CN101945230A - 卫星电视信号C、Ku波段射频放大电路的单片控制电路 - Google Patents

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聂卫东
陈东勤
盛慧红
尹岱
马晓辉
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Abstract

卫星电视信号C、Ku波段射频放大电路的单片控制集成电路，该控制电路包括极化控制器(1)，水平极化控制信号(2)，垂直极化控制信号(3)，带通滤波器(4)，比较器(5)，反馈电压-电流源(6)，负电压源(7)，低PSRR LDO(8)；其中，极化控制(1)的输出端输出水平极化控制信号(2)接第一放大器(D1)的输入端，极化控制(1)的输出端输出垂直极化控制信号(3)接第二放大器(D2)的输入端，第一放大器(D1)、第二放大器(D2)的输出端合并后接第三放大器(D3)的输入端，第三放大器(D3)的输出端通过混频器(DM)接中频放大器(IF)；带通滤波器(4)的输出端接比较器(5)的输入端，比较器(5)的输出端通过并联的低频段本地振荡器(LB OSC)和高频段本地振荡器(HB OSC)接混频器(DM)。

Description

卫星电视信号C、Ku波段射频放大电路的单片控制电路
技术领域
本发明是一种卫星电视信号C、Ku波段射频放大电路的控制集成电路，它提供了射频放大电路系统所需要的电压-电流源，具有取样、过流保护、过温保护，特别是在一个晶片上实现可控的正负电源的集成，并且提供了不同的极性控制方式和振荡控制。
背景技术
多数卫星电视信号C、Ku波段放大器件采用GaAs器件。
目前，典型应用电路版(PCB)对于卫星电视信号C、Ku波段射频放大电路系统采用分块的控制方式：部分电路(或分离元器件)提供放大电路所需的偏压控制与保护控制，部分电路(或分离元器件)提供放大电路所需的控制负压，部分电路(或分离元器件)提供所需的极化控制与噪声抑制；部分提供所需的局部振荡所需要的电压-电流源。这些分离的元器件或IC在一块大的PCB上，占有较大的PCB面积，增加了系统的成本、体积。
发明内容
技术问题：本发明的目的是提供卫星电视信号C、Ku波段射频放大系统所需要的卫星电视信号C、Ku波段射频放大电路的单片控制电路，具有过流保护、过温保护，避免了过量电流的产生，以保护高频元器件。
技术方案：卫星电视信号C、Ku波段射频放大电路的系统中往往需要两级高放，一级混频，一级中放。第一级高放根据极化控制方式，需要进行选择，在混频中根据不同的信号进行本地振荡选择(LB、HB)。本发明为实现上述目的，采用如下技术方案：
卫星电视信号C、Ku波段的信号和电源来自于同一电缆，经过所设计的集成电路，根据电压的高低进行极化控制器，输出水平极化控制信号控制高放D1，垂直极化控制信号控制高放D2，信号经过高放D3进行放大，进入混频DM，22kHz的信号经过带通滤波器，减少干扰，再经过比较器控制本地振荡(Low band oscillator和high band oscillator)信号经过混频后，进入中放。其中，我们设计的集成电路提供第一放大器、第二放大器、第三放大器、混频DM所需要的负反馈电压-电流源，第一放大器、第二放大器、第三放大器，第三放大器所需要的负电压源，混频器所需要的低PSRR LDO。
本发明的卫星电视信号C、Ku波段射频放大电路的单片控制电路包括极化控制器，水平极化控制信号，垂直极化控制信号，带通滤波器，比较器，反馈电压-电流源，负电压源，高电源纹波抑制比的低压差稳压器(高PSRR LDO)；其中，极化控制的输出端输出水平极化控制信号接第一放大器的输入端，极化控制的输出端输出垂直极化控制信号接第二放大器的输入端，第一放大器、第二放大器的输出端合并后接第三放大器的输入端，第三放大器的输出端通过混频器接中频放大器；带通滤波器的输出端接比较器的输入端，比较器的输出端通过并联的低频段本地振荡和高频段本地振荡接混频器，
所述的带通滤波器采用内置寄生的电阻电容(接法如图3)，而非外围的分离器件完成对22kHz的带通滤波。
所述的高PSRR LDO和负电压源采用低纹波的LDO和采用内置寄生的电阻电容振荡，(接法如图4中的C16，R32，R33)利用电荷转移机理产生负电源，而非外围的分离器件完成负电源的产生。
反馈电压-电流源的负电源部分采用带隔离的高压NMOS管的物理设计，解决正负电源的相互隔离，解决对C、Ku波段放大电路的信号串扰问题。
带通滤波器、比较控制模块，水平、垂直极化控制器，对第一放大器、第二放大器进行选择控制，第一放大器、第二放大器、第三放大器、混频器的电压-电流源反馈控制模块，具有低纹波的LDO和内部产生的负电源。
有益效果：在以上电压-电流源中，设计了过流保护、过温保护，避免了过量电流的产生，以保护高频元器件。
附图说明
图1本发明卫星电视信号C、Ku波段射频放大电路系统框图。图中包括：极化控制器1，水平极化控制信号2，垂直极化控制信号3，带通滤波器4，比较器5，反馈电压-电流源6，负电压源7，低PSRR LDO8。
图2本发明的极化控制线路图。
图3本发明的内置带通滤波器检测线路图。
图4本发明的内置负电源产生线路图。
图5本发明的内置第一放大器、第二放大器、第三放大器、混频器DM的电压-电流反馈控制线路图。
图6单片集成的正、负电源物理形成示意图。
具体实施方式
本发明中的卫星电视信号C、Ku波段射频放大电路的单片控制IC包括：根据电压的高低进行极化控制1，输出水平极化控制信号2控制高放D1，垂直极化控制信号3控制高放D2，信号经过高放D3进行放大，进入混频器DM。22kHz的信号经过带通滤波器4，以减少干扰，再经过比较器5控制本地振荡(Low band oscillator和high band oscillator)。信号经过混频后，进入中放。其中我们设计的集成电路提第一放大器D1、第二放大器D2、第三放大器D3、混频器DM所需要的反馈电压-电流源6，第一放大器D1、第二放大器D2、第三放大器D3、混频器DM所需要的负电压源7，IF所需要的低PSRR LDO8。在以上电压-电流源中，设计了过流保护、过温保护，避免了过量电流的产生，以保护高频器件。
极化控制模块：Vin的直流电压的分压与集成电路内部产生的一个2V电压的基准进行比较，内置电容C，防止干扰信号扰乱控制信号。由比较器输出水平极化控制信号和垂直极化控制信号，输出水平极化控制信号2控制高放D1，垂直极化控制信号3控制高放D2。当Vin电压小于14.1V时，比较器输出水平极化控制信号2控制高放D1；当Vin电压大于15.4V时，比较器输出垂直极化控制信号3控制D2。
系统本振切换模块：包括带通滤波器4，幅度检测比较器5，控制本地振荡(Low bandoscillator和high band oscillator)信号。信号从Vin脚输入后，由晶体管MP44，MP45和电容C8，C9及电阻R9，R10，R5构成的带通滤波器滤波如图3，带通滤波器输出的信号经过幅度检测比较模块，根据检测结果切换HB和LB的输出。当Vin信号为22KHz时，HB为高电平，LB为低电平；当Vin信号为0KHz时，HB为低电平，LB为高电平；完成22kHz音调检测。
负电压源模块：晶体管MN75～MN79和晶体管MP70～MP73及电容C14，C15构成振荡器；振荡信号由多级倒相整型后控制，电容C16进行电能转移产生负电源；负电源电压由电阻R33，R34和晶体管MP65，MP66，MN68，MN69构成的比较器设定(如图4)。
第一放大器D1、第二放大器D2、第三放大器D3的电压-电流源反馈控制模块：MN100检测Id，当Id增大时，MN100的Id增加并由晶体管MP91，MP92镜像，晶体管MP92的电流与晶体管MN103的电流进行比较，当Id过大时，晶体管MP92的漏极输出高电平，由晶体管MN106倒相放大，使晶体管MN99的栅极电压降低，起到负反馈的作用(如图5)。第一放大器D1、第二放大器D2、第三放大器D3、混频器DM这几路线路结构相似。
电压-电流源模块：由一个带隙基准源产生一个2V电压的基准；再由一个直流放大器将2V放大至5V，这个5V的基准电压为集成电路各个模块提供电压；为了以保护高频器件，设计了过流保护、过温保护，避免了过量电流的产生。
为实现同一芯片内正负电源，我们采用了带隔离的高压NMOS的物理形成。高压NMOS的漏极与BN(N型埋层)相接，BN将NMOS的PW与衬底PSUB分离开，既保证了此集成电路耐高压和高可靠性的要求，又保证了此集成电路快速响应能力和控制的精确度。完成了卫星电视信号C、Ku波段射频放大电路正负电源单片物理集成。

