CN110224679A - 一种具有温度补偿的自动增益控制电路 - Google Patents

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闫冲
史晓飞
王强
马东磊
刘崇辉
郑馨竹
姜沛锴
吕家璘
高辉
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Abstract

本发明涉及一种具有温度补偿的自动增益控制电路，接收射频信号的可调衰减器，与可调衰减器依次连接的功率放大器、信号耦合电路，及由功率检波电路、反馈调节电路构成的负反馈电路；所述负反馈电路还包括与功率检波电路另一输入端连接的温度补偿电路，所述温度补偿电路包括依次连接的温度采集电路、AD转换器、单片机和DA转换器。本发明的有益效果是使得控制电压的温度特性正好抵消掉电路中有源元器件的温度特性和检波灵敏度的温度特性，解决了现有自动增益控制技术中温度变化对功率波动的影响问题，提高了自动增益控制技术的温度环境适应性。

Description

一种具有温度补偿的自动增益控制电路
技术领域
本发明属于射频信号自动增益控制技术领域，具体涉及一种具有温度补偿的自动增益控制电路
背景技术
目前，自动增益控制(AGC)技术广泛用于接收机和发射机上，其基本作用是压缩输入信号的动态范围，使得输出功率恒定或功率波动极小。
由于各种发射机发射信号功率有大有小，发射机与接收机间的距离有远有近，以及电磁波在传播过程中的多径效应和衰减等原因，使得接收机接收到的有用信号强度波动范围较大，若接收信号强度过于微弱，可能会使得某些电路(如检波器)不能正常工作而丢失信号；若接收机接收信号强度过大，可能造成放大器的非线性失真，因而在接收机种都必须采用自动增益控制技术，用来将大动态范围的信号调整在很小的波动范围内。
自动增益控制的实现方法如图1所示，可调衰减器为压控衰减器衰减量随控制电压的变化而变化；功率放大器放大射频链路中射频信号的功率；信号耦合电路可以从射频链路中耦合出一定功率的射频信号；功率检波电路将射频信号转化为直流电压信号；反馈调节电路对直流检波电压进行比例运算、差分放大等运算转换为控制可调衰减器所需的电压值适合的控制电压。
现有的自动增益控制技术无法解决温度变化对功率波动的影响。普通自动增益控制方法是在信号链路中加入温补衰减器进行功率补偿如图2所示，抵消温度变化带来的功率波动。但是，这种补偿方法容易出现功率补偿过量或者补偿不足。同时，由于温补衰减器不能承受大功率信号，发射机中大功率输出场合中无法使用温补衰减器进行功率补偿。
发明内容
为了解决上述技术问题，本发明提供了一种具有温度补偿的自动增益控制电路，目的是使得控制电压的温度特性正好抵消掉电路中有源元器件的温度特性和检波灵敏度的温度特性，从而解决了现有自动增益控制技术中温度变化对功率波动的影响问题，提高了自动增益控制技术的温度环境适应性。
本发明的技术方案为：
一种具有温度补偿的自动增益控制电路，接收射频信号的可调衰减器，与可调衰减器依次连接的功率放大器、信号耦合电路，及由功率检波电路、反馈调节电路构成的负反馈电路；所述负反馈电路还包括与功率检波电路另一输入端连接的温度补偿电路，所述温度补偿电路包括依次连接的温度采集电路、AD转换器、单片机和DA转换器。本发明在现有的自动增益控制电路中加入温度补偿电路来补偿反馈调节电路的输出控制电压，以解决温度变化带来的功率波动影响；温度采集电路采集温度信息，使得电路输出的温度补偿电压为与温度变化相关的电压；单片机经AD转换器读取电路中的温度补偿电压，经内部逻辑处理之后，通过DA 转换器输出温度调节电压。
基于上述方案，本发明还做出了如下改进：
进一步地，所述温度采集电路主要包括电源、热敏电阻和运算放大器I。本技术改进中，热敏电阻为电阻值随其阻体温度呈现显著变化的热敏感半导体电阻，在温度采集电路中起采集温度信息的作用，也可使用其它类型温度传感器代替。热敏电阻的阻值随着温度的变化而变化，使得运算放大器的输入电压亦为随温度变化而变化的电压值，从而使得电路输出的温度补偿电压为与温度变化相关的电压。
