导言
射频功率扩展器是将发射机里的射频小功率信号，经过一系列的扩展一鼓励级、中间级、末前级、末级功率扩展级，取得足够大的射频功率的设备。射频功放是发送设备的重要组成部分。
功率扩展器是一种比较贵重的资源，详细体现在功率扩展管比较贵重。在整个无线发射链路本钱构成来看，功率扩展器的本钱份额大于50％（绝大多数），并且功率越大，其所占本钱份额就越大。
别的功率扩展器的功率扩展管是一种相对比较软弱的器材，尤其是与低功率小信号扩展管比较。其软弱性首要体现在：静电敏理性高；热敏理性比较高；对射频过载比较灵敏，即对射频输入功率过载比较灵敏；对输出失配比较灵敏。
因为上述原因，在规划功率扩展器时有必要考虑怎么维护功率扩展器，以防止静电、浪涌、过热过温、过压、过流、过载构成功放毛病或许失效。
1、引起功放失效的原因
要对功率扩展器完结有用的维护，有必要要知道引起其失效的原因。功放失效的原因首要有以下几种：
（1）静电击穿引起的失效。运送、触摸导致静电作用于功率管的电极，发生击穿效应，使器材永久失效。这种失效的防止能够从器材、单板运送、操作等进程中，采纳防静电办法来处理。处理方法有：a．经过防止静电源的发生（比方坚持空气的湿度）；b．经过接地使静电源的静电能够有用开释而防止堆集；c．经过采纳静电阻隔办法。
（2）过压引起的失效。过压会引起功率扩展器的电极击穿或许处于不正常的作业状况。引起过压的状况有：a．功放直流馈电电路部分呈现元器材失效，引起过压；b．与功放相关的操控和电源部分呈现毛病发生的相关效应，引起的过压。
（3）过流引起的失效。功放的作业电流超出其正常作业电流而引起的失效。
（4）过鼓励引起的失效。输入的功率电平超出功率扩展器安全规模，会引起功放永久性失效。其成果是直接导致功放焚毁。
（5）负载不匹配引起的失效。负载开路、短路或失配使功放输出端呈现比较高的驻波散布，使射频能量不能有用地传输出去，大部分能量转换成热，构成热堆集，一方面降低了功放功率，另一方面，将构成功放热焚毁。
（6）过热、过温引起的失效。因为散热不良或许环境温度过高引起功率器材失效。
2、功放维护电路规划类型
针对功率扩展器失效的几种原因，相应的维护电路规划首要分为如下几方面：
（1）过压维护。此维护方法表现在电路上有：
电压钳位电路：规划适宜的钳位电路能够使馈电电压约束在安全的规模内。
压敏电路：经过并联压敏电阻或许其他压敏器材，当电压超越压敏器材的临界电平常，压敏器材发生短路效应，拉低电平，然后到达维护的意图。
稳压电路：经过稳压电路使输入电压规模得到扩展。
”电压检测+过压判别+履行维护”的闭环维护方法。
（2）过流维护。过流维护首要有以下几种方法：
电源限流维护：假如给功率扩展器馈电的电源模块具有限流功用，那么该限流功用能够防止功放呈现过流。比方功放过鼓励或许自己的状况下，假如没有限流，功放会被自己或许过鼓励发生的大电流焚毁。
过流闭环维护：经过对功放的作业电流进行实时监测，一旦呈现过流，主动堵截电流，以到达维护功放的意图。
（3）过鼓励维护。当输入功率超越功率扩展器安全作业规模时，对功放施行的维护。过鼓励维护的方法有：输入功率限幅，经过限幅器材完结；过鼓励闭环维护方法，经过对功放的输入功率进行实时监测，一旦发现功放过鼓励，主动堵截输入信号或许主动大起伏衰减输入信号，以到达维护功放的意图。
（4）热维护。热维护是在呈现温度过高或许过热的状况下，对功放施行的维护方法。热维护的方法是经过温度或许热检测电路对功率扩展器的温度和热的状况进行监督，一旦检测的温度或许热超越门限值，就经过维护履行设备对功放进行维护。
（5）失配维护。失配维护是在功放输出失配的状况下，为防止失配对功放危害的一种维护电路方法。
3、功率扩展器的维护模型
经过对各种功放的维护电路剖析，一个完好维护电路根本上能够经过如图1所示的模型进行描绘。该模型由以下几部分构成：
（1）状况监测部分。经过传感器实时盯梢相关状况的改变，为维护供给实时数据；
（2）比较判别部分。让来自状况监测的数据与预设的维护／告警／康复门限进行比较，依据比较成果输出相应的数据到告警显现、维护履行机构或许经过通讯口上报后台等；
（3）维护履行部分。依据来自比较判别的数据做出相应的维护动作。维护履行动作便是状况反常时，履行维护：状况康复正常时，免除维护即自康复。
此模型的根本作业原理为：状况监测部分经过传感器实时盯梢功率扩展器相关状况改变，并将反映该改变的数据传给比较判别部分；比较判别部分对检测得到的数据与预设的告警、维护门限、自康复门限进行比较，依据比较成果，输出指令至维护履行机构或许告警显现部分，别的将信息经过通讯口上报后台。
以上是一个完好、体系的维护电路模型，即按该模型去规划维护电路能够到达意图，可是实践运用中许多并非有一个如上完好的模型而只要其间几部分，乃至有时仅仅单个器材构成。比方限幅器材的自身特性就包含了状况检测、判别比较、履行维护，只不过是这些进程不是靠其他器材完结，而是靠器材自身的特性完结的。相似的器材还有钳位二极管、压敏电阻、PPTC（polymeric positivetemperature coeffic-ient）自康复电流维护器材等。
