如载波泄漏、镜像边带、放大器非线性失真等，因此直接变频方案非常适合多模应用与全集成方案，也是目前发射机中主流的解决方案。

目前直接变频发射机，如图1所示，主要由数模转换器DAC、低通滤波器LPF、混频器、可编程增益放大器PGA、功放驱动器PD及功率放大器PA组成。而所述发射机的输出功率是发射系统的重要指标之一，3gpp对终端的输出功率有严格的要求，例如，LTE发射机最大发射功率为23dBm，GSM发射机最大发射功率为33dBm等等。在没有温度补偿的情况下，发射机的输出功率会随着温度升高而减小，而造成输出功率随温度变化的原因主要是不同温度下跨导(gm)的变化，跨导是表征输入电压对输入电流的控制能力，对于cmos管跨导可以表示为：

K′＝μC₀

其中，W是沟道宽度，L是沟道长度，K′为跨导参数，μ是载流子迁移率，C₀是单位面积的栅电容。而对于硅材料，迁移率和温度的关系可用下式表示：

其中，a和b是常数，N_d是掺杂浓度，而由于cmos沟道掺杂浓度较低，因此上式分母中的第二项可忽。由上式可见，迁移率随温度的升高而减小，因此，gm也随着温度升高而减小。另外，还有很多其它因素也会造成输出功率的减小，例如，电感与电容组成的谐振会与常温下略有不同，电感的Q值高温下会变小等等。同样，PA的增益也会随温度升高而减小。而工业级电子产品的国标温度的规定范围一般是-20～85℃，在没有温度补偿的情况下，发射机的输出功率高温下(85℃)比低温下(-20℃)少6dB左右。

针对上述情况，专家们提出了很多针对发射机输出功率的温度补偿技术方案，但是对于这些方案，无论是针对PA还是射频芯片，其都是通过改变PGA、PD或者PA的电流来进行补偿，即在芯片里面增加与绝对温度成正比(PTAT)的电流源，令温度高时电流大，温度低时电流小，通过改变电流来补偿gm，从而补偿发射机的输出功率，这样则会造成高温时要增加电流，而增加电流却会造成芯片温度进一步升高，形成一个正反馈，大大地增加了芯片的功耗。

发明内容