保护PA的方法和装置与流程

本发明实施例涉及电子设备的射频模块技术，尤其涉及一种保护pa的方法和装置。

背景技术：

随着通信系统的不断发展，手机的应用在我们的生活中日渐频繁。射频模块的功率放大器(poweramplifier，pa)是手机系统的重要组成部分，主要用于信号放大和发射。pa将调制后的射频信号放大到一定的功率值，再通过天线发射出去。

pa将调制后的射频信号传递给天线时，为了防止信号的反射，需要射频模块通路的阻抗匹配，也就是使天线的负载的阻抗与射频功率发生器的负载阻抗匹配，一般为50ω。其中，手机在组装时，需要对射频模块进行校准，使手机中射频模块通路的阻抗匹配。但是，手机的天线都在手机边缘区，当手持手机时，手作为媒介，改变了天线s参数，即改变了天线的负载阻抗，导致手机失配，使pa传递给天线的信号没有被天线全部接收，造成能量的反射损耗，而反射的能量通过pa消耗释放，使得pa发热严重，导致pa损坏。

现有技术中，为解决因为手机失配导致的pa损坏的问题，一般都是直接降低手机的最大发射功率(例如将手机的最大功率由33dbm直接改为28dbm)，以相对减小手机失配时天线发射的能量，从而可以减小失配时的pa发热问题。

但是，采用上述直接降低手机的最大发射功率的方法时，手机会一直以降低后的最大功率通过发射信号，限制手机的发射信号的强度和接收信号的强度。当手机位于信号差的区域时，导致手机发射的信号的强度较弱以及接收到的信号的强度也较弱，进而影响用户的使用。