Claims (4)

1.一种卫星电视信号C、Ku波段射频放大电路的单片控制电路，其特征在于该控制电路包括极化控制器(1)，水平极化控制信号(2)，垂直极化控制信号(3)，带通滤波器(4)，比较器(5)，反馈电压-电流源(6)，负电压源(7)，低PSRR LDO(8)；其中，极化控制(1)的输出端输出水平极化控制信号(2)接第一放大器(D1)的输入端，极化控制(1)的输出端输出垂直极化控制信号(3)接第二放大器(D2)的输入端，第一放大器(D1)、第二放大器(D2)的输出端合并后接第三放大器(D3)的输入端，第三放大器(D3)的输出端通过混频器(DM)接中频放大器(IF)；带通滤波器(4)的输出端接比较器(5)的输入端，比较器(5)的输出端通过并联的低频段本地振荡器(LB OSC)和高频段本地振荡器(HB OSC)接混频器(DM)。
2.根据权利要求1所述的卫星电视信号C、Ku波段射频放大电路的单片控制电路，其特征在于所述的带通滤波器(4)采用内置寄生的电阻电容，完成对22kHz的带通滤波。
3.根据权利要求1所述卫星电视信号C、Ku波段射频放大电路的单片控制电路，其特征在于所述的低PSRRLDO(8)和负电压源(7)采用低纹波的LDO和采用内置寄生的电阻电容振荡，利用电荷转移机理产生负电源，完成负电源的产生。
4.根据权利要求1所述卫星电视信号C、Ku波段射频放大电路的单片控制电路，其特征在于反馈电压-电流源(6)的负电源部分采用带隔离的高压NMOS管的物理设计，解决正负电源的相互隔离，解决对C、Ku波段放大电路的信号串扰问题。
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WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication

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