进一步地，所述反馈调节电路包括运算放大器II、电阻和电容，所述运算放大器II的同相输入端电压为温度补偿电路输出的温度调节电压。本技术改进中，选择以温度补偿电路输出的温度调节电压代替恒定参考电压，加入反馈调节电路的差分比例运算，使得反馈调节电路输出的控制电压也是一种具有温度特性的直流电压。
本发明的有益效果：
1)解决了现有自动增益控制技术中温度变化对功率波动的影响问题；
2)提高了自动增益控制技术的温度环境适应性；
3)仅需在电路中增加少量元器件，成本低廉；
4)所需的元器件可替代性强，热敏电阻、单片机、AD、DA等元器件均有多种类型元器件可替换使用。
附图说明
图1为现有技术自动增益控制原理图；
图2为现有技术带温补的自动增益控制原理图；
图3为本发明具有温度补偿的自动增益控制原理图；
图4为本发明温度采集电路原理图；
图5为本发明反馈调节电路原理图。
具体实施方式
一种具有温度补偿的自动增益控制电路，包括：可调衰减器、功率放大器、信号耦合电路、功率检波电路、反馈调节电路、温度补偿电路；其中，温度补偿电路包含单片机、 AD转换器、DA转换器、温度采集电路。
如图4所示，温度采集电路包括运算放大器I，电源通过电阻R1串联电偶电阻RR1后一支路通过电阻R8接地，另一支路通过电阻R6接运算放大器I的同相输入端，第三支路通过电阻R6、串联R9接地；运算放大器II的反相输入端通过电阻R4接地；运算放大器II的输出端一支路通过电阻R2连接其反相输入端，另一支路通过电阻R5输出温度补偿电压，第三支路通过电阻R5串联R7接地。
如图5所示，反馈调节电路包括运算放大器II，所述运算放大器II的反相输出端连接温度补偿电路输出的温度调节电压；同相输入端一支路通过电阻R12连接直流检波电压，另一支路通过电阻R14接地；运算放大器II的输出端一支路通过电阻R11输出控制电压，另一支路通过电阻R11串联电阻R13接地，第三支路通过并联的电阻R10、电容C1反馈至运算放大器II的反相输出端。
本技术方案的实施步骤：
1)依照图3-5，搭建具有温度补偿的自动增益控制电路。
2)单片机控制DA转换器暂不输出电压。
3)在图5所示电路中，电阻R10-R14和电容C1焊接初始值。因DA转换器暂不输出电压，温度补偿电路无法为反馈调节电路的运算放大器提供温度调节电压，故由外部直流电源暂时为提供温度调节电压。
4)改变自动增益控制电路的使用环境温度(通常通过温箱来实现)，在不同温度情况下，改变外部直流电源提供的温度调节电压，使得射频信号输出功率保持一致，并记录下所需的温度调节电压值。
5)查阅热敏电阻的元器件手册或自行测试，对热敏电阻RR1进行型号选择，并得到其在在不同温度情况下的阻值变化数据。
6)由步骤4得到的所需温度调节电压值和步骤5得到的热敏电阻阻值变化数据，可推出图4所示的电路中运算放大器所需要实现的运算关系(经验值)和R1-R7的电阻值 (经验值)，并对电阻R1-R7进行焊接。
7)对单片机进行编辑，使得DA转换器的输出温度调节电压与AD转换器的输入温度补偿电压相适合。
8)改变自动增益控制电路的使用环境温度，对射频信号输出功率进行测试，可以发现其功率不受温度变化影响保持恒定。

Claims (3)

1.一种具有温度补偿的自动增益控制电路，接收射频信号的可调衰减器，与可调衰减器依次连接的功率放大器、信号耦合电路，及由功率检波电路、反馈调节电路构成的负反馈电路，其特征在于：所述负反馈电路还包括与功率检波电路另一输入端连接的温度补偿电路，所述温度补偿电路包括依次连接的温度采集电路、AD转换器、单片机和DA转换器。
2.根据权利要求1所述的自动增益控制电路，其特征在于：所述温度采集电路主要包括电源、热敏电阻和运算放大器I。
3.根据权利要求1所述的自动增益控制电路，其特征在于：所述反馈调节电路包括运算放大器II、电阻和电容，所述运算放大器II的同相输入端电压为温度补偿电路输出的温度调节电压。
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