本發(fā)明屬于電子領(lǐng)域，本發(fā)明涉及一種功率可調(diào)的射頻輸出電路。

背景技術(shù)：

目前，在射頻電源領(lǐng)域、廣播電視發(fā)射領(lǐng)域等等，為了實(shí)現(xiàn)射頻輸出功率大小隨使用者的需要而方便的調(diào)節(jié)，有兩種方法：第一種方法，將射頻輸入信號(hào)幅度大小做成可以方便調(diào)節(jié)；第二種方法，將功率放大模塊漏極上面的主供電電壓大小做成可以方便調(diào)節(jié)。

對(duì)于第一種方法，它是采用DDS（Direct Digital Synthesizer直接數(shù)字頻率合成器）來產(chǎn)生射頻頻率源，對(duì)于寬頻帶射頻電源或發(fā)射器比較合適。它不能采用帶溫度補(bǔ)償?shù)木w來簡(jiǎn)單的產(chǎn)生固定的射頻頻率源，變得復(fù)雜，控制成本變得高出很多。

對(duì)于第二種方法，它的射頻頻率源是由帶溫度補(bǔ)償?shù)木w來簡(jiǎn)單的產(chǎn)生，但供給功率放大模塊漏極的主電壓大小是要能變化的。但若能將開關(guān)電源電壓做成固定輸出，比做成可變的輸出，好控制的多、也容易的多、也穩(wěn)定的多。

場(chǎng)效應(yīng)模塊是壓控元件，也即場(chǎng)效應(yīng)管的工作狀態(tài)，受其柵極上所加的控制電壓的大小變化而變化。深度的負(fù)偏壓，能讓場(chǎng)效應(yīng)管停止工作。上一部分提到的兩種改變射頻輸出功率大小的方法中，功率放大模塊柵極上的偏置電壓是設(shè)定在一個(gè)固定的經(jīng)驗(yàn)數(shù)值上的（比如2.5VDC、2.8VDC或者3VDC等等）。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是提供一種不用改變射頻輸入信號(hào)幅度的大小、不用改變加在功率放大模塊漏極上的供電電壓大小，只需要改變功率放大管柵極的偏置電壓大小，就能實(shí)現(xiàn)射頻功率輸出的大小變化的射頻輸出電路。

為實(shí)現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明的技術(shù)方案是：

一種功率可調(diào)的射頻輸出電路，包括射頻頻率源變壓器，射頻頻率源變壓器的一個(gè)輸出接口連接功率放大模塊的柵極，所述射頻頻率源變壓器的另一個(gè)輸出接口連接有柵極偏置電壓控制電路；所述功率放大模塊的源極接地；功率放大模塊的柵極連接有接地的電阻，功率放大模塊的漏極連接有固定電壓直流電源，功率放大模塊的漏極還與射頻濾波網(wǎng)絡(luò)相連，將射頻功率通過這個(gè)網(wǎng)絡(luò)往外輸出。

進(jìn)一步的改進(jìn)，所述柵極偏置電壓控制電路包括運(yùn)放模塊，運(yùn)放模塊正輸入端連接到偏置電壓控制網(wǎng)絡(luò)，運(yùn)放模塊的輸出端連接有互鎖電路控制的繼電器；所述繼電器的常開觸點(diǎn)與運(yùn)放模塊的輸出端連接，繼電器的常閉觸點(diǎn)連接負(fù)偏置電壓電路；繼電器的動(dòng)觸點(diǎn)連接有交流隔離變壓器，交流隔離變壓器連接射頻頻率源變壓器。

進(jìn)一步的改進(jìn)，所述運(yùn)放模塊包括運(yùn)算放大器，運(yùn)算放大器的負(fù)輸入端通過178千歐電阻連接10V電源；負(fù)輸入端還通過1千歐電阻接地，運(yùn)算放大器輸出端通過150千歐電阻與負(fù)輸入端反饋連接；運(yùn)算放大器的正輸入端連接到偏置電壓控制網(wǎng)絡(luò)，運(yùn)算放大器的輸出端連接繼電器。

進(jìn)一步的改進(jìn)，所述繼電器并聯(lián)有二極管,二極管起保護(hù)繼電器的作用；繼電器通過穩(wěn)壓電路連接到互鎖電路，互鎖電路為繼電器供電并提供一個(gè)內(nèi)部互鎖信號(hào)；所述穩(wěn)壓電路由穩(wěn)壓管和電阻組成。

進(jìn)一步的改進(jìn)，所述柵極偏置電壓控制電路上設(shè)有濾波電容。

進(jìn)一步的改進(jìn)，所述濾波電容為兩個(gè)，其中一個(gè)濾波電容與運(yùn)放模塊輸出端連接，另一個(gè)濾波電容與繼電器動(dòng)觸點(diǎn)連接。

進(jìn)一步的改進(jìn)，所述交流隔離變壓器與射頻頻率源變壓器之間設(shè)有濾波電容。

進(jìn)一步的改進(jìn)，所述交流隔離變壓器與射頻頻率源變壓器之間設(shè)有保護(hù)器，所述保護(hù)器由兩個(gè)穩(wěn)壓管組成。

進(jìn)一步的改進(jìn)，所述交流隔離變壓器、射頻頻率源變壓器和功率放大模塊安裝在射頻功率放大電路板上，交流隔離變壓器通過一個(gè)3pin連接器與柵極偏置電壓控制電路連接。

