基于A(yíng)DuC7026實(shí)現功率放大器監控的參考設計

　　引言

　　考慮到日益迫近的全球能源危機和人們對環(huán)境保護的期望日益增高，節能對高效無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )的運營(yíng)至關(guān)重要。功率放大器(PA)是基站和中繼器的核心，其功耗可能占基站總功耗的一半。對功率放大器進(jìn)行監控不僅可以提高功效、降低運營(yíng)成本、提高輸出功率和線(xiàn)性度，而且可以使系統操作人員及時(shí)發(fā)現和解決問(wèn)題，進(jìn)而提高可靠性和可維護性。

　　ADI公司提供三種PA監測器1實(shí)現方案：一種是分立器件方案，一種是基于AD729422的12位的集成型監測和控制系統的方案，以及一種基于ADuC7026高精度模擬微控制器3的集成型方案。分立方案需要使用的器件較多，而且PCB布局復雜，PCB面積也較大，這些因素都導致較高的成本。AD7294的優(yōu)點(diǎn)是集成度高、成本低且可靠性高，但缺點(diǎn)是需要使用外部微控制器(MCU)來(lái)實(shí)現PA監控功能。ADuC7026與AD7294具有很多相同的優(yōu)點(diǎn)，主要的區別是ADuC7026包含MCU。另外，ADuC7026支持外部同步采樣，這個(gè)特性在TD-SCDMA應用中很有用。

　　本文介紹了一個(gè)基于ADuC7026實(shí)現功率放大器監控的參考設計，功能包括設置輸出功率、監測電壓駐波比(VSWR)、監測橫向擴散金屬氧化物半導體(LDMOS)場(chǎng)效應管的漏極電流和溫度，并在某個(gè)參數超過(guò)預定的閾值時(shí)發(fā)出報警信號。

　　系統框圖

　　圖1給出了PA監測器的系統框圖。RF信號在經(jīng)由可變電壓衰減器(VVA)、ADL5323預驅動(dòng)器、功率放大器和雙向耦合器處理后，由天線(xiàn)發(fā)射出去。ADuC7026的片上MCU對PA模塊中兩級LDMOS的溫度和電流及PA模塊的前向和反向功率進(jìn)行采樣。MCU把采樣數據發(fā)送到PC以便在用戶(hù)界面(UI)上顯示。操作人員可通過(guò)用戶(hù)界面調整系統參數。

　　圖1：系統框圖。

　　PA監測模塊

　　溫度監測：功率放大器的功耗會(huì )影響其性能。PA某些時(shí)候工作在較高的靜態(tài)工作點(diǎn)，但輸出功率較低。大量的能量在LDMOS器件上被轉換成熱量，這不僅浪費了能量，而且降低了可靠性。監測PA的溫度，調整其靜態(tài)工作點(diǎn)可以使系統達到最佳性能。

　　圖2給出了溫度監測器的功能框圖，該系統使用ADT75數字溫度傳感器來(lái)監測兩個(gè)LDMOS級的溫度。ADT75(有8引腳MSOP和SOIC封裝形式可供選擇)把溫度轉化成分辨率為0.0625℃的數字信號，其關(guān)斷模式可將電源電流降低到3µA(典型值)。

　　圖2：溫度監測器功能框圖。