技术实现要素：

本发明实施例提供一种保护pa的方法和装置，从而可以检测出射频模块的阻抗处于失配状态时，降低pa的输出功率，从而减少pa消耗的能量，保护pa。

第一方面，本发明实施例提供一种保护功率放大器pa的方法，所述方法应用于电子设备，所述电子设备包括射频模块，所述方法包括：

判断所述射频模块的阻抗是否处于失配状态；

在确定所述阻抗处于失配状态时，降低所述射频模块中pa的输出功率。

在一些可能的实施例中，所述判断所述射频模块的阻抗是否处于失配状态，包括：

获取所述pa的相关参数，所述pa的相关参数包括：功率控制字rgi和电流；

判断所述rgi是否大于或等于第一阈值以及所述电流是否大于或等于第二阈值；

若所述rgi大于或等于所述第一阈值且所述电流大于或等于所述第二阈值，则确定所述射频模块处于失配状态；

若所述rgi小于所述第一阈值或所述电流小于所述第二阈值，则确定所述射频模块处于匹配状态。

在一些可能的实施例中，所述降低所述射频模块中pa的输出功率，包括以下至少一项：

若所述pa的输出功率小于第三阈值，则降低所述射频模块中pa的输出功率；

若所述pa的电压大于或等于第四阈值，则降低所述射频模块中pa的输出功率。

在一些可能的实施例中，所述方法还包括：

通过模数转换器(analog-to-digitalconverter，adc)获取所述pa的电流。

在一些可能的实施例中，所述方法还包括：

通过双向耦合器cpl获取所述pa的输出功率。

在一些可能的实施例中，所述通过双向耦合器cpl获取所述pa的输出功率，包括：

在所述cpl正向打开时，通过cpl获取与所述pa的输出功率对应的正向耦合功率；

根据与所述pa的输出功率对应的正向耦合功率以及所述pa的最大输出功率、标准正向耦合功率，确定所述pa的输出功率；

其中，所述标准正向耦合功率为所述cpl正向打开时，获取到的最小正向耦合功率。

在一些可能的实施例中，所述降低所述射频模块中pa的输出功率，包括：

通过降低所述pa的输入功率，来降低所述pa的输出功率。

第二方面，本发明实施例提供一种保护功率放大器pa的装置，应用于电子设备，所述电子设备包括射频模块，所述装置包括：处理器和pa；

所述处理器，用于判断所述射频模块的阻抗是否处于失配状态；在确定所述阻抗处于失配状态时，降低所述射频模块中所述pa的输出功率。

在一些可能的实施例中，所述处理器在判断所述射频模块的阻抗是否处于失配状态时，具体用于：

获取所述pa的相关参数，所述pa的相关参数包括：功率控制字rgi和电流；

判断所述rgi是否大于或等于第一阈值以及所述电流是否大于或等于第二阈值；

若所述rgi大于或等于所述第一阈值且所述电流大于或等于所述第二阈值，则确定所述射频模块处于失配状态；

若所述rgi小于所述第一阈值或所述电流小于所述第二阈值，则确定所述射频模块处于匹配状态。

在一些可能的实施例中，所述处理器在降低所述pa的输出功率时，具体用于以下至少一项：

若所述pa的输出功率小于第三阈值，则降低所述pa的输出功率；

若所述pa的电压大于或等于第四阈值，则降低所述pa的输出功率。

在一些可能的实施例中，所述装置包括：adc；

所述处理器，用于通过所述adc获取所述pa的电流。

在一些可能的实施例中，所述装置包括：cpl；

所述处理器，用于通过所述cpl获取所述pa的输出功率。

在一些可能的实施例中，所述处理器接收所述cpl发送所述pa的输出功率时，具体用于：

在所述cpl正向打开时，通过cpl获取与所述pa的输出功率对应的正向耦合功率；

根据与所述pa的输出功率对应的正向耦合功率以及所述pa的最大输出功率、标准正向耦合功率，确定所述pa的输出功率；

其中，所述标准正向耦合功率为所述cpl正向打开时，获取到的最小正向耦合功率。

在一些可能的实施例中，所述处理器降低所述射频模块中pa的输出功率时，具体用于：

通过降低所述pa的输入功率，来降低所述pa的输出功率。

第三方面，本发明实施例提供一种电子设备，该电子设备包括：至少一个处理器和存储器；

所述存储器存储计算机执行指令；所述至少一个处理器执行所述存储器存储的计算机执行指令，以执行本发明实施例第一方面任一项所述的方法。

第四方面，本发明实施例提供一种计算机可读存储介质，该计算机可读存储介质中存储有程序指令，所述程序指令被处理器执行时实现发明实施例第一方面任一项所述的方法。

第五方面，本申请实施例提供一种程序产品，所述程序产品包括计算机程序，所述计算机程序存储在可读存储介质中，电子设备的至少一个处理器可以从所述可读存储介质读取所述计算机程序，所述至少一个处理器执行所述计算机程序使得电子设备实施本申请发明实施例第一方面任一项提供的发明实施例方法。

本发明实施例提供一种保护pa的方法和装置，通过判断所述射频模块的阻抗是否处于失配状态；在确定所述阻抗处于失配状态时，降低所述射频模块中pa的输出功率。根据阻抗是否匹配(即阻抗匹配和阻抗失配)对pa的输出功率进行控制，解决了现有技术中无论阻抗是否处于失配状态，都直接降低pa的最大输出功率而导致在信号较弱的区域时，电子设备发射的信号以及接收到的信号强度弱的问题，提高了用户体验。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明一实施例提供的保护pa的方法的流程图；

图2为本发明另一实施例提供的保护pa的方法的流程图；

图3为本发明一实施例提供的保护pa的装置的结构示意图；

图4为本发明另一实施例提供的电子设备的结构示意图。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本申请的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”、“第三”、“第四”等(如果存在)是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。

