一种自动电平控制装置、方法、设备及介质

本发明涉及射频，特别是涉及一种自动电平控制装置、方法、设备及介质。

背景技术：

1、射频功放是射频发信机中的关键部件，也是环境敏感器件，其增益很容易受到环境温度、自身发热、放大链路器件性能老化等因素影响，导致功放输出功率发生波动，严重时可能使得功放出现增益压缩，产生强非线性，降低信号发射质量；此外，功放的输入信号由外部设备提供，当输入信号功率不稳定时，功放输出功率大幅波动，严重时将导致器件因过功率而失效。因此，对于输出功率稳定度和精度有较高要求的功放系统往往采用自动电平控制(automatic level control，alc)电路来改善其性能。

2、功率检波器检波输出电压与输入电平之间并非理想的线性关系，并且检波值在温度大幅变化时会产生漂移，这将导致闭环调整后的功放输出功率与额定输出功率之间存在较大偏差，不能满足输出功率精度和稳定性的要求。

3、由此可见，如何解决alc技术中存在的因检波特性不理想和温度漂移导致输出功率精度差的问题是本领域人员亟需解决的技术问题。

技术实现思路

1、本发明的目的是提供一种自动电平控制装置、方法、设备及介质，用于解决alc技术中存在的因检波特性不理想和温度漂移导致输出功率精度差的技术问题。

2、为解决上述技术问题，本发明提供一种自动电平控制装置，包括射频功放信号链路、数字自动电平控制模块、温度传感器、第一检波电路；

3、所述射频功放信号链路的输出端与所述第一检波电路连接；

4、所述数字自动电平控制模块分别与所述温度传感器、所述射频功放信号链路的控制输入端、所述第一检波电路的输出端连接，用于获取设定的当前输出功率、所述第一检波电路采集的当前检波电压值、所述温度传感器采集的当前温度值；根据预先存储的输出功率、温度值、参考检波电压值的对应关系确定所述当前输出功率和所述当前温度值下对应的目标参考检波电压值；根据所述当前检波电压值与所述目标参考检波电压值的关系调节所述射频功放信号链路的输出功率。

5、优选地，所述射频功放信号链路包括：驱动级稳幅放大模块、数控衰减器、第一模拟电调衰减器、末级功放电路、第一定向耦合器；

6、所述驱动级稳幅放大模块的输出端与所述数控衰减器的控制输入端连接，所述数控衰减器的输出端与所述第一模拟电调衰减器的控制输入端连接，所述第一模拟电调衰减器的输出端与所述末级功放电路的偏置电压控制端连接，所述末级功放电路的输出端与所述第一定向耦合器的输入端连接；

7、所述数控衰减器的控制输入端、所述第一模拟电调衰减器的控制输入端、所述末级功放电路的偏置电压控制端均与所述数字自动电平控制模块的输出端连接；

8、所述第一定向耦合器的耦合输出端与所述第一检波电路的输入端连接。

9、优选地，所述驱动级稳幅放大模块包括：第二模拟电调衰减器、放大器、第二定向耦合器、第二检波电路、模拟自动电平控制电路；

10、所述第二模拟电调衰减器的输出端与所述放大器的输入端连接，所述放大器的输出端与所述第二定向耦合器的输入端连接，所述第二定向耦合器的耦合输出端与所述第二检波电路的输入端连接，所述第二检波电路的输出端与所述模拟自动电平控制电路的输入端连接，所述模拟自动电平控制电路的输出端与所述第二模拟电调衰减器的控制输入端连接；

11、所述第二定向耦合器的耦合输出端与所述数控衰减器的控制输入端连接。

12、优选地，所述数字自动电平控制模块包括：微处理器、直流放大电路；

13、所述微处理器的第一模拟数字转换器端口与所述第一检波电路的输出端连接；

14、所述微处理器的第二模拟数字转换器端口与所述温度传感器连接；

15、所述微处理器的数模转换器端口或脉宽调制输出端口与所述直流放大电路的输入端连接；

16、所述直流放大电路的输出端与所述第一模拟电调衰减器的控制输入端连接。

17、优选地，所述直流放大电路包括：滤波电路、电压跟随器、电压放大器；

18、所述滤波电路的输入端与所述微处理器的脉宽调制信号输出端连接；

19、所述滤波电路的输出端与所述电压跟随器的同相输入端连接，所述电压跟随器的输出端与所述电压放大器的同相输入端连接；所述电压放大器的输出端与所述第一模拟电调衰减器的控制输入端连接。

