CN102315826A - 自动增益功放链静噪控制方法及电路 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种静噪控制电路，特别是自动增益功放链静噪控制方法及电路，所述方法包括：(1)采样取自功放链中第n个放大器的输入信号；(2)检波将输入信号检波成直流电压信号；(3)放大将直流电压信号负反馈放大；(4)比较将负反馈放大的直流电压信号与预设的静噪比较直流电压比较；(5)若大于等于预设的静噪比较直流电压，则控制功放链断开；若小于预设的静噪比较直流电压，则控制功放链开通。本发明将送给电调衰减器的直流控制信号作为静噪信号，不需要单独设置检波电路；由于直流控制信号是负反馈放大，正好将检波器特性曲线翻转，克服现有的静噪控制电路判决窗口区过窄和非线性的问题，极大地提高了静噪灵敏度。

Description

自动增益功放链静噪控制方法及电路

技术领域

本发明涉及一种静噪控制电路，特别是一种对通信、广播电视等无线传输设备中自动增益功放链静噪控制方法及电路，以达到对末级功放进行保护。

背景技术

随着科技的进步，通讯、广播电视等无线传输领域所使用的传输设备数量及种类越来越多，多数系统采用具有AGC(Automatic Gain Control自动增益控制)的高增益功放链，以达到输出功率稳定。这种具有自动增益控制的高增益功放链包括n个串联放大器1、设于相邻二放大器之间的电调衰减器2及由检波器3和负反馈放大器4所构成的控制所述电调衰减器2的自动增益控制环路(如图1所示)，电调衰减器的控制信号取自第n个放大器的输入信号，该信号经检波器3检波成直流，再经负反馈放大器4放大，以负反馈放大的信号控制各个电调衰减器2的衰减量，当输入信号幅度较大时AGC增大电调衰减器的衰减量，使进入第n个放大器的输入信号减小，当输入信号幅度较小时AGC控制电调衰减器的衰减量减小，使进入第n个放大器的输入信号增大，从而达到第n个放大器，即高增益功放链的输出信号幅度基本稳定的目的。然而这种具有自动增益控制的高增益功放链在无信号输入时，整个高增益功放链的增益将在AGC控制下全部释放将噪声放大，由于噪声的幅值相对于射频信号的幅值非常小，经负反馈放大后的信号非常大，AGC控制电调衰减器的衰减量极小，第n个放大器的输入信号极大，最终使功放末级过载烧毁。因此对末级功放的静噪(无射频信号输入)保护十分重要。

目前，公知的通信，广播电视等无线传输设备所使用的具有自动增益控制的高增益功放链的静噪方法是在功放链的输入端取样，将取样信号与设定值进行比较。根据取样信号是否在设定值的范围内，控制第n个放大器关断或开通，从而有效阻止噪声进入末级功放。所用静噪电路如图2所示，包括依序串连的检波器5、运算放大器6、比较器7和开关控制电路8，所述检波器5的输入端连接功放链的输入端，所述开关控制电路8的输出接第n个放大器，其具体工作过程是，功放链的输入端的信号经所述检波器5检波，检波后的包络信号经运算放大器6放大后送比较器7，在比较器7中与设定的阈值进行比较，若取样信号小于设定阈值，则比较器输出信号，通过开关控制电路8控制第n个放大器关断，从而有效阻止噪声进入末级功放；当取样信号大于设定阈值，则比较器输出信号，通过开关控制电路8控制第n个放大器开通工作，输出放大的射频信号。

图3是现有静噪方法根据检波器的检波曲线及输入信号的工作区确定输出控制电平的关系图。图中横坐标为输入信号，输入信号的工作区为A1～A2，幅值小于A1的信号为噪声，正常的射频输入信号的幅值小于A2。根据图2电路所示检波器的检波曲线，可确定送往比较器的设定阈值范围为B1～B2。由于正常的射频输入信号的幅值不会超过A2，因此只需控制幅值小于A1的噪声信号不送入末级放大器，送往比较器的设定值为B1即可。

