[0059] 为了使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚,下面将结合附图对本发明作进一步地详细描述,显然,所描述的实施例仅仅是本发明一部份实施例,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做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例,都属于本发明保护的范围。
[0060] 本发明提供了一种温控装置,如图1所示,包括温度传感模块、比较控制模块;其中:
[0061] 温度传感模块,根据当前温度输出相应的温度传感电压信号;
[0062] 比较控制模块,与所述温度传感模块电相连,接收所述温度传感模块输出的温度传感电压信号,并与预设的温度上限电压信号、温度下限电压信号进行比较,判断所述当前温度的变化趋势,并产生相应的温度控制信号。
[0063] 本实施例中的温控装置,通过温度传感模块感知当前的温度,并将温度转为相应的电压信号,再通过比较控制模块来对温度传感模块输出的温度传感电压信号进行比较分析,从而产生相应的温度控制信号,进而通过该温度控制信号来控制温度变化。
[0064] 较佳的,在上述实施例的基础上,所述温度传感模块包括定值电阻和与所述定值电阻串联的热敏电阻,所述串联的定值电阻和热敏电阻的两端与电源、地分别电连接,所述串联的定值电阻和热敏电阻的连接端与所述比较控制模块电连接;
[0065] 根据当前温度,所述热敏电阻的阻值不同,从而所述串联的定值电阻和热敏电阻的连接端的电压不同,该电压即为温度传感电压信号,输出给所述比较控制模块。
[0066] 本实施例中包含了两种形式,即热敏电阻与定值电阻串联,热敏电阻的另一端与电源电连接,定值电阻的另一端与地相连;或者热敏电阻与定值电阻串联,热敏电阻的另一端与地相连,热敏电阻的另一端与地相连。选用不同的形式,则后续的上限参考电压、下限参考电压的取值会不同。
[0067] 热敏电阻和定值电阻串联分压,随着温度的升高,热敏电阻的阻值发生变化引起电压的变化。热敏电阻器是敏感元件的一类,按照温度系数不同分为正温度系数热敏电阻器(PTC)和负温度系数热敏电阻器(NTC),使用正温度系数热敏电阻器(PTC)在温度越高时电阻值越大,超过一定的温度(居里温度)时,它的电阻值随着温度的升高呈阶跃性的增高,也可以使用NTC设计电路,用热敏电阻同定值电阻分压,其阻值的变化就会引起电压的变化。
[0068] 较佳的,所述比较控制模块包括:温度上限电压比较器、温度下限电压比较器;
[0069] 所述温度上限电压比较器和所述温度下限电压比较器的A输入端分别与所述串联的定值电阻和热敏电阻的连接端电连接,接收所述温度传感电压信号;
[0070] 所述温度上限电压比较器的B输入端输入温度上限参考电压,通过比较所述A输入端与B输入端的温度传感电压信号及温度上限参考电压,从而输出相应的温度上限控制电平Y2;
[0071] 所述温度下限电压比较器的B输入端输入温度下限参考电压,通过比较所述A输入端与B输入端的温度传感电压信号及温度下限参考电压,从而输出相应的温度下限控制电平Y1。
[0072] 电压比较器是用来比较两个电压的大小(用输出电压的高或低电平,表示两个输入电压的大小关系)。当A端电压高于B端电压时,输出高电平;当A端电压低于B端电压时,输出低电平。当然,相反亦可,规则可自行设定,但前后需一致,此处的规则也会影响后续的控制信号的输出及射频通道的选择。
[0073] 较佳的,所述比较控制模块还包括:一个D触发器,
[0074] 所述D触发器的RST复位端口及DATA输入端分别与所述温度下限电压比较器的Y输出端电连接,输入温度下限控制电平Y1信号,;所述D触发器的CLK时钟脉冲端口与所述温度上限电压比较器的Y输出端电连接,输入温度上限控制电平Y2信号;所述D触发器的Q输出端和NQ输出端分别输出反相的第一温度控制信号、第二温度控制信号;其中:
[0075] 当温度上限控制电平Y2由低电平变为高电平时,所述第一温度控制信号相应的由低电平变为高电平,所述第二温度控制信号相应的由高电平变为低电平;当温度下限控制电平Y1由高电平变为低电平时,所述第一温度控制信号相应的由高电平变为低电平,所述第二温度控制信号相应的由低电平变为高电平。
