CN111049483B - 射频检波电路及射频装置 - Google Patents

Abstract

本发明适用于射频技术领域，提供了一种射频检波电路及射频装置，包括：对数检波器、同向比例放大单元及反向比例放大单元；同向比例放大单元用于对对数检波器输出的信号进行同向比例放大，并将同向比例放大后的信号发送至外部设备；反向比例放大单元用于对对数检波器输出的电压信号进行反向比例放大，并将反向比例放大后的信号发送至外部设备。本发明提供的射频检波电路在原有对数检波器的基础上增加了同向比例放大单元和反向比例放大单元，可同向或反向改变检波信号的斜率，且斜率大小可调，斜率调整范围更大，可适应不同射频装置的需求。

Description

射频检波电路及射频装置

技术领域

本发明属于射频技术领域，尤其涉及一种射频检波电路及射频装置。

背景技术

射频检波电路广泛应用于射频装置中，射频检波电路将射频信号转换为直流电压信号，直流电压信号的电压值反应射频信号的功率。

现有技术中通常采用对数检波器进行检波，动态范围大，线性度好，但对数检波器只能同向改变检波信号的斜率，且斜率的大小受限。

发明内容

有鉴于此，本发明实施例提供了一种射频检波电路及射频装置，以解决现有技术中对数检波器只能同向改变检波信号的斜率，且斜率的大小受限的问题。

本发明实施例的第一方面提供了一种射频检波电路，包括：对数检波器、同向比例放大单元及反向比例放大单元；

对数检波器的输入端接收外部射频信号，对数检波器的输出端分别与同向比例放大单元的输入端及反向比例放大单元的输入端连接，同向比例放大单元的输出端及反向比例放大单元的输出端均与外部设备连接；

同向比例放大单元用于对对数检波器输出的信号进行同向比例放大，并将同向比例放大后的信号发送至外部设备；反向比例放大单元用于对对数检波器输出的电压信号进行反向比例放大，并将反向比例放大后的信号发送至外部设备。

可选的，同向比例放大单元包括：第一运算放大器、第二运算放大器、第一电阻、第二电阻、第三电阻、第四电阻、第五电阻、第六电阻及第七电阻；

第一运算放大器，正极输入端分别与第一电阻的第一端及与第二电阻的第一端连接，负极输入端分别与第三电阻的第一端及第四电阻的第一端连接，输出端分别与同向比例放大单元的输出端及第四电阻的第二端连接；

第二运算放大器，正极输入端分别与第五电阻的第一端、第六电阻的第一端及第七电阻的第一端连接，负极输入端及输出端均与第二电阻的第二端连接；

第三电阻的第二端接地；第一电阻的第二端与同向比例放大单元的输入端连接；第五电阻的第二端与外部参考电平端连接；第六电阻的第二端及第七电阻的第二端均接地。

可选的，第七电阻为热敏电阻。

可选的，反向比例放大单元包括：第三运算放大器、第四运算放大器、第八电阻、第九电阻、第十电阻、第十一电阻及第十二电阻；

第三运算放大器，正极输入端与反向比例放大单元的输入端连接，负极输入端及输出端均与第八电阻的第一端连接；

第四运算放大器，正极输入端分别与第十电阻的第一端、第十一电阻的第一端及第十二电阻的第一端连接，负极输入端分别与第八电阻的第二端及第九电阻的第一端连接，输出端分别与第九电阻的第二端及反向比例放大单元的输出端连接；

第十电阻的第二端与外部参考电平端连接；第十一电阻的第二端及第十二电阻的第二端均接地。

可选的，第十二电阻为热敏电阻。

可选的，同向比例放大单元的输入端通过第一选通器件与对数检波器的输出端连接，反向比例放大单元的输入端通过第二选通器件与对数检波器的输出端连接；或

同向比例放大单元的输出端通过第一选通器件与外部设备连接，反向比例放大单元的输出端通过第二选通器件与外部设备连接；

在同一时刻，第一选通器件和第二选通器件中的至少一个选通。

可选的，第一选通器件及第二选通器件为跳线器或用于焊接零电阻的焊盘。

可选的，的射频检波电路还包括：混频单元；

混频单元的输入端接收外部射频信号，混频单元的输出端与对数检波器连接。

可选的，对数检波器为低频对数检波器。

本发明实施例的第二方面提供了一种射频装置，包括如本发明实施例第一方面提供的射频检波电路。

本发明实施例提供了一种射频检波电路及射频装置，包括：对数检波器、同向比例放大单元及反向比例放大单元；对数检波器的输入端接收外部射频信号，外部射频信号经对数检波器检波后进入同向比例放大单元进行同向比例放大或进入反向比例放大单元进行反向放大，可同向或反向对对数检波器输出的信号进行放大。同向比例放大单元或反向比例放大单元输出检波信号并提供给外部设备。同时，同向比例放大单元和反向比例放大单元可对对数检波器输出信号的斜率进行调整，斜率大小可调，斜率调整范围更大，可适应不同外部设备的需求。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述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是本发明实施例提供的一种射频检波电路的示意图；