然而这种高增益功放链的静噪方法及其电路尚存在以下缺点：

1、由于直接在输入端检波，静噪输入信号小，检波器将工作在小信号的非线性区(如图3所示)，检波效果较为迟钝，门限值很难保证，尤其在温度变化范围较大时，静噪点变化范围较大，将出现一个窗口区。

2、由于在功放链输入端加检波电路，所检信号只反映输入端信号大小，和之后功放链中电路无任何联系因此检测目的单一。

3、需要单独加检波电路，增加设备成本并增加设备体积。

有鉴于上述现有的静噪保护电路存在的缺陷，本设计人基于从事此类产品设计制造多年丰富的实务经验及专业知识，并配合学理的运用，积极加以研究创新，以期创设一种新型自动增益功放链静噪控制方法及电路，使其更具有实用性。经过不断的研究、设计，并经过反复试作样品及改进后，终于创设出确具实用价值的本发明。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是，针对现有技术的上述不足，而提供一种结构简单、静噪效果好的自动增益功放链静噪控制方法及电路。

本发明的目的及解决其技术问题是采用以下的技术方案来实现的。依据本发明提出的一种自动增益功放链静噪控制方法，所述自动增益功放链包括n个串联放大器、设于相邻二放大器之间的电调衰减器及由检波器和运算放大器所构成的自动增益控制环路，所述静噪控制方法包括以下步骤：包括以下步骤：

步骤(1)采样采样信号取自功放链中第n个放大器的输入信号；

步骤(2)检波将第n个放大器的输入信号检波成直流电压信号；

步骤(3)放大将检波得到的直流电压信号负反馈放大；

步骤(4)比较将负反馈放大的直流电压信号与预设的静噪比较直流电压进行比较；

步骤(5)控制功放链通断若负反馈放大的直流电压信号大于等于预设的静噪比较直流电压，则控制功放链断开；若负反馈放大的直流电压信号小于预设的静噪比较直流电压，则控制功放链开通。

本发明的目的以及解决其技术问题还可以采用以下的技术措施来进一步实现。

前述的自动增益功放链静噪控制方法，其中步骤(2)所述检波是包络检波或平均功率检波。

前述的自动增益功放链静噪控制方法，其中步骤(4)中所述预设的静噪比较直流电压是根据检波器的检波曲线及无信号输入时的静噪信号经负反馈放大后的最大电压值。

前述的自动增益功放链静噪控制方法，其中步骤(4)中所述控制功放链通断是控制第n个放大器的断开或导通。

本发明还提供一种实现上述方法的自动增益功放链静噪控制电路，包括检测电路和控制电路；所述自动增益功放链包括n个串联放大器、设于相邻二放大器之间的电调衰减器及由检波器和运算放大器所构成的自动增益控制环路，其中所述检测电路是自动增益功放链中的环路检波器和运算放大器；所述控制电路包括比较器和开关控制电路；所述检测电路中运算放大器的输出端与比较器输入端连接，比较器输出端接开关控制电路的输入，所述开关控制电路控制所述第n个放大器的通断。

本发明的目的以及解决其技术问题还可以采用以下的技术措施来进一步实现。

前述的自动增益功放链静噪控制电路，其中所述开关控制电路是串接于自动增益功放链中的第n个放大器供电回路的三极管开关电路。

前述的自动增益功放链静噪控制电路，其中所述检测电路中的环路检波器是对数检波放大器、或平均功率检波放大器，具体型号为ad8310对数放大器、或ad8313对数放大器、或ad8361平均功率检波放大器，所述检测电路中的运算放大器及比较器是由型号为LM1458运算放大器构成，所述开关控制电路是由型号为2SB806开关三极管所构成，所述环路检波器把输入信号包络检波成直流信号或平均功率输出，送入运算放大器的输入负端形成负反馈放大，运算放大器输出端输出的直流信号分为二路，其中一路送给电调衰减器形成AGC环路，另一路送由运算放大器构成的比较器的输入端正，所述比较器的输入端负连接预设静噪比较直流电压，当送入比较器的输入端正的直流信号值超过预设静噪比较直流电压时，比较器输出高电平使开关三极管截止无电流导通，使自动增益功放链第n个放大器无供电而停止工作，功放链断开，整个放大器无输出；当送入的直流信号值小于预设静噪比较电压时，比较器输出低电平，使开关三极管导通，自动增益功放链后一级放大器得以供电而工作，使整个功放链正常工作，有信号输出。

