CN108449060A - 一种快速稳定agc放大器 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种快速稳定AGC放大器，属于信号放大技术领域，包括前级VGA放大器电路(1)、后级VGA放大器电路(2)、连续检波对数放大器电路(3)及分压电路(4)；前级VGA放大器电路(1)和后级VGA放大器电路(2)串联连接；连续检波对数放大器电路(3)的信号输入端连接前级VGA放大器电路(1)的信号输入端，分压电路(4)的输入端连接连续检波对数放大器电路(3)的输出端，分压电路(4)的输出端连接前级VGA放大器电路(1)和后级VGA放大器电路(2)的控制端Vagc。本发明的输出信号幅度能够快速保持稳定，稳定时间小于2μs，为传统AGC放大器稳定时间的千分之一以下。并且本发明整个电路结构简单，且无分立器件，所以电路之间的一致性非常好，基本不需调试，便于大批量生产。

Description

一种快速稳定AGC放大器
技术领域
本发明属于信号放大技术领域，涉及一种快速稳定AGC放大器。
背景技术
AGC放大器是接收系统中的重要器件。AGC放大器的功能是将接收系统中接收的大动态信号通过放大或衰减，变为幅度稳定的输出信号，供后续电路(如AD转换等)处理。AGC放大器的作用是防止强信号引起的接收机过载，补偿接收机增益的不稳定，在跟踪雷达中保证角误差信号的归一化，在多波束三坐标雷达中保证多通道接收机的增益平衡。
传统的AGC放大器采用检波电路对最后一级VGA放大器的输出信号进行检波，然后经过滤波电路后，产生线性检波电压来控制各级VGA放大器，如图1所示。其中检波电路是由二极管或三极管构成的线性检波电路，滤波电路通常为低通滤波器。传统AGC放大器电路受其结构限制，稳定时间较长，一般为几ms，不能满足快速目标检测和多目标跟踪系统的要求，存在“漏检”和丢失目标的问题，且调试相对困难，不便于批量生产。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的在于提供一种快速稳定AGC放大器，解决传统结构AGC放大器稳定时间长和调试困难的问题，而且能够很好地满足整机接收系统对一致性的要求，便于批量生产。
为达到上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种快速稳定AGC放大器，包括前级VGA放大器电路1、后级VGA放大器电路2、连续检波对数放大器电路3及分压电路4；
所述前级VGA放大器电路1和所述后级VGA放大器电路2串联连接；
所述连续检波对数放大器电路3的信号输入端连接前级VGA放大器电路1的信号输入端，所述分压电路4的输入端连接连续检波对数放大器电路3的输出端，分压电路4的输出端连接前级VGA放大器电路1和后级VGA放大器电路2的控制端Vagc。
进一步，所述前级VGA放大器电路1包括电容C1、电容C2、VGA放大器IC1、电阻R1～R5；
所述电容C1的一端与外部信号输入端IN相连，另一端连接至VGA放大器IC1的第三脚；
所述电容C2的一端连接信号输出端OUT1，另一端连接至VGA放大器IC1的第七脚；
所述电阻R1的一端与外部信号输入端IN相连，另一端接地，所述电阻R2的一端连接至VGA放大器IC1的第七脚，另一端连接至VGA放大器IC1的第五脚；所述电阻R3的一端连接正电源VCC，另一端连接至VGA放大器IC1的第一脚；所述电阻R4的一端连接IC1的第一脚，另一端接地；所述电阻R5的一端连接至VGA放大器IC1的第二脚，另一端连接控制端Vagc，所述VGA放大器IC1的第四脚接地，第六脚连接至负电源VEE，第八脚连接至正电源VCC。