20、优选地，所述数字自动电平控制模块预先存储的输出功率、温度值、参考检波电压值的对应关系包括：

21、所述数字自动电平控制模块断开与所述第一检波电路的输出端的连接；在多个温度值下，调节所述末级功放电路的输入信号功率以便所述输出功率为功放的性能指标中设置的输出功率中的最大值；按照预设步进降低所述输出功率，获取各所述输出功率下的检波电压值以作为参考检波电压值；存储各所述输出功率、所述温度值、所述参考检波电压值。

22、优选地，所述数字自动电平控制模块用于获取设定的当前输出功率、所述第一检波电路采集的当前检波电压值、所述温度传感器采集的当前温度值之前，还包括：

23、所述数字自动电平控制模块用于控制所述第一模拟电调衰减器控制电压处于增益控制范围的中心位置并设置数控衰减值为最小值；调整所述驱动级稳幅放大模块的输出电平以便功放输出为额定最大功率值，且满足预设的输出功率精度要求。

24、优选地，所述数字自动电平控制模块用于根据所述当前检波电压值与所述目标参考检波电压值的关系调节所述射频功放信号链路的输出功率包括：

25、获取所述当前检波电压值与所述目标参考检波电压值的当前电压差值；

26、根据检波器的斜率特性将所述当前电压差值转换为当前功率差值；

27、判断所述当前功率差值是否大于预先设定的所述第一模拟电调衰减器最大可调范围的一半；其中，所述第一模拟电调衰减器最大可调范围是根据功率放大器在不同环境温度条件下以及在不同输出功率下对应的增益值变化区间中的最大区间再增加适当裕量来确定的；

28、若是，则提示所述射频功放信号链路增益异常；并控制关闭功放或者将所述第一模拟电调衰减器和所述数控衰减器的衰减量置于最大；

29、若否，在检测到所述当前功率差值为正值，且超过所允许的功放输出功率最大正向误差的情况下，降低所述直流放大电路的输出电压并增大所述第一模拟电调衰减器的衰减量；检测到所述当前功率差值为负值，且超过所允许的功放输出功率最大负向误差的情况下，增加所述直流放大电路的输出电压并减小所述第一模拟电调衰减器的衰减量；在所述当前功率差值位于所允许的功放输出功率误差区间的情况下，控制所述第一模拟电调衰减器的输入电压保持不变；其中，所述最大正向误差和所述最大负向误差是根据对功放输出功率精度的要求确定的。

30、优选地，还包括外部控制单元，所述外部控制单元与所述数字自动电平控制模块连接。

31、为了解决上述技术问题，本发明还提供一种自动电平控制方法，应用于包括射频功放信号链路、数字自动电平控制模块、温度传感器、第一检波电路的自动电平控制装置；所述射频功放信号链路的输出端与所述第一检波电路连接；所述数字自动电平控制模块分别与所述温度传感器、所述射频功放信号链路的控制输入端、所述第一检波电路的输出端连接，所述方法包括：

32、获取设定的当前输出功率、所述第一检波电路采集的当前检波电压值、所述温度传感器采集的当前温度值；

33、根据预先存储的输出功率、温度值、参考检波电压值的对应关系确定所述当前输出功率和所述当前温度值下对应的目标参考检波电压值；

34、根据所述当前检波电压值与所述目标参考检波电压值的关系调节所述射频功放信号链路的输出功率。

35、为了解决上述技术问题，本发明还提供一种自动电平控制设备，包括：

36、存储器，用于存储计算机程序；

37、处理器，用于执行所述计算机程序时实现上述的自动电平控制方法的步骤。

38、为了解决上述技术问题，本发明还提供一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现上述的自动电平控制方法的步骤。

39、本发明所提供的一种自动电平控制装置，包括射频功放信号链路、数字自动电平控制模块、温度传感器、第一检波电路；射频功放信号链路的输出端与第一检波电路连接；数字自动电平控制模块分别与温度传感器、射频功放信号链路的控制输入端、第一检波电路的输出端连接。该装置中的数字自动电平控制模块通过对不同工作温度和各级输出功率下的参考检波电压值进行采集和预存，使得在获取到设定的当前输出功率、当前检波电压值以及当前温度值后，可以根据预先存储的输出功率、温度值、参考检波电压值的对应关系确定当前输出功率和当前温度值下对应的目标参考检波电压值，进而可以根据目标参考检波电压值与当前检波电压值来调节射频功放信号链路的输出功率，确保了在宽温度范围内和功放各级输出功率下信号电平的精确性和稳定性。

40、此外，本发明还提供一种自动电平控制方法、自动电平控制设备以及计算机可读存储介质，与上述提到的自动电平控制装置具有相同或相对应的技术特征，效果同上。