本发明与现有技术相比具有明显的优点和有益效果。借由上述技术方案，本发明自动增益功放链静噪控制方法及电路可达到相当的技术进步性及实用性，并具有产业上的广泛利用价值，其至少具有下列优点：

1、本发明使用自动增益功放链中的环路检波电路和直流放大电路，将送给主链路的电调衰减器的直流控制信号作为静噪信号，不需要单独设置检波电路。

2、本发明具有体积小、设备成本少的优点。在使用的实用性及成本效益上，确实完全符合产业发展所需，相当具有产业利用价值。

3、本发明由于使用自动增益功放链中的环路检波电路，所检信号不只反映输入端信号大小，而且还能反映整个自动增益控制功放链中信号工作状态，所检信号更有实用价值。较现有的静噪控制电路具有增进的功效，而具有技术上的进步。

4、本发明由于使用送给主链路的电调衰减器的直流控制信号作为静噪信号，由于此控制是负反馈，正好将检波器特性曲线翻转，输入小信号时输出检波信号反而更大，反应更灵敏。将在静噪判决中数值更准确，使用上更适于实用，克服现有的静噪控制电路判决点模糊、反应迟钝等问题，极大地提高了静噪灵敏度，从而更符合静噪控制的需求。

5、本发明具有自动静噪保护和在静噪保护状态下输入信号达到正常时自动恢复正常工作状态功能。

综上所述，本发明自动增益功放链静噪控制方法及电路具有上述诸多优点及实用价值，其不论在产品的结构或功能上皆有较大改进，在技术上有显著的进步，并产生了好用及实用的效果，且较现有的自动增益功放链静噪控制方法及电路具有增进的突出多项功效，从而更加适于实用，并具有产业的广泛利用价值，诚为一新颖、进步、实用的新设计。

上述说明仅是本发明技术方案的概述，为能够更清楚了解本发明的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为让本发明的上述和其他目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举较佳实施例，并配合附图，详细说明如下。

附图说明

图1是现有自动增益功放链的电路方框图。

图2是现有具有静噪控制电路的自动增益功放链的电路方框图。

图3是现有静噪方法根据检波器的检波曲线及输入信号的工作区确定输出控制电平的关系图。

图4是本发明自动增益功放链静噪控制电路方框图。

图5是本发明自动增益功放链静噪控制方法流程图。

图6是本发明静噪方法根据检波器的检波曲线及输入信号的工作区确定输出控制电平的关系图。

图7是本发明自动增益功放链静噪控制电路图。

具体实施方式

有关本发明的前述及其他技术内容、特点及功效，在以下配合参考图式的较佳实施例的详细说明中将可清楚的呈现。通过具体实施方式的说明，当可对本发明为达成预定目的所采取的技术手段及功效得一更加深入且具体的了解，然而所附图式仅是提供参考与说明之用，并非用来对本发明加以限制。

请参阅图4、图5所示，本发明所提供的一种自动增益功放链静噪控制方法，所述自动增益功放链包括n个串联放大器11、设于相邻二放大器11之间的电调衰减器12及由检波器13和运算放大器14所构成的自动增益控制环路，所述静噪控制方法包括以下步骤：

