【应用】集成14位ADC和12位DAC单片机助力射频功放模块增益补偿

时间： 2018-01-12 来源：世强作者：火芯人

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目前常用的基站设备功放模块中，常用到成本较低的LDMOS功率管，这种功率管成本低、线性度较好，但是它也有明显的缺点，就是其工作点增益会随温度变化明显，因此在进行射频功放模块设计时需要对增益进行实时温度补偿。

通常的增益补偿为模拟环路增益控制实现，主要是利用功率检测电路分别对输入端功分器和输出端的功率进行实时检测，将检测的电压通过运放进行比较放大，然后反馈给功放链路的衰减器，调整衰减器实现对输出增益的自动控制，抵消功放电路中环境对增益的影响。但是模拟环路调整的缺点是是模拟电路不容易控制，且对时分系统调整补偿效果较差。

另外一种实现增益补偿的方法是选用数字电路进行控制，即利用单片机结合AD/DA器件通过调整衰减器响应时间参数，并配以相关的调整算法实现对功放电路中衰减器精确控制，以控制输出增益，这种增益补偿架构不受时分系统影响，不仅适合时分系统，也适合非时分复用系统。此外，由于是采用单片机控制，可以精确设定特定范围内的放大增益参数，实现环路增益控制的数字化。本方案中单片机的参考源是检测温度传感器的输出，根据温度传感器作为对衰减器进行控制的依据，不过由于各种应用环境变化较大，需要在多种环境下进行测试，获得相关数据后再确定衰减系数。根据相关客户的测试数据，使用该方案，可以实现0~70℃温度增益变化控制在±2dB范围内。

射频功放模块是用于基站设备，需要实时上报相关的运行数据，本应用中单片机可以实时采样告警数据上报网管，在实现增益控制的时候同时对射频功放的电路运行状态进行实时监控，一举两得。根据客户测试需求，为了实现高精度的控制，至少需要单片机集成14位的ADC和12位的DAC。

为此推荐世强代理的SILICON LABS公司的EFM8LB微控制器 (MCU) 。一款运行频率高达 72 MHz 的高性能CPU。具有封装小( 3 × 3 mm) 、功耗低的特点，同时内部集成20 个通道的 14 位 900 ksps 模数转换器 (ADC)、四个 12 位 200 ksps 数模转换器 (DAC)、±3°C 温度传感器和多种高速通信外围设备，工作温度范围为-40~+85℃，最高可以提供29个数字I/O引脚，非常完美的实现该功放模块主控电路设计。

下图是相关的原理图：

图1：基于EFM8LB单片机的射频功放模块增益控制电路

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下载成功 Lv6. 高级专家 2020-11-18

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墨菲 Lv5. 技术专家 2018-01-18

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duanmaxie Lv8. 研究员 2018-01-12

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