进一步，所述后级VGA放大器电路2包括电容C3、电容C4、VGA放大器IC2、电阻R6～R10；
所述电容C3的一端与信号输入端IN1相连，另一端连接至VGA放大器IC2的第三脚；所述电容C4的一端与信号输出端OUT相连，另一端连接至VGA放大器IC2的第七脚；
所述电阻R6的一端与信号输入端IN1相连，另一端接地，所述电阻R7的一端连接至VGA放大器IC2的第七脚，另一端连接IC2的第五脚，所述电阻R8的一端连接正电源VCC，另一端连接至VGA放大器IC2的第一脚；所述电阻R9的一端连接至VGA放大器IC2的第一脚，另一端接地，所述电阻R10的一端连接IC2的第二脚，另一端连接控制端Vagc，所述VGA放大器IC2的第四脚接地，第六脚连接至负电源VEE，第八脚连接至正电源VCC。
进一步，所述连续检波对数放大器电路3包括电容C5、C6、C7、电阻R11及连续检波对数放大器IC3；
所述电容C5的一端连接外部信号输入端IN，另一端连接至连续检波对数放大器IC3的第八脚；所述电容C6的一端连接至连续检波对数放大器IC3的第一脚，另一端接地；
所述电容C7一端连接连至连续检波对数放大器IC3的第六脚，另一端接地；
所述电阻R11的一端连接信号输入端IN，另一端接地；所述连续检波对数放大器IC3的第二脚接地，第三脚悬空，第四脚连接至信号输出端OUT3，第五脚和第七脚连接正电源VCC。
进一步，所述分压电路4包括电容C8、电阻R12、R13；
所述电容C8一端连接输出端OUT2，另一端接地；所述电阻R12一端连接输入端IN2，另一端连接输出端OUT2；所述电阻R13一端连接输出端OUT2，另一端接地；
电阻R12和R13对输入电压进行分压，电容C8为滤波电容。
本发明的有益效果在于：
1.本发明采用对输入信号进行连续对数检波产生控制电压，经分压后控制两级VGA放大器的方式，使输出信号幅度能够快速保持稳定，稳定时间小于2μs，为传统AGC放大器稳定时间的千分之一以下。
2.本发明采用的VGA放大器和连续检波对数放大器都为集成电路，一致性好，外围元件少，整个电路结构简单，且无分立器件，所以电路之间的一致性非常好，基本不需调试，便于大批量生产。
附图说明
为了使本发明的目的、技术方案和有益效果更加清楚，本发明提供如下附图进行说明：
图1是传统AGC放大器的方框图；
图2是本发明的快速稳定AGC放大器的方框图；
图3是本发明前级VGA放大器电路的电路图；
图4是本发明后级VGA放大器电路的电路图；
图5是本发明连续检波对数放大器电路的电路图；
图6是本发明分压电路的电路图；
图7是本发明快速稳定AGC放大器的电路图；
图8是本发明快速稳定AGC放大器的实施例的仿真结果图。
具体实施方式
下面将结合附图，对本发明的优选实施例进行详细的描述。
如图2所示，其为本发明所述的一种快速稳定AGC放大器的原理框图。本发明快速稳定AGC放大器的较佳实施方式包括前级VGA放大器电路1、后级VGA放大器电路2、连续检波对数放大器电路3及分压电路4。
前级VGA放大器电路1和后级VGA放大器电路2串联连接，连续检波对数放大器电路3的信号输入端连接前级VGA放大器电路1的信号输入端，分压电路4的输入端连接连续检波对数放大器电路3的输出端，分压电路4的输出端连接前级VGA放大器电路1和后级VGA放大器电路2的控制端Vagc。
本发明中，输入信号分为两路，一路进入连续检波对数放大器电路3，产生VGA控制电压，经分压电路将控制电压调整到适合VGA放大器的控制电压范围，然后分为两路同时控制前级VGA放大器电路1和后级VGA放大器电路2；输入信号的另一路进入前级VGA放大器电路1，在VGA控制电压的作用下初步放大或衰减，然后进入后级VGA放大器电路2，进一步放大或衰减，最终输出幅度稳定的信号。