步骤(1)采样采样信号取自功放链中第n个放大器的输入信号；

步骤(2)检波将第n个放大器的输入信号检波成直流电压信号；

步骤(3)放大将检波得到的直流电压信号负反馈放大；

步骤(4)比较将负反馈放大的直流电压信号与预设的静噪比较直流电压进行比较；

步骤(5)控制功放链通断若负反馈放大的直流电压信号大于等于预设的静噪比较直流电压，则控制功放链断开；若负反馈放大的直流电压信号小于预设的静噪比较直流电压，则控制功放链开通。

步骤(2)所述检波是包络检波或平均功率检波。

如图6所示，步骤(4)中所述预设的静噪比较直流电压是根据检波器的检波曲线及无信号输入时的静噪信号经负反馈放大后的最大电压值而确定。与图3一样，图6中，横坐标为输入信号，输入信号的工作区为A1～A2，幅值小于A1的信号为噪声，正常的射频输入信号的幅值小于A2。由于检波信号经负反馈放大，采样信号为小信号时，送到比较器的经负反馈放大的检波信号大；采样信号为大信号时，送到比较器的经负反馈放大的检波信号小。因此图6的检波器特性曲线与图3的检波器特性曲线以纵坐标对称，带来的优点是输入反应更灵敏，将在静噪判决中数值更准确，克服了现有的静噪控制电路判决点模糊、反应迟钝等问题，极大地提高了静噪灵敏度。根据图6可确定送往比较器的设定阈值范围为C1～C2。由于正常的射频输入信号的幅值不会超过A2，因此只需控制幅值小于A1的噪声信号不送入末级放大器，送往比较器的设定值为C1即可。

在图示具体实施例中，步骤(4)中所述控制功放链通断是控制第n个放大器的断开或导通。

请参阅图4、图7所示，本发明所提供的实现上述方法的自动增益功放链静噪控制电路，包括检测电路和控制电路；所述自动增益功放链包括n个串联放大器11、设于相邻二放大器11之间的电调衰减器12及由检波器13和运算放大器14所构成的自动增益控制环路，其中所述检测电路是自动增益功放链中的环路检波器13和运算放大器14；所述控制电路包括比较器15和开关控制电路16；所述检测电路中运算放大器14的输出端除作为自动增益控制环路连接各个电调衰减器12外，还与比较器15的输入端连接，比较器15的输出端接开关控制电路16的输入，所述开关控制电路16控制所述第n个放大器的通断。

所述开关控制电路16是串接于自动增益功放链中的第n个放大器供电回路的三极管开关电路。

在图7具体实施例中，所述检测电路中的环路检波器13是对数检波放大器、或平均功率检波放大器，具体型号为ad8310对数放大器(用于0至440MHz)、或ad8313对数放大器(用于100MHz至2500MHz)、或ad8361平均功率检波放大器(用于0至2500MHz)，所述检测电路中的运算放大器14及比较器15是由型号为LM1458运算放大器构成，所述开关控制电路16是由型号为2SB806开关三极管所构成，所述构成环路检波器13的输入端1脚和8脚分别通过电容C2并接于采样电阻R1的两端，所述采样电阻R1的一端接功放链的第n个放大器的输入端，所述采样电阻R1的另一端接地，所述ad8310对数放大器把第n个放大器的输入信号包络检波成直流信号输出，ad8310对数放大器的输出端4脚通过电阻R5接运算放大器的输入负端，形成负反馈放大，运算放大器输出端输出的直流信号分为二路，其中一路送给电调衰减器12形成AGC环路，另一路送由型号为LM1458运算放大器构成的比较器15的输入端正(3脚)，所述比较器15的输入端负连接预设静噪比较直流电压，具体是在电源与地之间设置由电阻R11、R13、可调电阻R13所组成的调压电路，通过调节R13的大小设定预设静噪比较直流电压。所述比较器的输出1脚接开关三极管的基极，开关三极管发射极接电源，开关三极管的集电极接功放链第n个放大器的电源供电端。当送入比较器的输入端正的直流信号值超过预设静噪比较直流电压时，比较器输出高电平使开关三极管截止无电流导通，使自动增益功放链第n个放大器无供电而停止工作，功放链断开，整个放大器无输出，实现静噪保护；当送入的直流信号值小于预设静噪比较电压时，比较器输出低电平，使开关三极管导通，自动增益功放链后一级放大器得以供电而工作，使整个功放链正常工作，有信号输出。