[0076] D触发器是一个具有记忆功能的,具有两个稳定状态(即"0"和"1")的信息存储器件,在时钟脉冲CP的前沿(正跳变0→1),从一个稳定状态翻转到另一个稳定状态。RST为复位键,当RST置0时,Q输出为0,NQ输出为1。
[0077] 具体的,实例中温控装置主要是通过定值电阻,热敏电阻、两个电压比较器、D触发器组成的。热敏电阻和定值电阻串联分压,随着温度的升高,热敏电阻的阻值发生变化引起电压的变化,通过2组电压比较器判断此时电压所对应的温度范围输出0或1,再经由D触发器制造一个不变的温度范围,最终输两个反相的控制电平。
[0078] 本发明的温控装置应用范围广,能够及时感知当前温度,并转化为温度传感电压,通过比较分析输出温度控制信号,用来控制整机的温度,给整机一个更加可靠稳定的工作环境。
[0079] 其次,本发明实施例还提供了一种射频功率的自动调节系统,如图2所示,包括前面所述的任一种温控装置,及射频通道选择模块,其中:
[0080] 所述温控装置的温度传感模块根据当前温度输出相应的温度传感电压信号,所述比较控制模块根据所述温度传感电压信号,并与预设的温度上限电压信号、温度下限电压信号进行比较,判断所述当前温度的变化趋势,并产生相应的温度控制信号;
[0081] 所述射频通道选择模块与所述比较控制模块电相连,接收所述比较控制模块输出的温度控制信号,并根据所述控制信号选择相应的射频通道,从而调节射频功率的大小。
[0082] 本实施例利用前面实施例所说的温控装置,获得了温控装置输出的温度控制信号,射频通道选择模块输入该温度控制信号,并根据预设的逻辑关系选择相应的射频通道来调节射频功率的大小。
[0083] 较佳的,所述射频通道选择模块中,包括:
[0084] 开关电路,所述开关电路的输入端用于接收所述温控装置的温度控制信号,并根据所述温度控制信号选择相应的射频通道;所述射频通道包括衰减通道和正常通道;
[0085] 衰减电路,与所述开关电路的一个输出端电连接,用于将射频信号进行衰减后输出至功率放大电路;
[0086] 功率放大电路,其中一个输入端与所述衰减电路电连接,构成衰减通道,用于将从衰减电路衰减后输出的射频信号放大;另一个输入端与所述开关电路电连接,用于将从开关电路输出的射频信号进行放大,构成正常通道。
[0087] 开关电路我们可选用模拟开关,也可以选用其它开关元件。
[0088] 一般的射频电路由CPU发出高频信号后直接由PA进行放大,本发明中为了调节PA的输出功率,在PA前加入了一个射频开关进行通道的选择。射频通道包括了衰减通道和正常通道,顾名思义,衰减通道则是对射频信号进行了衰减的通道,即射频信号经过开关选择衰减通道后,经由衰减电路进行衰减,然后再进入到功率放大器进行放大。加入衰减后可以间接的降低PA输出功率,减小PA发热情况。而正常通道,则是指射频信号经过开关选择正常通道后,无线衰减,直接进入到功率放大器进行放大。
[0089] 较佳的,上述实施例中所述衰减电路为π衰电路。
[0090] 由于在高频信号的走线中,阻抗匹配尤为重要,所以我们不能简单的在通路中加热敏电阻来增加衰减,为了保证射频路线中的50欧姆阻抗匹配,需要严格的计算π衰中每个电阻的阻值,且精度要求较高。
[0091] 本发明射频功率的自动调节系统,下面以具体的实例进一步加以说明。
[0092] 本实例发明射频功率的自动调节系统主要是通过定值电阻,热敏电阻,射频开关、电压比较器、D触发器组成的可调衰减电路,从而调节PA的输出功率控制温度。热敏电阻和定值电阻串联分压,随着温度的升高,热敏电阻的阻值发生变化引起电压的变化,通过2组电压比较器判断此时电压所对应的温度范围输出0或1,再经由D触发器制造一个不变的温度范围,最终输出射频开关的两个控制电平,若温度过高则控制射频开关打到有π衰电路的一端,控制PA的输出功率,使其供电电流下降,功耗降低,温度降低到一定程度后回到正常的通路工作。
[0093] 本发明电路系统另一实施例如图3所示。本实施例电路主要包括以下内容:
[0094] (1)模拟开关电平控制
[0095] 在这部分电路中,主要的传感器为热敏电阻,配合电压比较器和D触发器组合成逻辑电平进行控制。
