CN109861660A - 一种冗余设计的可变增益型中频信号功率放大器 - Google Patents

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Abstract

本发明提出了一种冗余设计的可变增益型中频信号功率放大器，能够实现通道容错自纠能力，且可变增益范围大。本发明一种冗余设计的可变增益型中频信号功率放大器，采用双通道输入方式实现一定的通道容错自纠能力，且可控制信号以不同增益输出，增益范围较大、选择性好、通频带足够宽。

Description

一种冗余设计的可变增益型中频信号功率放大器
技术领域
本发明射频通信技术领域，具体涉及一种冗余设计的可变增益型中频信号功率放大器。
背景技术
混频器是微波集成电路接收系统中必不可少的部件，不论是微波通信、雷达还是遥控遥感，以及许多其他的微波测量系统，都必须把微波信号用混频器降到中频后进行处理，但是经过混频器得到的中频信号通常都非常的微弱，需要用中频放大器加以放大才能进行进一步的检波处理。中频放大器是一个专门放大中频一个频率信号的放大器。中频放大器不仅要放大信号，还要进行选频，保证放大的是特定的频率信号。
目前已有的中频信号功率放大器，因其存在容错能力差，应用范围不能满足要求。另外，现有的中频信号功率放大器增益不可变或者可变范围较小，因此发明一种具有一定冗余容错能力、可变增益范围大、选择性好并且通频带足够宽的中频信号功率放大器就显得非常迫切。
发明内容
有鉴于此，本发明提出了一种冗余设计的可变增益型中频信号功率放大器，能够实现通道容错自纠能力，且可变增益范围大。
为实现上述目的，本发明的一种冗余设计的可变增益型中频信号功率放大器包括交流耦合输入单元、差错监控切换单元、初级增益可调放大单元、次级增益可调放大单元、低通滤波去噪单元以及带通滤波选频单元；
交流耦合输入单元包括双通道，双通道均用于将从混频器输出的中频信号进行同样的滤波以及阻抗匹配，双通道处理后的信号通过交流耦合的方式输入到后级电路放大单元；
差错监控切换单元包括差错监控电路、控制信号识别及处理电路，以及输入信号切换电路；其中，差错监控电路，用于实时检测带通滤波选频单元输出的目标信号，发现信号异常时产生反馈信号，将反馈信号发送到控制信号识别及处理电路；控制信号识别及处理电路，用于反馈信号进行识别以及处理，产生切换电路信号，将切换电路信号发送到输入信号切换电路；输入信号切换电路，用于接收到切换电路信号时，切换交流耦合输入单元中的输入通道；
初级增益可调放大单元通过可变电阻分压网络调节输入的中频信号增益系数，输出至次级增益可调放大单元继续处理；
次级增益可调放大单元接收经过初级放大单元处理后的中频信号，对输入信号进行放大，通过可变电阻分压网络调节输入信号增益系数，使得输出信号满足输出负载平衡以及功率放大倍数的需要；
低通滤波去噪单元用于滤除初级和次级增益可调放大单元输出信号的高频噪声，输出至带通滤波选频单元；
带通滤波选频单元用于接收信号进行噪声滤除、传输以及阻抗匹配，得到目标信号并输出；其中，通过可变电感调节通频带，实现对接收信号的选频和滤波。
其中，所述交流耦合输入单元包括输入端滤波电路以及交流耦合电路；其中，输入端滤波电路为双通道，用于对从混频器的得到的中频信号进行预处理，所述预处理包括滤波、传输以及阻抗匹配；交流耦合电路，用于将经过预处理后的双通道信号采用交流耦合的方式输入到后级电路放大单元。
其中，所述初级增益可调放大单元以及次级增益可调放大单元中，通过对其中的可调电阻与可调电感进行调节，实现增益调节。
有益效果：
本发明一种冗余设计的可变增益型中频信号功率放大器，采用双通道输入方式实现一定的通道容错自纠能力，且可控制信号以不同增益输出，增益范围较大、选择性好、通频带足够宽。
附图说明
图1为本发明的冗余设计的可变增益型中频信号功率放大器工作流程图。
具体实施方式
下面结合附图，并举实施例，对本发明进行进一步详细说明。
图1所示为本发明冗余设计的可变增益型中频信号功率放大器具体电路的具体功能单元的结构框图。包括交流耦合输入单元、差错监控切换单元、初级增益可调放大单元、次级增益可调放大单元、低通滤波去噪单元以及带通滤波选频单元。
其中，交流耦合输入单元的输入端连接信号输入端；带通滤波选频单元的输出端连接信号输出端。
交流耦合输入单元包括具有容错自纠能力的双通道，双通道均用于将从混频器输出的中频信号进行同样的滤波以及阻抗匹配，双通道处理后的信号通过交流耦合的方式输入到后级电路放大单元；
本实施例中交流耦合输入单元包括输入端滤波电路以及交流耦合电路。其中，输入端滤波电路为双通道，用于对从混频器的得到的中频信号进行滤波、传输以及阻抗匹配；交流耦合电路，用于将经过输入端滤波电路进行滤波、阻抗匹配处理后的双通道信号采用交流耦合的方式输入到后级电路放大单元。
差错监控切换单元通过自适应监控响应实时检测中频信号功率放大器输出，发现信号异常及时切换交流耦合输入单元中的输入通道，保证系统正常运行；
具体地，差错监控切换单元包括差错监控电路、控制信号识别及处理电路，以及输入信号切换电路。其中，差错监控电路，用于实时检测带通滤波选频单元输出的目标信号，发现信号异常时产生反馈信号，将反馈信号发送到控制信号识别及处理电路；控制信号识别及处理电路，用于反馈信号进行识别以及处理，产生切换电路信号，将切换电路信号发送到输入信号切换电路；输入信号切换电路，用于接收到切换电路信号时，切换交流耦合输入单元中的输入通道，进一步保证了系统的安全运行。
初级增益可调放大单元通过可变电阻分压网络调节输入的中频信号增益系数，输出至次级增益可调放大单元继续处理；
次级增益可调放大单元接收经过初级放大单元处理后的中频信号，对输入信号进行放大，通过可变电阻分压网络调节输入信号增益系数，使得输出信号满足输出负载平衡以及功率放大倍数的需要；
初级增益可调放大单元以及次级增益可调放大单元通过对其中的可调电阻与可调电感进行调节，实现增益调节。
低通滤波去噪单元用于滤除初级和次级增益可调放大单元输出信号的高频噪声，输出至带通滤波选频单元；
带通滤波选频单元用于接收信号进行噪声滤除、传输以及阻抗匹配，得到目标信号并输出；其中，通过可变电感调节通频带，实现对接收信号的选频和滤波。
另外，本实施例的冗余设计的可变增益型中频信号功率放大器是搭建在中频电路板上实现功能的，中频电路板置于长方形金属机壳腔体内，此金属机壳具有长方形金属腔体部分和上盖板，此金属机壳具有金属屏蔽功能。其中，金属机壳腔体部分上固定有加电连接器、接地连接器、输入端连接器和输出端连接器。此金属机壳腔体部分和上盖板另有调节孔若干，以便于实现对可调电阻和可调电感的手动调节。
进一步地，所述位于金属机壳腔体部分上的加电连接器、接地连接器、输入端连接器和输出端连接器都通过开孔方式，固定于金属机壳腔体部分的对应孔上，并于搭建有冗余设计的可变增益型中频信号功率放大器的电路边连接。此金属机壳与电路板上搭建的冗余设计的可变增益型中频信号功率放大器电路的地信号连接。输入端连接器和输出端连接器均采用SMU-KDY-1型电连接器。
为了实现较好的效果，本实施例的冗余设计的可变增益型中频信号功率放大器的低通滤波去噪单元采用了一款功率较大的滤波器，为保证此滤波器散热效果，在中频电路板上对应安装有散热装置。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (3)

