CN109936339B - 一种线性限幅器 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种线性限幅器，包括至少两个限幅模块和至少一个分隔模块，所述分隔模块的个数小于所述限幅模块的个数；第一个限幅模块的第一端为所述线性限幅器的输入端，最后一个限幅模块的第一端为所述线性限幅器的输出端；所有的限幅模块的第二端接地；每个分隔模块均设置在两个相邻的限幅模块之间，其中，所述分隔模块的第一端与相邻的一个限幅模块的第一端连接，所述分隔模块的第二端与相邻的另一个限幅模块的第一端连接。通过在两个限幅模块之间设置分隔模块，使两个限幅模块之间的电长度增长，使线性限幅器在电压增加时，输出的电压更接近目标电压，提高了线性限幅器的线性度。

Description

一种线性限幅器
技术领域
本发明涉及电子电路技术领域，尤其涉及一种线性限幅器。
背景技术
限幅器是指能按限定的范围削平信号电压波幅的电路，又称削波器。限幅器的作用是把输出信号幅度限定在一定的范围内，亦即当输入电压超过或低于某一参考值后，输出电压将被限制在某一电平(称作限幅电平)，且再不随输入电压变化。
目前的限幅器的线性度差，不能满足使用需求。
发明内容
本发明实施例提供了一种线性限幅器，旨在解决目前限幅器的线性度差的问题。
本发明实施例提供了一种线性限幅器，其特征在于，包括至少两个限幅模块和至少一个分隔模块，所述分隔模块的个数小于所述限幅模块的个数；
第一个限幅模块的第一端为所述线性限幅器的输入端，最后一个限幅模块的第一端为所述线性限幅器的输出端；所有的限幅模块的第二端接地；
每个分隔模块均设置在两个相邻的限幅模块之间，其中，所述分隔模块的第一端与相邻的一个限幅模块的第一端连接，所述分隔模块的第二端与相邻的另一个限幅模块的第一端连接。
在本申请的实施例中，所述限幅模块包括第一二极管和第二二极管；
所述第一二极管的阴极和所述第二二极管的阳极共同为所述限幅模块第一端，所述第一二极管的阳极接地，所述第二二极管的阴极接地。
在本申请的实施例中，所述分隔模块包括移相电路。
在本申请的实施例中，还包括第一滤波模块；
所述第一滤波模块的第一端为所述线性限幅器的输入端，所述第一滤波模块的第二端与第一个限幅模块的第一端相连。
在本申请的实施例中，所述第一滤波模块包括电容C1，所述电容C1的第一端为所述第一滤波模块的第一端，所述电容C1的第二端为所述第一滤波模块的第二端。
在本申请的实施例中，还包括第二滤波模块；
所述第二滤波模块的第一端与最后一个限幅模块的第一端相连，所述第二滤波模块的第二端为所述线性限幅器的输出端。
在本申请的实施例中，所述第二滤波模块包括电容C2，所述电容C2的第一端为所述第二滤波模块的第一端，所述电容C2的第二端为所述第二滤波模块的第二端。
在本申请的实施例中，所述第一二极管为PIN二极管。
在本申请的实施例中，所述第二二极管为NIP二极管。
本发明通过采用PIN和NIP二极管，提高限幅器的开启电压，进而提升限幅器的线性度；在两个限幅模块之间设置分隔模块，使两个限幅模块之间的电长度增长，使线性限幅器在电压增加时，输出的电压更接近目标电压，降低限幅器的泄露功率。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明的一个实施例提供的线性限幅器的电路结构示意图；
图2为本发明的一个实施例提供的线性限幅器的封装结构示意图一；
图3为本发明的一个实施例提供的线性限幅器的封装结构示意图二；
图4为本发明的一个实施例提供的线性限幅器的S参数测试结果；
图5为300MHz输出三阶交调测试结果；
图6为300MHz信号输入输出功率曲线；