4、功放的状况监测
功率扩展器的状况监测是功放维护规划的一个非常重要的环节，能否正确、有用、及时检测出状况改变，是能否有用进行维护的要害。
4．1 状况监测分类
功率扩展器有许多状况，但依据体系维护规划方面的需求，并非对每个状况进行状况监测，而是对一些要害状况进行检测。依据监测的状况的不同，将状况监测分类为：
（1）鼓励状况监测，监测输入功率改变；
（2）电流流状况监测，监测功放的作业电流改变；
（3）电压状况监测，监测功率扩展器的功率管或许其他电路的某些电压改变；
（4）匹配配状况监测，监测功放输出负载匹配状况；
（5）增益状况监测，监测整个功放的增益改变；
（6）输出功率状况监测，监测功放的输出功率改变；
（7）温度／热状况检测，监测功率的温度和热改变。
4．2 状况监测的检测电路
功率扩展器的状况监测是经过各种检测电路完结的，完结上述状况监测的检测电路有：
（1）功率检测电路。功率检测电路可用作鼓励状况监测、匹配状况监测、输出功率状况监测、增益状况检测的根本检测单元；
而功率检测电路依据要检测的功率类型不同可分为：a．峰值功率检测电路，反映载波包络改变的功率检测电路。现在比较老练的峰值检波电路模块有AD公司的AD8313、AD8307等。AD8313的典型运用电路，如图2所示；b．平均功率检测电路，反映载波平均功率改变的功率检测电路。平均功率检测电路一般在峰值功率检测的基础上加上滑润滤波电路即可；c．RMS功率检测电路，反映载波均方差功率改变的功率检测电路。关于如CDMA等变包络调制功率信号，RMS功率检测电路能够实在的反映其功率改变。现在运用比较多的电路是依据AD公司的AD8361、AD8362等电路。
依据检测电路输入和输入的对应联系，可将功率检测电路分为：a．对数功率检测电路，即检波输出电平与输入功率的对数呈线性改变联系的功率检测电路。该电路适于检测dB改变要求状况：b．线性功率检测电路，即检波输出电平与输入功率呈线性改变联系的功率检测电路。该电路适于检测W改变要求的状况。
（2）电压取样电路。电压取样电路可作为电流状况监测、电压状况监测的根本电路。
（3）电流检测电路。或许电路是检测电流改变的根本电路。能够用电流检测进行电流状况监测。现在电流检测电路运用比较多的是霍尔电路，尤其是大电流检测。
（4）温度检测电路。检测温度改变，是温度／热监测根本电路。
因为不同的状况监测对检测电路的要求是不一样的，或许同一状况检测不同的体系对检测电路的要求也不一样。清晰对相应检测电路的要求是进行检测电路规划的条件。对检测电路的一起要求首要有精度、准确度、线性、动态、呼应时刻、噪声功用、抗搅扰性、灵敏度、可靠性、一致性。
4．3 状况的比较判别
比较判别是维护电路规划一个比较重要的部分，尤其是闭环维护电路。其功用是将监测的状况数据与预置的门限数据进行比较，依据比较成果输出指令去维护履行设备、显现告警设备或许直接经过通讯口上报后台。比较判别依据电路完结方法的不同分为硬件判别和软件判别两种方法。依据门限可变与否可将比较判别分为固定门限比较判别，可调门限比较判别。
4．4 维护履行设备
维护履行设备是功率扩展器维护电路中的维护履行者，它依据来自比较判别的指令，做出相应的维护动作：进入维护，免除维护。履行维护的器材和设备首要有如下几类：
（1）开关器材类：用在射频功率扩展器的开关首要包含直流开关、射频开关，其作用是经过堵截直流电流或射频鼓励到达维护的意图。
（2）参量约束器材类：用在射频功率扩展器的参量约束，首要有限幅器材和限流器材。该类器材是经过约束鼓励的起伏或许电流强度来到达维护的意图。
（3）参量调整器材类：用在射频功率扩展器的参量调整类器材，有电调衰减器、数字衰减器、可变增益扩展器。运用该类器材能够将过鼓励部分调整回安全状况。
（4）组合类器材：将维护履行部分跟功率扩展器的其他电路集成在一起，构成一个多功用组合器材。比方LP295l，LP2951假如用在功率扩展管的偏置电路上，一方面能够供给安稳的偏压；别的LP2951有一CONTROL端，假如该端输入高电平信号，那么输出电压为零，该功用能够作为维护用。
4．5 维护电路举例剖析
下面介绍某功放的维护规划电路，其原理如图3所示。其功用是当输入信号超越必定电平常，将输入信号大起伏衰减，以确保后边的功率扩展器不被危害。该电路由如下几部分构成。
（1）功率取样部分（图中白色部分）。该电路为一取样耦合器。
（2）功率检测部分（图中蓝色部分）。该部分的中心器材是一个峰值检波器AD8313，其功用是检测耦合过来信号的功率改变。
（3）滤波比较部分（图中浅黄色+黄色部分）。该部分经过一个PI型滤波器滤除交变部分和搅扰，输入至比较器电路LM311，将信号与参阅电平进行比较，输出高电平或许低电平至电调衰减器。
（4）电调衰减部分（图中白色部分）。该部分的功用是：正常作业时它是作为增益调理设备运用的，当输入功率超越输入功率上限时，比较器输出的高电平使该电调衰减器实施最大衰减。
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