1.一种冗余设计的可变增益型中频信号功率放大器，其特征在于，包括交流耦合输入单元、差错监控切换单元、初级增益可调放大单元、次级增益可调放大单元、低通滤波去噪单元以及带通滤波选频单元；
交流耦合输入单元包括双通道，双通道均用于将从混频器输出的中频信号进行同样的滤波以及阻抗匹配，双通道处理后的信号通过交流耦合的方式输入到后级电路放大单元；
差错监控切换单元包括差错监控电路、控制信号识别及处理电路，以及输入信号切换电路；其中，差错监控电路，用于实时检测带通滤波选频单元输出的目标信号，发现信号异常时产生反馈信号，将反馈信号发送到控制信号识别及处理电路；控制信号识别及处理电路，用于反馈信号进行识别以及处理，产生切换电路信号，将切换电路信号发送到输入信号切换电路；输入信号切换电路，用于接收到切换电路信号时，切换交流耦合输入单元中的输入通道；
初级增益可调放大单元通过可变电阻分压网络调节输入的中频信号增益系数，输出至次级增益可调放大单元继续处理；
次级增益可调放大单元接收经过初级放大单元处理后的中频信号，对输入信号进行放大，通过可变电阻分压网络调节输入信号增益系数，使得输出信号满足输出负载平衡以及功率放大倍数的需要；
低通滤波去噪单元用于滤除初级和次级增益可调放大单元输出信号的高频噪声，输出至带通滤波选频单元；
带通滤波选频单元用于接收信号进行噪声滤除、传输以及阻抗匹配，得到目标信号并输出；其中，通过可变电感调节通频带，实现对接收信号的选频和滤波。
2.如权利要求1所述的一种冗余设计的可变增益型中频信号功率放大器，其特征在于，所述交流耦合输入单元包括输入端滤波电路以及交流耦合电路；其中，输入端滤波电路为双通道，用于对从混频器的得到的中频信号进行预处理，所述预处理包括滤波、传输以及阻抗匹配；交流耦合电路，用于将经过预处理后的双通道信号采用交流耦合的方式输入到后级电路放大单元。
3.如权利要求1所述的一种冗余设计的可变增益型中频信号功率放大器，其特征在于，所述初级增益可调放大单元以及次级增益可调放大单元中，通过对其中的可调电阻与可调电感进行调节，实现增益调节。
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