基于ADuC7026實現功率放大器監控的參考設計

　　電壓駐波比(VSWR)監測: VSWR是天線系統的一個關鍵參數，它反映天線系統中元件之間的匹配程度。反向功率影響PA的輸出功率，反向功率過大會導致發射出去的信號產生失真。因而，有必要監測VSWR使基站具有最優性能。

　　圖5給出了VSWR監測器的功能框圖。該系統使用雙向耦合器和AD8364雙通道TruPwr™檢測器來測量前向和反向功率。AD8364雙通道有效值RF功率測量子系統可精確地測量和控制信號的功率。AD8364靈活性強，可方便地對RF功率放大器、無線電收發器AGC電路和其它通訊系統實施監測和控制，其輸出可用于計算VSWR和監測傳輸線的匹配度。較大的VSWR值表明天線出現故障，操作人員應通過調整PA增益或電源電壓對系統進行保護。

　　圖5：VSWR監測器功能框圖。自動功率控制 ：根據通信系統的要求，發射機必須確保功率放大器能滿足發射的需要，調整基站發射功率保持在精準值，控制輸出功率在覆蓋允許范圍內，不至過小無法滿足網絡規劃時的覆蓋距離要求，而減少小區覆蓋范圍，又不會產生過強的輸出信號對相鄰基站造成干擾。由于過功率會引起功率放大器飽和并使信號發生非線性失真，系統應提供過功率保護功能，保證功率放大器不工作在過功率條件下。基于上述原因，必須對輸出功率進行測量和控制以使之保持穩定。

　　圖6給出了自動功率控制回路的功能框圖，該回路包含雙向耦合器、TruPwr檢測器、微控制器和可變電壓衰減器。雙向耦合器把前向功率傳送到TruPwr檢測器，檢測器跟蹤信號幅度的變化。ADuC7026的片上ADC對檢測器的輸出采樣。微控制器比較輸出功率的實際值與期望值，并使用PID算法來調整控制電壓偏差，使功率放大器工作在性能最佳的工作點上。

　　圖6：自動功率控制回路的功能框圖。

　　圖7給出了PID算法的流程圖。首先，該程序設定初始控制參數Kp、Ki和Kd并設定輸出功率的期望值。然后，ADC對AD8364的輸出采樣，采樣得到的數據經濾波后轉換成功率。程序根據系統的傳遞函數計算出輸出功率的期望值與實際值之差，以及下一個期望采樣值和控制電壓，并對DAC寄存器進行配置。這樣就完成了一個采樣和控制過程周期，這個過程不斷循環。

　　圖7：PID算法的流程圖。