图1为本发明一实施例提供的保护pa的方法的流程图，该方法应用于电子设备，电子设备例如可以是手机、笔记本电脑、电视机、导航定位接收终端，等，所述电子设备包括射频模块，如图1所示，本实施例的方法可以包括：

s101、判断所述射频模块的阻抗是否处于失配状态，若是，则执行s102；若否，则直接结束流程。

本实施例中以手机为例进行描述，在手机组装时，会对手机中的射频模块进行校准，使射频模块通路中阻抗匹配，例如，阻抗匹配时阻抗均为50欧姆，从而使通过pa调制后的射频信号可以完全传递给天线，而不会发生信号的发射，即在pa和天线之间达到能量无损传输。但是，射频模块通路不会一直是阻抗匹配状态，即射频模块的阻抗可能由于内部或外部的影响而处于失配状态。例如，当手握手机时，由于手机中的天线设置在手机边缘，改变天线中的s参数，从而导致射频通路中阻抗不匹配。这时，pa输出的射频信号在发送给天线时，由于阻抗不匹配，会导致天线将部分信号发射回pa，即阻抗不匹配时会有能量损耗，并且，该能量是由pa释放的，这样就很可能导致pa因发热严重而损坏。因此，在手机使用过程中，需要判断手机中的射频模块的阻抗是否处于阻抗失配状态，也可以说判断手机是否失配。例如可以通过电压驻波比vswr判断阻抗是否处于阻抗失配状态，或者通过pa的相关参数的大小判断pa是否处于正常状态，从而判断阻抗是否处于阻抗失配状态。

s102、降低所述射频模块中pa的输出功率。

本实施例中，在s101中确定阻抗处于失配状态时，降低pa的输出功率，这样，虽然阻抗仍然处于失配状态，但是天线反射回pa的信号减少，也就是减少了在pa上释放的能量，从而保护pa。

在一些实施例中，s102的一种可能的实现方式为：

通过降低所述pa的输入功率，来降低所述pa的输出功率。

本实施例中，在阻抗处于失配状态时，中央处理器(centralprocessingunit，cpu)通过控制射频收发机发射的功率降低pa的输入功率。由于在阻抗处于失配状态时，pa的增益不会发生变化或发生微小的变化，因此，pa的输入功率降低后，pa的输出功率也随之降低。又由于pa的输入功率相对于pa的输出功率非常小，因此，在pa的输入功率降低，使pa的输出功率也降低后，pa的输出功率与pa的输入功率之间的差值减小，在pa的效率变化非常小的情况下，使得pa消耗的能量减小，从而保护pa。

在一些实施例中，pa的输出功率通过cpl获取。其中，在一些实施例中，cpl获取pa的输出功率的一种可能的实现方式为：

在所述cpl正向打开时，通过cpl获取与所述pa的输出功率对应的正向耦合功率；根据与所述pa的输出功率对应的正向耦合功率以及所述pa的最大输出功率、标准正向耦合功率，确定所述pa的输出功率；其中，所述标准正向耦合功率为所述cpl正向打开时，获取到的最小正向耦合功率。

具体的，cpl包括耦合器和开关部分，在cpl的开关正向打开时，cpl中的耦合器可以获取与pa当前的输出功率对应的正向耦合功率，可以记为第一正向耦合功率。cpl将第一正向耦合功率发送给射频模块中的射频收发机，射频收发机将接收到的第一正向耦合功率发送给cpu。从而使cpu可以根据第一正向耦合功率以及pa的最大输出功率、标准正向耦合功率，计算出pa当前的输出功率。其中，标准正向耦合功率为cpl正向打开时，获取到的最小正向耦合功率。因此，计算pa当前的输出功率的公式例如为公式1：

其中，表示pa当前的输出功率，表示pa的最大输出功率。

对于公式1，例如pa的最大输出功率为33db，标准正向耦合功率为-5db时，cpl获得到与pa当前的输出功率对应的正向耦合功率后，即可根据公式1获取到pa当前的输出功率。

本实施例，通过判断所述射频模块的阻抗是否处于失配状态；在确定所述阻抗处于失配状态时，降低所述射频模块中pa的输出功率。根据阻抗是否匹配(即阻抗匹配和阻抗失配)对pa的输出功率进行控制，解决了现有技术中无论阻抗是否处于失配状态，都直接降低pa的最大输出功率而导致在信号较弱的区域时，电子设备发射的信号以及接收到的信号强度弱的问题，提高了用户体验。