图7为输入功率25dBm时，300MHz～500MHz漏功率测试曲线。
具体实施方式
为了使本技术领域的人员更好地理解本方案，下面将结合本方案实施例中的附图，对本方案实施例中的技术方案进行清楚地描述，显然，所描述的实施例是本方案一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本方案中的实施例，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他实施例，都应当属于本方案保护的范围。
本方案的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“包括”以及其他任何变形，是指“包括但不限于”，意图在于覆盖不排他的包含。此外，术语“第一”和“第二”等是用于区别不同对象，而非用于描述特定顺序。
以下结合具体附图对本发明的实现进行详细地描述：
图1示出了本发明一实施例所提供的一种线性限幅器，为了便于说明，仅示出了与本发明实施例相关的部分，详述如下：
如图1所示，本发明实施例所提供的线性限幅器，包括至少两个限幅模块1和至少一个分隔模块2，所述分隔模块2的个数小于所述限幅模块1的个数；
第一个限幅模块的第一端为所述线性限幅器的输入端，最后一个限幅模块的第一端为所述线性限幅器的输出端；所有的限幅模块的第二端接地；
每个分隔模块2均设置在两个相邻的限幅模块1之间，其中，所述分隔模块2的第一端与相邻的一个限幅模块1的第一端连接，所述分隔模块2的第二端与相邻的另一个限幅模块1的第一端连接。
本发明实施例中，通过在两个限幅模块1之间设置分隔模块，使两个限幅模块1之间的电长度增长，使线性限幅器在电压增加时，降低泄露电压，使输出的电压更接近目标电压。本发明可以根据不同频率的要求，通过更改二极管的选型、限幅模块的个数和分隔模块的个数满足所需需求。如图1所示，在本发明实施例中，限幅模块1包括第一二极管D1和第二二极管D2；
所述第一二极管D1的阴极和所述第二二极管D2的阳极共同为所述限幅模块第一端，所述第一二极管D1的阳极接地，所述第二二极管D2的阴极接地。
在本实施例中，限幅模块中的第一二极管D1和第二二极管D2为砷化镓PIN对管，PIN和NIP两种二极管做在一个GaAs芯片上。
在本发明实施例中，分隔模块2包括移相电路或微带线路。
在本实施例中，低频采用集总电路实现，高频利用分布电路实现。
如图1所示，在本发明实施例中，还包括第一滤波模块3；
所述第一滤波模块3的第一端为所述线性限幅器的输入端，所述第一滤波模块3的第二端与第一个限幅模块的第一端相连。
如图1所示，在本发明实施例中，所述第一滤波模块3包括电容C1，所述电容C1的第一端为所述第一滤波模块的第一端，所述电容C1的第二端为所述第一滤波模块的第二端。
如图1所示，在本发明实施例中，还包括第二滤波模块4；
如图1所示，所述第二滤波模块4的第一端与最后一个限幅模块的第一端相连，所述第二滤波模块4的第二端为所述线性限幅器的输出端。
在本发明实施例中，所述第二滤波模块4包括电容C2，所述电容C2的第一端为所述第二滤波模块的第一端，所述电容C2的第二端为所述第二滤波模块的第二端。
在本发明实施例中，第一二极管D1为PIN二极管。
在本发明实施例中，第二二极管D2为NIP二极管。
作为举例：
1、若限幅模块为两个，分隔模块为一个，则分隔模块在两个限幅模块之间。
2、若限幅模块为3个，分隔模块为一个，则分隔模块的左边设有两个限幅模块，分隔模块的右边设有一个限幅模块，且左边的两个限幅模块串联；还可以是，分隔模块的左边设有一个限幅模块，分隔模块的右边设有两个限幅模块，且右边的两个限幅模块串联。