進(jìn)一步的改進(jìn)，所述固定電壓輸出的直流電源由開關(guān)電源提供。。

本發(fā)明的有益效果是：

1.省掉復(fù)雜的DDS相關(guān)控制電路與軟件，節(jié)省開發(fā)時(shí)間與成本；

2.使用的開關(guān)電源是固定輸出的，控制環(huán)節(jié)少、電源工作穩(wěn)定、使用壽命長(zhǎng)；

3.提供了一種控制射頻功率輸出大小的新方法，使整個(gè)設(shè)備的相應(yīng)環(huán)節(jié)變得簡(jiǎn)單、便于維護(hù)、工作穩(wěn)定可靠、更適合24小時(shí)連續(xù)工作。

附圖說明

圖1為本發(fā)明的原理示意圖；

圖2為本發(fā)明的電路示意圖。

具體實(shí)施方式

下面將結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明，對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述。

本發(fā)明的原理框圖如圖1所示，射頻頻率源采用帶溫度補(bǔ)償?shù)木w來產(chǎn)生，功率放大模塊漏極上的主供電電壓固定不變，改變功率放大模塊柵極上的偏置電壓大小來實(shí)現(xiàn)射頻輸出功率大小的變化。

如圖2所示的具體電路中，Q為由場(chǎng)效應(yīng)管構(gòu)成的功率放大模塊，起功率放大作用，它的Vgs（“g”代表模塊的柵極，“s”代表模塊的源極，Vgs表示加在柵極和源極之間的電壓）極限值為±30V。T2為射頻頻率源變壓器，將來自驅(qū)動(dòng)模塊的幅度恒定的射頻信號(hào)，經(jīng)過耦合、變壓之后，作為輸入信號(hào)提供給功率放大模塊的柵極。R7、R8為Q的柵極提供偏置電阻，并聯(lián)使用便于選擇適當(dāng)?shù)淖柚?，并增大耐受功率；L1起扼流圈的作用，并參與匹配、濾波網(wǎng)絡(luò)；D3、D4為穩(wěn)壓管，起幅度保護(hù)作用（其數(shù)值的選擇取決于模塊的Vgs）；C3起濾波和為T2的次級(jí)提供交流地。

交流隔離變壓器T1向功率放大模塊的柵極提供直流偏置電壓，通過改變直流偏置電壓的大小可實(shí)現(xiàn)對(duì)射頻輸出功率的調(diào)節(jié)。具體的柵極偏置電壓控制電路如圖2左半部分所示：運(yùn)放模塊2，包括高速運(yùn)算放大器，高速運(yùn)算放大器U1：A及周邊電阻R1、R2、R3形成一個(gè)比較、放大、隔離電路，其輸出隨著偏置電壓控制網(wǎng)絡(luò)的輸出變化而變化；運(yùn)放模塊2連接繼電器K1的常開觸點(diǎn)，繼電器的動(dòng)觸點(diǎn)連接交流隔離變壓器T1。電容C1、C2起濾波作用，濾除繼電器動(dòng)作時(shí)產(chǎn)生的雜散信號(hào)以及偏置電壓上面的交流和雜波信號(hào)；高速運(yùn)算放大器和C1、C2一起還組成隔離電路，防止交流隔離變壓器T1未完全隔離的交流信號(hào)影響“偏置電壓控制網(wǎng)絡(luò)”。

如圖2所示，交流隔離變壓器、射頻頻率源變壓器和功率放大模塊可安裝在一塊射頻功率放大電路板（圖2中的虛線框1）上，交流隔離變壓器通過一個(gè)3pin連接器與偏置電壓控制電路連接。

繼電器由互鎖電路供電，電阻R4、二極管D1組成穩(wěn)壓電路，提供一個(gè)高電平（5.1V）的“內(nèi)部互鎖”信號(hào)；二極管D2與繼電器的線圈并聯(lián)，保護(hù)繼電器；“內(nèi)部互鎖”上面同時(shí)傳送著8V直流電壓，如果此互鎖出現(xiàn)問題，“內(nèi)部互鎖狀態(tài)”上面將取不到5.1V的電壓，繼電器K1的常閉觸點(diǎn)將R5和R6連通，這時(shí)加在功率放大模塊Q柵極上的偏置電壓為-12.55V (R5和R6串聯(lián)，R7和R8并聯(lián)，組成一個(gè)分壓電路，此時(shí)Q的柵極分壓大小為：（1950÷2331）×15)，RF大功率模塊處于深度負(fù)偏置狀態(tài)，工作截止。

工作流程：

內(nèi)部互鎖正常的情況下，整機(jī)系統(tǒng)正常工作，繼電器K1動(dòng)作吸合，K1的動(dòng)觸點(diǎn)與常開觸點(diǎn)連接。系統(tǒng)不加射頻功率時(shí)，加在Q柵極上面的電壓為-8.4V，此時(shí)功率放大模塊Q仍然處于深度負(fù)偏置狀態(tài)，工作截止，輸出射頻功率為零。當(dāng)系統(tǒng)開始加功率時(shí)，偏置電壓控制網(wǎng)絡(luò)給出相應(yīng)的信號(hào)，柵極偏置電壓控制電路給功率放大模塊柵極加上相應(yīng)的偏置電壓。所要加的功率越大，偏置電壓控制網(wǎng)絡(luò)的輸出參數(shù)也越大，柵極上面所加的偏置電壓也越大。如圖2所示的電路，使用兩個(gè)功率放大模塊，當(dāng)加在功率放大模塊柵極上的偏置電壓為1.305V、1.503V、1.658V、2.084V、2.473V時(shí)，兩個(gè)功率放大模塊產(chǎn)生的射頻輸出功率分別為100W、300W、500W、1000W、1500W。

所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒景l(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。