图2为本发明另一实施例提供的保护pa的方法的流程图，如图2所示，本实施例的方法可以包括：

s201、获取所述pa的相关参数。

其中，所述pa的相关参数包括：功率控制字rgi和电流。

本实施例中，在手机使用过程中，通过pa的相关参数可以判断手机中射频模块的阻抗是否处于失配状态。因此，需要获取pa的参数，其中，pa的相关参数至少包括：功率控制字rgi和电流。

对于rgi，手机在组装时，将pa的输出功率与rgi建立对应关系，并保存在手机中，手机在与基站交互，根据信号强度选择手机的发射功率时，直接调用rgi来对应要求发射的功率。例如，rgi的取值范围为1-31，根据不同的pa的型号，rgi每个值对应的pa的输出功率不同，且pa的最大输出功率对应rgi的值也不同，例如，rgi为22时对应pa的最大输出功率。当rgi取值大于22时，pa的输出功率均为最大输出功率。因此，手机中的cpu可以通过读取rgi的值获取pa的输出功率。

在一些实施例中，cpu通过adc获取pa的电流。在手机中，cpu通过iic总线实现对adc的控制功能，在射频模块的电路中，pa与电阻r串联，adc将测量得到的电阻r的电压发送给cpu，cpu根据电阻r的阻值和电压，获得电阻r的电流，由于电阻r和pa串联，cpu可以获取pa的电流。

s202、判断所述rgi是否大于或等于第一阈值以及所述电流是否大于或等于第二阈值；若均为是，则执行s203-s205中任一一个；若至少有一个为否，则结束。

本实施例中，在获取到pa的输出功率和电流后，根据pa的输出功率和电流，综合判断射频模块的阻抗是否处于失配状态。例如，判断rgi的值是否大于或等于第一阈值以及电流是否大于或等于第二阈值，如果rgi的值大于或等于第一阈值并且电流大于或等于第二阈值，则说明射频模块的阻抗处于失配状态；如果rgi的值小于第一阈值和/或电流小于第二阈值，则说明射频模块阻抗匹配，此时，不需要降低pa的输出功率，直接结束流程即可。其中，本发明实施例的第一阈值和第二阈值的取值存在关联关系，例如，对于一种手机来说，当第一阈值设置为与pa的最大输出功率对应的值22时，第二阈值需要设置为pa输出最大输出功率时对应的电流270ma，而如果第二阈值设置为其他数值，则无法根据rgi的值和pa的电流判断射频模块的阻抗是否处于失配状态。

需要说明的是，在判断出射频模块的阻抗处于失配状态时，此时，例如可以直接执行s205，这样，无论pa是否会受到损坏，都可以避免pa的损坏，起到保护pa的作用。由于射频模块的阻抗处于失配状态时，pa也可能不会受到损坏，因此，可以进一步判断在射频模块的阻抗处于失配状态时，pa是否会损坏。因此，在判断出射频模块的阻抗处于失配状态时，例如还可以执行s203和/或s204。

s203、判断所述pa的输出功率是否小于第三阈值，若是，则执行s204和/或s205；若否，则结束。

本实施例中，由于pa的效率等于输出功率减去输入功率的差值与pa消耗能量的比值，即公式2：

其中，pae为pa的效率，pout和pin分别为pa的输出功率和输入功率，ui为pa消耗的能量，即pa的功率。在射频模块的阻抗处于失配状态时，pae的值会有所减小，但是基本保持不变，因此，根据公式2可知，由于输入功率可以忽略不计，且pae的值保持不变，当pa的输出功率减小时，pa消耗的能量也会减少。因此，为进一步判断在射频模块的阻抗处于失配状态时，pa是否会损坏，还可以根据pa的输出功率，判断pa的输出功率是否小于第三阈值。当pa的输出功率小于第三阈值时，说明此时pa容易受到损坏，为降低pa损坏的概率，可以直接执行s204；或者，为进一步确定pa是否会受到损坏，从而在确定pa会受到损坏时降低pa的输出功率，是手机可以在信号强度弱的空间中不受影响，可以执行s205。当pa的输出功率大于或等于第三阈值时，可以不降低pa的输出功率。