3、若限幅模块为3个，分隔模块为两个，分别为第一限幅模块，第二限幅模块，第三限幅模块，第一分隔模块，第二分隔模块；第一限幅模块和第二限幅模块之间设有第一分隔模块，第二限幅模块和第三限幅模块之间设有第二分隔模块，第一分隔模块和第二分隔模块可以使相同的电路结构，也可以是不相同的电路结构。
如图2-3所示，在本发明实施例中，线性限幅器尺寸5mm×5mm×2.5mm，管壳内部电路采用厚膜工艺，集成于氧化铝陶瓷管壳，无需额外基板。内部芯片采用金锡烧结、导电胶粘结和金丝键合等混合集成电路工艺，平行缝焊，气密性可满足星载、弹载等高可靠产品要求。
如图4所示，线性限幅器的S参数测试结果，在输入输出驻波＜1.6，插入损耗＜0.6dB，带内相位为63-111度。
如图5所示，双音信号为300MHz和301MHz，输入功率0dBm，输出三阶交调为37.8dBm，输出三阶抑制为76.6dBc。
如图6所示，输入300MHz信号，功率从-10dBm增加至25dBm，输出功率线性增加，输出功率增加至11dBm左右时压缩1dB，随后输出功率基本恒定。
如图7所示，输入25dBm信号时，300MHz-500MHz带内泄漏功率在11.5-12dBm之间。
以上所述，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (5)

1.一种线性限幅器，其特征在于，包括至少两个限幅模块和至少一个分隔模块，所述分隔模块的个数小于所述限幅模块的个数；
第一个限幅模块的第一端为所述线性限幅器的输入端，最后一个限幅模块的第一端为所述线性限幅器的输出端；所有的限幅模块的第二端接地；
每个分隔模块均设置在两个相邻的限幅模块之间，其中，所述分隔模块的第一端与相邻的一个限幅模块的第一端连接，所述分隔模块的第二端与相邻的另一个限幅模块的第一端连接；所述分隔模块包括移相电路；
所述限幅模块包括第一二极管和第二二极管；所述第一二极管的阴极和所述第二二极管的阳极共同为所述限幅模块第一端，所述第一二极管的阳极接地，所述第二二极管的阴极接地；
所述第一二极管为PIN二极管；所述第二二极管为NIP二极管；所述限幅模块中的第一二极管和第二二极管为砷化镓PIN对管；所述第一二极管和所述第二二极管做在一个GaAs芯片上；
所述限幅模块和所述分隔模块集成于氧化铝陶瓷管壳上；所述氧化铝陶瓷管壳的尺寸为5mm×5mm×2.5mm；所述氧化铝陶瓷管壳上设置有第一管腿(3)、第二管腿(4)、第三管腿(5)和第四管腿(6)，其中所述第一管腿(3)、所述第三管腿(5)和所述第四管腿(6)的设置区域的尺寸为1.40mm，所述设置区域的边缘与所述氧化铝陶瓷管壳的边缘相距1.45mm，所述第一管腿(3)、所述第三管腿(5)和所述第四管腿(6)在所述设置区域内的长度小于1.20mm；所述管腿的宽度小于0.60mm。
2.如权利要求1所述的线性限幅器，其特征在于，还包括第一滤波模块；
所述第一滤波模块的第一端为所述线性限幅器的输入端，所述第一滤波模块的第二端与第一个限幅模块的第一端相连。
3.如权利要求2所述的线性限幅器，其特征在于，所述第一滤波模块包括电容C1，所述电容C1的第一端为所述第一滤波模块的第一端，所述电容C1的第二端为所述第一滤波模块的第二端。
4.如权利要求1所述的线性限幅器，其特征在于，还包括第二滤波模块；
所述第二滤波模块的第一端与最后一个限幅模块的第一端相连，所述第二滤波模块的第二端为所述线性限幅器的输出端。
5.如权利要求4所述的线性限幅器，其特征在于，所述第二滤波模块包括电容C2，所述电容C2的第一端为所述第二滤波模块的第一端，所述电容C2的第二端为所述第二滤波模块的第二端。
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