图2是本发明实施例提供的一种同向比例放大单元的电路原理图；

图3是本发明实施例提供的一种反向比例放大单元的电路原理图；

图4是本发明实施例提供的又一种射频检波电路的示意图。

具体实施方式

以下描述中，为了说明而不是为了限定，提出了诸如特定系统结构、技术之类的具体细节，以便透彻理解本发明实施例。然而，本领域的技术人员应当清楚，在没有这些具体细节的其它实施例中也可以实现本发明。在其它情况中，省略对众所周知的系统、装置、电路以及方法的详细说明，以免不必要的细节妨碍本发明的描述。

为了说明本发明所述的技术方案，下面通过具体实施例来进行说明。

参考图1，本发明实施例提供了一种射频检波电路，包括：对数检波器11、同向比例放大单元12及反向比例放大单元13。

对数检波器11的输入端接收外部射频信号，对数检波器11的输出端分别与同向比例放大单元12的输入端及反向比例放大单元13的输入端连接，同向比例放大单元12的输出端及反向比例放大单元13的输出端均与外部设备14连接。同向比例放大单元12用于对对数检波器11输出的信号进行同向比例放大，并将同向比例放大后的信号发送至外部设备14；反向比例放大单元13用于对对数检波器11输出的电压信号进行反向比例放大，并将反向比例放大后的信号发送至外部设备14。

对数检波器11将不同功率的外部射频信号转换为不同的电压，对数检波器的斜率为mV/dB，动态范围不同型号从30dB到100dB不等。一般的对数检波器斜率大小上可调，但仅限于同向可调，且受供电电压的限制，其斜率的可调范围较小。上述发明实施例中，在对数检波器11之后设置同向比例放大单元11和反向比例放大单元12，外部射频信号经对数检波器11进行检波后进入同向比例放大单元12进行同向比例放大或进入反向比例放大单元13进行反向放大，可同向或反向对对数检波器11输出的信号进行放大，从而改变对数检波器11的输出电压信号的斜率方向。同时，可通过调整同向比例放大单元12或反向比例放大单元13的放大比例调整数检波器11的输出电压信号的斜率的大小。

一些实施例中，参考图2，同向比例放大单元12可以包括：第一运算放大器U1、第二运算放大器U2、第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R3、第四电阻R4、第五电阻R5、第六电阻R6及第七电阻TR1。

第一运算放大器U1，正极输入端分别与第一电阻R1的第一端及与第二电阻R2的第一端连接，负极输入端分别与第三电阻R3的第一端及第四电阻R4的第一端连接，输出端分别与同向比例放大单元12的输出端及第四电阻R4的第二端连接。

第二运算放大器U2，正极输入端分别与第五电阻R5的第一端、第六电阻R6的第一端及第七电阻TR1的第一端连接，负极输入端及输出端均与第二电阻R2的第二端连接。

第三电阻R3的第二端接地；第一电阻R1的第二端与同向比例放大单元12的输入端连接；第五电阻R5的第二端与外部参考电平端连接；第六电阻R6的第二端及第七电阻TR1的第二端均接地。

上述同向比例放大单元12中，第五电阻R5、第六电阻R6及第七电阻TR1为参考电平Vref的分压电阻，参考电平Vref的电压经过分压后输入第二运算放大器U2的正极输入端，第二运算放大器U2的正极输入端电压与输出端电压相同均为

第三电阻R3及第四电阻R4用于调节第二运算放大器U2的放大比例，第一运算放大器U1负极输入端的电压/>

第二运算放大器U2输出的电压V3与同向比例放大单元12的输入端电压V1叠加后输入第一运算放大器U1的正极输入端，第一电阻R1及与第二电阻R2的阻值相同，则/>

由此可知，同向比例放大单元12的输出端电压V2将同向比例放大单元12的输入端电压V1放大了/>

倍，即同向比例放大单元12对对数检波器11的输出电压信号进行了同向比例放大，不改变对数检波器11的斜率方向，可通过第三电阻R3及第四电阻R4的比例对对数检波器11的斜率大小进行调节。