在执行s203时，第一阈值、第二阈值和第三阈值之间存在关联关系。例如，对于一种手机来说，当第一阈值设置为与pa的最大输出功率对应的值22，第二阈值设置为pa输出最大输出功率时对应的电流270ma时，第三阈值需要设置为pa的最大输出功率33db，如果第三阈值设置为其他数值，则无法确定是否需要降低pa的输出功率。

s204、判断所述pa的电压是否大于或等于第四阈值，若是，则执行s205；若否，则结束。

本实施例中，pa的供电电压为电池电压，由电源管理芯片pm控制。通过adc检测电阻r的电压，adc将电阻r的电压发送给cpu，由于电阻r和pa为串联关系，因此，cpu通过adc获取到pa的电压。

在上述步骤的基础上，当pa的电压过大时，pa非常容易受到损坏。因此，需要判断pa的电压是否大于或等于第四阈值，当pa的电压大于或等于第四阈值时，说明pa非常容易受到损坏，则执行s205；否则，执行s206。

需要说明的是，如果在s202后，直接执行s204时，第一阈值、第二阈值和第四阈值之间存在关联关系。例如，对于一种手机来说，当第一阈值设置为与pa的最大输出功率对应的值22，第二阈值设置为pa输出最大输出功率时对应的电流270ma时，第四阈值需要设置为pa的最大可承受电压4v，如果第四阈值设置为其他数值，则无法确定是否需要降低pa的输出功率。

如果在s202后，依次执行s203、s204，则第一阈值、第二阈值、第三阈值和第四阈值之间存在关联关系。例如，对于一种手机来说，当第一阈值设置为与pa的最大输出功率对应的值22，第二阈值需要设置为pa输出最大输出功率时对应的电流270ma，第三阈值需要设置为pa的最大输出功率33db，第四阈值需要设置为pa的最大可承受电压4v，这样，可以确定pa损坏的概率非常大。

s205、降低所述射频模块中pa的输出功率。

本实施例中，通过降低射频模块中pa的输出功率，来减少pa消耗的能量。其中，由于在手机组装时，将pa的输出功率与rgi建立对应关系，因此，在阻抗失配时，可以减小rgi的值，即通过cpu调用小于当前rgi值的rgi，例如，当前rgi的值为33，可以减小rgi的值，通过cpu调用大小为30的rgi，通过减小rgi的值减小pa的输出功率。其中，由于在阻抗失配时，pa的增益不会发生变化或发生微小的变化，因此，通过减小rgi的值减小pa的输出功率，也可以说减小rgi的值减小pa的输入功率。

需要说明的是，本实施例不对pa输出功率降低的幅度进行限定，设计人员或用户例如可以根据信号的强度、pa的效率等参数设置。

本实施例，通过获取所述pa的相关参数，所述pa的相关参数包括：rgi和电流；在所述rgi大于或等于所述第一阈值且所述电流大于或等于所述第二阈值时，确定射频模块处于失配状态。然后，为进一步确定在射频模块处于失配状态时，pa是否受到损坏，还可以判断所述pa的输出功率与第三阈值的大小关系和/或pa的电压与第四阈值的大小关系，在确定pa的输出功率小于第三阈值和/或pa的电压大于或等于第四阈值时，降低pa的输出功率。可以在射频模块处于失配状态且确定pa很容易受到损坏时，降低pa的输出功率，保护pa，从而可以避免在射频模块处于失配状态但pa不会受到损坏时，降低pa的输出功率的情况，进一步提高用户体验。

图3为本发明一实施例提供的保护pa的装置的结构示意图，如图3所示，所述装置应用于电子设备，所述电子设备包括射频模块，所述装置包括：处理器31和pa。在一些可能的实施例中，所述装置包括：adc。在一些可能的实施例中，所述装置包括：cpl。其中，需要说明的是，图3仅仅示出了装置中的部分模块，例如如图3所示，所述装置中还会包括pm，、射频接收机，以及天线。