如图3所示，前级VGA放大器电路1包括输入隔直电容C1、输出隔直电容C2、VGA放大器IC1、电阻R1～R5，电阻R1起输入匹配作用。电容C1的一端与外部信号输入端IN相连，另一端连接IC1的第三脚；电容C2的一端连接信号输出端OUT1，另一端连接IC1的第七脚；电阻R1的一端与外部信号输入端IN相连，另一端接地；电阻R2的一端连接IC1的第七脚，另一端连接IC1的第五脚；电阻R3的一端连接正电源VCC，另一端连接IC1的第一脚；电阻R4的一端连接IC1的第一脚，另一端接地；电阻R5的一端连接IC1的第二脚，另一端连接控制端Vagc；IC1的第四脚接地，第六脚连接负电源VEE，第八脚连接正电源VCC。
如图4所示，后级VGA放大器电路2包括输入隔直电容C3、输出隔直电容C4、VGA放大器IC2、电阻R6～R10，电阻R6起输入匹配作用。电容C3的一端与信号输入端IN1相连，另一端连接IC2的第三脚；电容C4的一端与信号输出端OUT相连，另一端连接IC2的第七脚；电阻R6的一端与信号输入端IN1相连，另一端接地；电阻R7的一端连接IC2的第七脚，另一端连接IC2的第五脚；电阻R8的一端连接正电源VCC，另一端连接IC2的第一脚；电阻R9的一端连接IC2的第一脚，另一端接地；电阻R10的一端连接IC2的第二脚，另一端连接控制端Vagc；IC2的第四脚接地，第六脚连接负电源VEE，第八脚连接正电源VCC。
如图5所示，连续检波对数放大器电路包括电容C5、C6、C7、电阻R11及连续检波对数放大器IC3。电容C5为输入隔直电容，其一端连接外部信号输入端IN，另一端连接IC3的第八脚；电容C6为输入隔直电容，其一端连接IC3的第一脚，另一端接地；电容C7一端连接连IC3的第六脚，另一端接地；电阻R11为输入匹配电阻，其一端连接信号输入端IN，另一端接地；IC3的第二脚接地，第三脚悬空，第四脚连接信号输出端OUT3，第五脚和第七脚连接正电源VCC。
如图6所示，分压电路包括电容C8、电阻R12、R13。电容C8一端连接输出端OUT2，另一端接地；电阻R12一端连接输入端IN2，另一端连接输出端OUT2；电阻R13一端连接输出端OUT2，另一端接地。电阻R12和R13对输入电压进行分压，电容C8为滤波电容。
如图7所示，其为本发明的快速稳定AGC放大器的较佳实施方式的电路图，其示出了图3-图6中各个电路的连接关系。
如图8所示，其为本发明的快速稳定AGC放大器的仿真结果图。利用PSpice软件对本发明所示的电路原理图进行仿真，在仿真过程中主要采用了以下步骤：电路采用时域仿真；输入正弦信号，幅度Vpp为200mV，频率f0为10MHz。仿真结果显示稳定时间为1.2381μs。
本发明的快速稳定AGC放大器电路实测结果图和仿真结果一致，在工作温度为-55℃～+85℃条件下，在全输入动态范围内，输出幅度变化小于±0.7dBm，稳定时间小于2μs，且温度稳定性和一致性非常好。
本发明的快速稳定AGC放大器采用标准的SMT(Surface Mounting Technology)或MCM(multi-chip module)工艺制造。
本发明采用对输入信号进行连续对数检波产生控制电压，经分压后控制两级VGA放大器的方式，使输出信号幅度能够快速保持稳定，稳定时间小于2μs，是传统AGC放大器稳定时间的千分之一以下，且不同电路之间的一致性也很好，基本不需调试，便于大批量生产。
最后说明的是，以上优选实施例仅用以说明发明的技术方案而非限制，尽管通过上述优选实施例已经对本发明进行了详细的描述，但本领域技术人员应当理解，可以在形式上和细节上对其作出各种各样的改变，而不偏离本发明权利要求书所限定的范围。