[0096] a.热敏电阻器是敏感元件的一类,按照温度系数不同分为正温度系数热敏电阻器(PTC)和负温度系数热敏电阻器(NTC),本发明中使用的正温度系数热敏电阻器(PTC)在温度越高时电阻值越大,超过一定的温度(居里温度)时,它的电阻值随着温度的升高呈阶跃性的增高,也可以使用NTC设计电路,用热敏电阻同定值电阻分压,其阻值的变化就会引起电压的变化。
[0097] b.电压比较器是用来比较两个电压的大小(用输出电压的高或低电平,表示两个输入电压的大小关系)。当A端电压高于B端电压时,输出高电平;当A端电压低于B端电压时,输出低电平。
[0098] c.D触发器是一个具有记忆功能的,具有两个稳定状态(即"0"和"1")的信息存储器件,在时钟脉冲CP的前沿(正跳变0→1),从一个稳定状态翻转到另一个稳定状态。RST为复位键,当RST置0时,Q输出为0,NQ输出为1。
[0099] 电路工作的过程为:初始状态下,定值电阻R1远大于热敏电阻PTC1,A端的输入电压很小,随着路由器温度升高,热敏电阻阻值不断上升,A端的输入电压不断升高,当A端电压超过1.5V时,Y1输出为高电平,Y2输出仍为低电平,当A端电压超过2V时,Y2和Y1均输出高电平。Y1作为D触发器的输入和复位脚,Y2作为D触发器的时钟脉冲,Y1/Y2的逻辑与输出Control_1/Control_2的逻辑对应如图4所示。
[0100] (2)射频路线选择
[0101] 一般的射频电路由CPU发出高频信号后直接由PA进行放大,本发明中为了调节PA的输出功率,在PA前加入了一个射频开关进行通道的选择,其逻辑如下表所示。
[0102]C1 C2 Insertion Loss State
0 1 D to S1
1 0 D to S2
[0103] 当C1的电平为0,C1的电平为0时,D脚与S1脚间的开关闭合,射频信号经过开关后经过通道1进入功率放大器;当C1的电平为1,C2的电平为0时,D脚与S2脚间的开关闭合,射频信号经过开关后经过通道2进入功率放大器。
[0104] (3)衰减通道
[0105] 由于在高频信号的走线中,阻抗匹配尤为重要,所以我们不能简单的在通路中加热敏电阻来增加衰减,为了保证射频路线中的50欧姆阻抗匹配,需要严格的计算π衰中每个电阻的阻值,且精度要求较高,例如我们需要增加3dBm衰减时的π型电路如图5所示,需要增加6dBm的衰减时π型电路如图6所示。
[0106] 本发明所述电路通道1不加任何衰减,通道2以加入6dBm的π型衰减为例。当进入PA的高频信号衰减6dBm以后,PA的增益固定,那么PA输出的功率值就减小了6dBm,而PA的功耗与PA的输出功率关系密切,加入衰减后可以间接的降低PA输出功率,减小PA发热情况。
[0107] 实例运行过程:
[0108] 路由器开机,温度较低,热敏电阻阻值相比R1很小,A端输入为低电平,两个电压比较器均输出均为0,假设所选型的热敏电阻和定值电阻分压后,若A端输入电压为1.5V,路由器温度为70℃,若A端输入电压为2V,路由器温度为85℃,当路由器温度超过85℃时,整机就处在了一个风险较大的工作状态。本发明的电路可以使得路由器温度上升时,超过85℃后,射频开关控制CPU输出信号经过衰减后输入到PA,减小PA输出功率,降低功耗和温度,而当路由器温度下降时,低于70℃后,开关控制CPU输出信号直接输入到PA,使得PA的输出功率升高,在70℃和85℃之间不自主变化,保障整机运行时不会频繁的切换PA输出功率,进入不稳定状态。
[0109] 整个周期的工作状态变化如下:
[0110] ①当路由器工作在70℃以下(以60℃为例)时,相关引脚的逻辑状态为:
[0111]工作温度 RST Y1 Y2 Control_1 Control_2
60℃ 0 0 0 0 1
[0112] 此时处于CH1,无任何衰减。
[0113] ②当路由器升温到70℃到85℃之间(以75℃为例)时,相关引脚的逻辑状态为:
[0114]工作温度 RST Y1 Y2 Control_1 Control_2
75℃ 1 1 0 0 1
[0115] 此时处于CH1,无任何衰减。
[0116] ③当路由器升温到85℃时,相关引脚的逻辑状态为:
[0117]工作温度 RST Y1 Y2 Control_1 Control_2
85℃ 1 1 1 1 0
[0118] 此时变化到CH2,加入π衰。
[0119] ④当路由器降温到70℃到85℃之间(以75℃为例)时,相关引脚的逻辑状态为:
[0120]工作温度 RST Y1 Y2 Control_1 Control_2
75℃ 1 1 0 1 0
[0121] 此时处于CH2,加入π衰。
[0122] ⑤当路由器降温到70℃以下(以60℃为例)时,相关引脚的逻辑状态为:
[0123]工作温度 RST Y1 Y2 Control_1 Control_2
60℃ 0 0 0 0 1
[0124] 此时变化到CH1,无任何衰减。
[0125] 由此可见,随着温度的变化,硬件电路自动控制路由器的功率变化;且温度变化的过程中有中间带使其不会在一个温度点频繁调动。
[0126] 本实施例使用纯硬件电路实现,不依赖于软件,能够及时调节路由器的功率使其工作在一个安全稳定的环境下。本发明对使用的元器件选型并无限制,只要能实现功能即可;
[0127] 本发明也可实现多通道的控制,加入多通道开关和相应的逻辑电路即可。
[0128] 最后,本发明还提供了一种射频功率的自动调节方法,如图7所示,上述实施例中S100包括步骤:
[0129] S100根据当前温度输出相应的温度传感电压信号,并将所述温度传感电压信号与预设的温度上限电压信号、温度下限电压信号进行比较,判断所述当前温度的变化趋势,并产生相应的温度控制信号;
[0130] S200接收所述温度控制信号,并根据所述控制信号选择相应的射频通道,从而调节射频功率的大小。
[0131] 较佳的,在上述实施例的基础上,如图8所示,所述步骤S100包括步骤:
[0132] S110根据当前温度获取相应的温度传感电压信号;
[0133] S120将所述温度传感电压信号分别与温度上限参考电压、温度下限参考电压进行比较,从而分别输出相应的温度上限控制电平Y2、温度下限控制电平Y1;
[0134] S130根据所述温度上限控制电平Y2及所述温度下限控制电平Y1获得反相的第一温度控制信号、第二温度控制信号;具体的,包括:
[0135] 当温度上限控制电平Y2由低电平变为高电平时,所述第一温度控制信号相应的由低电平变为高电平,所述第二温度控制信号相应的由高电平变为低电平;
[0136] 当温度下限控制电平Y1由高电平变为低电平时,所述第一温度控制信号相应的由高电平变为低电平,所述第二温度控制信号相应的由低电平变为高电平。
[0137] 较佳的,如图8所示,上述实施例中所述步骤S200包括步骤:
[0138] S210接收所述温度控制信号;
[0139] S220根据所述温度控制信号选择相应的射频通道,所述射频通道包括衰减通道和正常通道;
[0140] S230当根据所述温度控制信号选择衰减通道时,所述射频信号经过衰减后再进入功率放大电路进行放大;
[0141] S240当根据所述温度控制信号选择正常通道时,所述射频信号直接进入功率放大电路进行放大。
[0142] 具体的,如果温控装置输出了第一温度控制信号、第二温度控制信号,则根据第一温度控制信号和反相的第二温度控制信号来选择射频通道;当第一温度控制信号为低电平时,第二温度控制信号则为高电平,此时选择衰减通道;当第一温度控制信号为高电平时,则第二温度控制信号为低电平,此时选择正常通道。
[0143] 尽管已描述了本发明的优选实施例,但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念,则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以,所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本发明范围的所有变更和修改。
[0144] 显然,本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样,倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内,则本发明也意图包含这些改动和变型在内。