所述处理器31，用于判断所述射频模块的阻抗是否处于失配状态；在确定所述阻抗处于失配状态时，降低所述射频模块中所述pa的输出功率。

在一些可能的实施例中，所述处理器31在判断所述射频模块的阻抗是否处于失配状态时，具体用于：

获取所述pa的相关参数，所述pa的相关参数包括：功率控制字rgi和电流；

判断所述rgi是否大于或等于第一阈值以及所述电流是否大于或等于第二阈值；

若所述rgi大于或等于所述第一阈值且所述电流大于或等于所述第二阈值，则确定所述射频模块处于失配状态；

若所述rgi小于所述第一阈值或所述电流小于所述第二阈值，则确定所述射频模块处于匹配状态。

在一些可能的实施例中，所述处理器31在降低所述pa的输出功率时，具体用于以下至少一项：

若所述pa的输出功率小于第三阈值，则降低所述pa的输出功率；

若所述pa的电压大于或等于第四阈值，则降低所述pa的输出功率。

在一些可能的实施例中，所述处理器31，用于通过所述adc获取所述pa的电流。

在一些可能的实施例中，所述处理器31，用于通过所述cpl获取所述pa的输出功率。

在一些可能的实施例中，所述处理器31接收所述cpl发送所述pa的输出功率时，具体用于：

在所述cpl正向打开时，通过cpl获取与所述pa的输出功率对应的正向耦合功率；

根据与所述pa的输出功率对应的正向耦合功率以及所述pa的最大输出功率、标准正向耦合功率，确定所述pa的输出功率；

其中，所述标准正向耦合功率为所述cpl正向打开时，获取到的最小正向耦合功率。

在一些可能的实施例中，所述处理器31降低所述射频模块中pa的输出功率时，具体用于：

通过降低所述pa的输入功率，来降低所述pa的输出功率。

本实施例以上所述的电子设备，可以用于执行上述各方法实施例中的技术方案，其实现原理和技术效果类似，此处不再赘述。

图4为本发明另一实施例提供的电子设备的结构示意图，如图4所示，本实施例的电子设备可以包括：至少一个处理器41和存储器42。图4示出的是以一个处理器为例的电子设备，其中，

存储器42，用于存放程序。具体地，程序可以包括程序代码，所述程序代码包括计算机操作指令。存储器42可能包含高速随机存取存储器(randomaccessmemory，ram)，也可能还包括非易失性存储器(non-volatilememory)，例如至少一个磁盘存储器。

处理器41，用于执行所述存储器42存储的计算机执行指令，以实现上述实施例中示出的保护pa的方法。

其中，处理器41可能是一个中央处理器(centralprocessingunit，cpu)，或者是特定集成电路(applicationspecificintegratedcircuit，asic)，或者是被配置成实施本申请实施例的一个或多个集成电路。

可选的，在具体实现上，如果存储器42和处理器41独立实现，则存储器42和处理器41可以通过总线相互连接并完成相互间的通信。所述总线可以是工业标准体系结构(industrystandardarchitecture，isa)总线、外部设备互连(peripheralcomponent，pci)总线或扩展工业标准体系结构(extendedindustrystandardarchitecture，eisa)总线等。所述总线可以分为地址总线、数据总线、控制总线等，但并不表示仅有一根总线或一种类型的总线。

可选的，在具体实现上，如果存储器42和处理器41集成在一块芯片上实现，则存储器42和处理器41可以通过内部接口完成相同间的通信。

本实施例以上所述的电子设备，可以用于执行上述各方法实施例中的技术方案，其实现原理和技术效果类似，此处不再赘述。

本领域普通技术人员可以理解：实现上述各方法实施例的全部或部分步骤可以通过程序指令相关的硬件来完成。前述的程序可以存储于一计算机可读取存储介质中。该程序在执行时，执行包括上述各方法实施例的步骤；而前述的存储介质包括：只读存储器(read-onlymemory，rom)、随机存取存储器(randomaccessmemory，ram)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。