在静噪保护状态下，如果输入信号强度恢复到正常值时，此时送入比较器的直流信号值将小于预设静噪比较电压，比较器输出低电平使与之连接下一级开关三极管由截止变为导通，三极管导通，使自动增益功放链后一级放大器得以供电而工作，使整个功放链恢复正常工作，整个放大器有信号输出。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围内，当可利用上述揭示的技术内容作出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。

Claims (7)

1.一种自动增益功放链静噪控制方法，所述自动增益功放链包括n个串联放大器、设于相邻二放大器之间的电调衰减器及由检波器和运算放大器所构成的自动增益控制环路，所述静噪控制方法其特征在于包括以下步骤：

步骤(1)采样采样信号取自功放链中第n个放大器的输入信号；

步骤(2)检波将第n个放大器的输入信号检波成直流电压信号；

步骤(3)放大将检波得到的直流电压信号负反馈放大；

步骤(4)比较将负反馈放大的直流电压信号与预设的静噪比较直流电压进行比较；

步骤(5)控制功放链通断若负反馈放大的直流电压信号大于等于预设的静噪比较直流电压，则控制功放链断开；若负反馈放大的直流电压信号小于预设的静噪比较直流电压，则控制功放链开通。

2.根据权利要求1所述的自动增益功放链静噪控制方法，其特征在于步骤(2)所述检波是包络检波或平均功率检波。

3.根据权利要求1所述的自动增益功放链静噪控制方法，其特征在于步骤(4)中所述预设的静噪比较直流电压是根据检波器的检波曲线及无信号输入时的静噪信号经负反馈放大后的最大电压值。

4.根据权利要求1所述的自动增益功放链静噪控制方法，其特征在于步骤(4)中所述控制功放链通断是控制第n个放大器的断开或导通。

5.一种实现权利要求1所述方法的自动增益功放链静噪控制电路，包括检测电路和控制电路；所述自动增益功放链包括n个串联放大器、设于相邻二放大器之间的电调衰减器及由检波器和运算放大器所构成的自动增益控制环路，其特征在于所述检测电路是自动增益功放链中的环路检波器和运算放大器；所述控制电路包括比较器和开关控制电路；所述检测电路中运算放大器的输出端与比较器输入端连接，比较器输出端接开关控制电路的输入，所述开关控制电路控制所述第n个放大器的通断。

6.根据权利要求5所述的自动增益功放链静噪控制电路，其特征在于所述开关控制电路是串接于自动增益功放链中的第n个放大器供电回路的三极管开关电路。

7.根据权利要求5所述的自动增益功放链静噪控制电路，其特征在于所述所述检测电路中的环路检波器13是对数检波放大器、或平均功率检波放大器，具体型号为ad8310对数放大器、或ad8313对数放大器、或ad8361平均功率检波放大器，所述检测电路中的运算放大器及比较器是由型号为LM1458运算放大器构成，所述开关控制电路是由型号为2SB806开关三极管所构成，所述环路检波器把输入信号包络检波成直流信号输出，送入运算放大器的输入负端形成负反馈放大，运算放大器输出端输出的直流信号分为二路，其中一路送给电调衰减器形成AGC环路，另一路送由运算放大器构成的比较器的输入端正，所述比较器的输入端负连接预设静噪比较直流电压，当送入比较器的输入端正的直流信号值超过预设静噪比较直流电压时，比较器输出高电平使开关三极管截止无电流导通，使自动增益功放链第n个放大器无供电而停止工作，功放链断开，整个放大器无输出；当送入的直流信号值小于预设静噪比较电压时，比较器输出低电平，使开关三极管导通，自动增益功放链后一级放大器得以供电而工作，使整个功放链正常工作，有信号输出。

Images