与参考电平Vref有关，可通过调整参考电平Vref的值来调整同向比例放大单元12的噪声基线。其中，噪声基线为无外部射频信号时同向比例放大单元12的输出电压。

一些实施例中，第七电阻TR1为热敏电阻。噪声基线为温度的函数，可补偿同向比例放大单元12的输入端电压V1对温度的改变，使得噪声基线不随温度的变化而变化。

一些实施例中，参考图3，反向比例放大单元13包括：第三运算放大器U3、第四运算放大器U4、第八电阻R7、第九电阻R8、第十电阻R9、第十一电阻R10及第十二电阻TR2。

第三运算放大器U3，正极输入端与反向比例放大单元13的输入端连接，负极输入端及输出端均与第八电阻R7的第一端连接。

第四运算放大器U4，正极输入端分别与第十电阻R9的第一端、第十一电阻R10的第一端及第十二电阻TR2的第一端连接，负极输入端分别与第八电阻R7的第二端及第九电阻R8的第一端连接，输出端分别与第九电阻R8的第二端及反向比例放大单元13的输出端连接；第十电阻R9的第二端与外部参考电平端连接；第十一电阻R10的第二端及第十二电阻TR2的第二端均接地。

上述反向比例放大单元13，第三运算放大器U3的负极输入端与第三运算放大器U3的输出端连接构成跟随器，用于阻抗匹配。由于对数检波器11的特殊电路结构，若对数检波器11的输出端直接通过第八电阻R7与第四运算放大器U3的负极输入端连接，则对数检波器11的输出会受到反向比例放大单元13的影响，因此采用第三运算放大器U3用作跟随器进行阻抗匹配，对数检波器11的输出端与第三运算放大器U3的正极输入端连接，减少反向比例放大单元13对对数检波器11的影响。

第三运算放大器U3的正极输出端电压V5与第三运算放大器U3的输出端电压V6相同，第十电阻R9、第十一电阻R10及第十二电阻TR2为参考电平Vref的分压电阻，参考电平Vref的电压经过分压后输入第四运算放大器U4的正极输入端，第四运算放大器U2的正极输入端电压

第八电阻R7及第九电阻R8用于调节第四运算放大器U4的放大比例，/>

由此可知，反向比例放大单元13的输出端电压V8将反向比例放大单元13的输入端电压V5放大了/>

倍，即反向比例放大单元13改变了对数检波器11斜率方向，同时可通过调整第八电阻R7及第九电阻R8的阻值对对数检波器11的斜率大小进行调节。/>

与参考电平Vref有关，可通过调整参考电平Vref的值来调整反向比例放大单元13的噪声基线。

一些实施例中，第十二电阻TR2可以为热敏电阻。同上，噪声基线为温度的函数，可补偿反向比例放大单元13的输入端电压V5对温度的改变，使得噪声基线不随温度的变化而变化。

一些实施例中，同向比例放大单元12的输入端通过第一选通器件与对数检波器11的输出端连接，反向比例放大单元13的输入端通过第二选通器件与对数检波器11的输出端连接；或

同向比例放大单元12的输出端通过第一选通器件与外部设备14连接，反向比例放大单元13的输出端通过第二选通器件与外部设备14连接；

在同一时刻，第一选通器件和第二选通器件中的至少一个选通。

上述射频检波电路在使用过程中可根据实际需求进行选通，当需要对外部射频信号进行同向放大时，第一选通器件选通，第二选通器件断开，同向比例放大单元12通过第一选通器件接入电路，射频检波电路对外部射频信号进行同向比例放大后输出给外部设备14。反之，需要对外部射频信号进行反向比例放大时，第二选通器件选通，第一选通器件断开，反向比例放大单元13通过第二选通器件接入回路，射频检波电路对外部射频信号进行反向比例放大输出给外部设备14。若外部设备14包括两个设备，两个设备分别需要对外部射频信号进行同向比例放大和反向比例放大，则第一选通器件和第二选通器件均选通，同向比例放大单元12通过第一选通器件与需要同向比例放大信号的外部设备连接，反向比例放大单元13通过第二选通器件与需要反向比例放大信号的外部设备连接。通过设置第一选通器件和第二选通器件，可根据需求灵活配置。

一些实施例中，第一选通器件及第二选通器件可以为跳线器或用于焊接零电阻的焊盘。

一些实施例中，参考图4，射频检波电路还可以包括：混频单元15。

混频单元15的输入端接收外部射频信号，混频单元15的输出端与对数检波器11连接。

由于外部射频信号的频率不一定与对数检波器11的频率范围匹配，混频单元15可将外部射频信号搬移到对数检波器11的频率范围内，以满足对数检波器11的频率要求。混频单元15包含本振源、混频器和滤波器，本振源为混频器提供本振信号，其频率可根据外部射频信号进行选择，混频器将外部射频信号搬至合适频率，然后通过滤波器滤除杂散信号，混频单元15输出的信号在对数检波器11可识别的频率范围。