Claims (5)

1.一种快速稳定AGC放大器，其特征在于：包括前级VGA放大器电路(1)、后级VGA放大器电路(2)、连续检波对数放大器电路(3)及分压电路(4)；
所述前级VGA放大器电路(1)和所述后级VGA放大器电路(2)串联连接；
所述连续检波对数放大器电路(3)的信号输入端连接前级VGA放大器电路(1)的信号输入端，所述分压电路(4)的输入端连接连续检波对数放大器电路(3)的输出端，分压电路(4)的输出端连接前级VGA放大器电路(1)和后级VGA放大器电路(2)的控制端Vagc。
2.根据权利要求1所述的一种快速稳定AGC放大器，其特征在于：所述前级VGA放大器电路(1)包括电容C1、电容C2、VGA放大器IC1、电阻R1～R5；
所述电容C1的一端与外部信号输入端IN相连，另一端连接至VGA放大器IC1的第三脚；
所述电容C2的一端连接信号输出端OUT1，另一端连接至VGA放大器IC1的第七脚；
所述电阻R1的一端与外部信号输入端IN相连，另一端接地，所述电阻R2的一端连接至VGA放大器IC1的第七脚，另一端连接至VGA放大器IC1的第五脚；所述电阻R3的一端连接正电源VCC，另一端连接至VGA放大器IC1的第一脚；所述电阻R4的一端连接IC1的第一脚，另一端接地；所述电阻R5的一端连接至VGA放大器IC1的第二脚，另一端连接控制端Vagc，所述VGA放大器IC1的第四脚接地，第六脚连接至负电源VEE，第八脚连接至正电源VCC。
3.根据权利要求2所述的一种快速稳定AGC放大器，其特征在于：所述后级VGA放大器电路(2)包括电容C3、电容C4、VGA放大器IC2、电阻R6～R10；
所述电容C3的一端与信号输入端IN1相连，另一端连接至VGA放大器IC2的第三脚；所述电容C4的一端与信号输出端OUT相连，另一端连接至VGA放大器IC2的第七脚；
所述电阻R6的一端与信号输入端IN1相连，另一端接地，所述电阻R7的一端连接至VGA放大器IC2的第七脚，另一端连接IC2的第五脚，所述电阻R8的一端连接正电源VCC，另一端连接至VGA放大器IC2的第一脚；所述电阻R9的一端连接至VGA放大器IC2的第一脚，另一端接地，所述电阻R10的一端连接IC2的第二脚，另一端连接控制端Vagc，所述VGA放大器IC2的第四脚接地，第六脚连接至负电源VEE，第八脚连接至正电源VCC。
4.根据权利要求3所述的一种快速稳定AGC放大器，其特征在于：所述连续检波对数放大器电路(3)包括电容C5、C6、C7、电阻R11及连续检波对数放大器IC3；
所述电容C5的一端连接外部信号输入端IN，另一端连接至连续检波对数放大器IC3的第八脚；所述电容C6的一端连接至连续检波对数放大器IC3的第一脚，另一端接地；
所述电容C7一端连接连至连续检波对数放大器IC3的第六脚，另一端接地；
所述电阻R11的一端连接信号输入端IN，另一端接地；所述连续检波对数放大器IC3的第二脚接地，第三脚悬空，第四脚连接至信号输出端OUT3，第五脚和第七脚连接正电源VCC。
5.根据权利要求4所述的一种快速稳定AGC放大器，其特征在于：所述分压电路(4)包括电容C8、电阻R12、R13；
所述电容C8一端连接输出端OUT2，另一端接地；所述电阻R12一端连接输入端IN2，另一端连接输出端OUT2；所述电阻R13一端连接输出端OUT2，另一端接地；
电阻R12和R13对输入电压进行分压，电容C8为滤波电容。
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