[发明专利]使功率放大器功率斜升的方法和装置

说明书

一般来说，本发明与功率放大器的控制电路有关，而具体来说，本发明与功率放大器的功率斜升控制电路有关。

功率放大器在发送射频（RF）信号上用途很广，其中包括用于无线电话通信系统，当然，还有其它许多用途。在一个无线电话通信系统中，有好几个固定的区站收发机。每个固定区站收发机都是有线电话系统与该固定区站收发机服务地区内的各个移动无线电话机之间的一个接口。固定区站收发机和无线电话机通过发送和接收FM调制的射频信号相互通信。

在一个模拟无线电话系统中，可用于无线电话通信的可用RF频谱很宽。这个可用RF频谱可划分为一个个具有较窄频段的信道。根据申请，每一个无线电话机占用一个频道，在这个频道上与固定区站收发机交换信息。这就是所谓的频分多路复用（FDMA）系统。在一次通话期无线电话发射机接通，在整个通话时间内保持频率不变。因此，为了进行一次可能长达几分钟通话，无线电话机的发射机，其实也就是功率放大器（PA），只需接通一次和断开一次。固定区站收发机在一次通话期间也可以保持一直接通。在一个FDMA系统中，由于接通的次数不多，因此功率放大器的通断要求并不十分严格。如果发射机接通太快，就会出现一个较大的瞬时猝发噪声，然而无非是在一次通话期间发生一次，对该通信系统并不会有多大影响。同样，如果功率放大器接通过慢，则在一次通话的开始，交谈中会有一个很小的不易察觉的间歇。这些问题只不过是对用户有些不方便，还谈不上是使系统性能降低的重大问题。

在新近提出的蜂窝状数字无线电话系统中，对功率放大器的接通要求急剧提高。这类新系统采用时分多路复用（TDMA）的通信体制。在一个TDMA通信系统中，有8个或16个无线电话机合用一个200千赫宽的信道，在这个信道上广播。在一个信道上的各无线电话机周期性地分别占用相应的577微秒（μs）宽的时隙（tims    slot）。在这个时隙期间，无线电话机使功率放大器斜向上升到适当的频率和功率，发送出准备的数据，然后再使功率放大器斜向下降，这样才不至于对共享这同一信道的其它用户产生干扰。因此就大大地提高了对功率放大器控制的要求。

已经制定的集体与用移动通信（Group    Special    Mobile    GSM）维护规则ETSI/PT-12    05.05（4.2.2和4.5.2），1991.3，对数字无线电话通信系统作了规定。这些规则意识到要提高功率放大器的要求，已经规定了如图7和图8所示的时间隔离（time    mask）和谱频隔离（spectral    freqnencg    mask），这是所有在该系统中使用的无线电话设备必要要满足的。这些涉及时间和频率隔离的技术规范要求功率放大器十分平滑地斜向上升，并且有严格的时间限制。

没有这些要求，TDMA数字通信系统就会不能工作。如果PA导通太慢，甚至只是几微秒，也会严重地危及固定区站收发机与无线电话机之间的数据传送。如果PA导通太快，则会产生频谱很宽的猝发噪声，对频率相同或相近的无线电话机形成干扰。因此，就需要一个功率放大器的控制器来控制功率放大器，使得功率放大器的功率迅速、平稳地斜向上升到所需功率，既不会产生猝发频率噪声，也不致丢失数据。

以前，一直采用一个数字信号处理器（DSP）和一个数模变换器（D/A）来控制PA，使PA斜升满足GSM规范。DSP所产生的自动输出控制（AOC）电压输入到一个积分器内，与一个RF功率检测器的输出进行比较。AOC信号和检测器信号之差加到功率放大器系统的控制输入端上。在理想情况下，这个闭环的功率放大器系统将根据这个控制电压调整RF功率，直至RF功率检测器的输出等于AOC电压。然而，系统远非这样理想。

这种系统有两个缺点，因而不能保证时间隔离和谱频隔离。首先，RF功率检测器能检测的功率放大器输出的RF功率范围是有限的。低于这个范围，检测器输出的是一个与功率放大器的功率变化无关的低电压。在这种情况下，控制回路开路，输出功率无法随AOC电压变化。实际上，积分器的输出将会达到最大的负电压，因为此时的检测器输出电压是大于AOD电压的。其次，激励/功率放大器通常有一个导通门限，积分器的输出必要在斜升波形加到功率放大器前就达到这个门限。

由于这种控制回路有这些缺点，因此要在功率放大器有效后，检测器才会有效，控制回路闭合，对AOC电压进行跟踪。然而，与时控制回路所要跟踪的是当时电平的AOC电压。这就会使功率放大器急速导通（如图4曲线401所示），从而导致不能满足谱频隔离的要求。