为适应不同外部射频信号频率的需求，对数检波器11可以为高频对数检波器，也可以为低频对数检波器，可识别的射频频率区间不同。例如AD8317的检波范围1MHz至10GHz，HMC913检波范围0.6GHz至20GHz，两种对数检波器可分别用于高频射频信号及低频射频信号，由于工艺及电路的不同，高频对数检波器的价格昂贵，低频对数检波器的价格低廉。例如，AD8317的价格约为40元，而HMC913的价格约为1万元。一些实施例中，对数检波器11可以为低频对数检波器，当外部射频信号为高频信号时，通过混频单元15将高频的外部射频信号的频率搬移至低频对数检波器的频率范围内，采用价格低廉的低频对数检波器即可实现对高频外部射频信号的比例放大，大大节约了设计成本。

一些实施例中，对数检波器11可以为AD8317。

本发明实施例还提供了一种射频装置，包括本发明上述实施例提供的射频检波电路。

以上所述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，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种射频检波电路，其特征在于，包括：对数检波器、同向比例放大单元及反向比例放大单元；

所述对数检波器的输入端接收外部射频信号，所述对数检波器的输出端分别与所述同向比例放大单元的输入端及所述反向比例放大单元的输入端连接，所述同向比例放大单元的输出端及所述反向比例放大单元的输出端均与外部设备连接；

所述同向比例放大单元用于对所述对数检波器输出的信号进行同向比例放大，并将同向比例放大后的信号发送至所述外部设备；所述反向比例放大单元用于对所述对数检波器输出的电压信号进行反向比例放大，并将反向比例放大后的信号发送至所述外部设备；

所述同向比例放大单元包括：第一运算放大器、第二运算放大器、第一电阻、第二电阻、第三电阻、第四电阻、第五电阻、第六电阻及第七电阻；

所述第一运算放大器，正极输入端分别与所述第一电阻的第一端及与所述第二电阻的第一端连接，负极输入端分别与所述第三电阻的第一端及所述第四电阻的第一端连接，输出端分别与所述同向比例放大单元的输出端及所述第四电阻的第二端连接；

所述第二运算放大器，正极输入端分别与所述第五电阻的第一端、所述第六电阻的第一端及所述第七电阻的第一端连接，负极输入端及输出端均与所述第二电阻的第二端连接；

所述第三电阻的第二端接地；所述第一电阻的第二端与所述同向比例放大单元的输入端连接；所述第五电阻的第二端与外部参考电平端连接；所述第六电阻的第二端及所述第七电阻的第二端均接地。

2.如权利要求1所述的射频检波电路，其特征在于，所述第七电阻为热敏电阻。

3.如权利要求1所述的射频检波电路，其特征在于，所述反向比例放大单元包括：第三运算放大器、第四运算放大器、第八电阻、第九电阻、第十电阻、第十一电阻及第十二电阻；

所述第三运算放大器，正极输入端与所述反向比例放大单元的输入端连接，负极输入端及输出端均与所述第八电阻的第一端连接；

所述第四运算放大器，正极输入端分别与所述第十电阻的第一端、所述第十一电阻的第一端及所述第十二电阻的第一端连接，负极输入端分别与所述第八电阻的第二端及第九电阻的第一端连接，输出端分别与所述第九电阻的第二端及所述反向比例放大单元的输出端连接；

所述第十电阻的第二端与外部参考电平端连接；所述第十一电阻的第二端及所述第十二电阻的第二端均接地。

4.如权利要求3所述的射频检波电路，其特征在于，所述第十二电阻为热敏电阻。

5.如权利要求1至4任一项所述的射频检波电路，其特征在于，所述同向比例放大单元的输入端通过第一选通器件与所述对数检波器的输出端连接，所述反向比例放大单元的输入端通过第二选通器件与所述对数检波器的输出端连接；或

所述同向比例放大单元的输出端通过所述第一选通器件与所述外部设备连接，所述反向比例放大单元的输出端通过所述第二选通器件与所述外部设备连接；

在同一时刻，所述第一选通器件和所述第二选通器件中的至少一个选通。

6.如权利要求5所述的射频检波电路，其特征在于，所述第一选通器件及所述第二选通器件为跳线器或用于焊接零电阻的焊盘。

7.如权利要求1所述的射频检波电路，其特征在于，还包括：混频单元；

所述混频单元的输入端接收所述外部射频信号，所述混频单元的输出端与所述对数检波器连接。

8.如权利要求7所述的射频检波电路，其特征在于，所述对数检波器为低频对数检波器。

9.一种射频装置，包括如权利要求1至8任一项所述的射频检波电路。

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