CN1141534A - 接收机电平控制电路 - Google Patents

Abstract

不限制后继电路结构的电平控制电路。极性相同的晶体管Q₂₂的发射极和Q₂₃的集电极串联。Q₂₃接成对交变电流起二极管作用。输入信号源11和后继电器13连接到Q₂₂发射极和Q₂₃集电极之间接点。在地线系统中晶体管25与后继电器13的第一级晶体管Q₂₁等同。Q₂₅和Q₂₁加相同偏压。晶体管Q₂₈检测Q₂₅集电极电流与参考电平电流的差值。电平控制信号控制Q₂₂集电极电流电平。Q₂₈的检测输出信号作为Q₂₃集电极电流控制信号。

Description

接收机电平控制电路

本发明涉及接收机的控制电路。

图1表示超外差式系统的接收机的一个电路的例子。广播波信号通过天线电路11被接收，这样接收的信号又通过用作自动增益控制(以下简称“AGC”)的衰减电路12和高频放大器13被供给混频电路14。另外，从本机振荡电路15取出频率同接收频率相当的本机振荡信号。这个本机振荡信号被供给混频电路14。

以这种方式，目标频率的接收信号被转换成预定频率的中频信号。它们的中频信号通过带通滤波器16和中频放大器17被供给检波电路18，由此将音频信号解调，然后，把如此解调的音频信号取出。

同样，检波电路18的已解调的输出信号的一部分被供给电压形成电路19，由此形成AGC电压V_AGC，这个AGC电压V_AGC被供给衰减电路12和中频放大器17，以使AGC产生作用。

在这种情况下，由发射极接地的晶体管构成的高频放大器13使得不仅提高增益，而且降低噪音成为可能。输出输入特性(相对于输入电压的输出电流特性)是指数的，因此，能够被低失真地放大的输入信号的电平为几十毫伏或更低。

因此，在衰减电路12中以衰减信号电平的方式实施AGC，这样，尽管接收信号的电平很高，但它被控制不超过高频放大器13或混频电路14的动态范围。

具体而言，在衰减电路12中，来自天线电路11的接收信号依据天线电路11的输出阻抗及晶体管Q₁₅和Q₁₈的发射极的阻抗分压，这样分压的接收信号被供给高频放大器13。

这时，AGC电压V_AGC通过晶体管Q₁₁被供给晶体管Q₁₂，而晶体管Q₁₂和Q₁₃形成电流镜像电路。从直流的观点来看，晶体管Q₁₄和Q₁₅通过线圈L₁₁形成另一个电流镜像电路。

此外，AGC电压V_AGC通过晶体管Q₁₆供给晶体管Q₁₇。晶体管Q₁₇和Q₁₈通过线圈L₁₁形成再一个电流镜像电路。

因此，AGC电压V_AGC导致晶体管Q₁₄和Q₁₇的集电极电流的变化，便导致晶体管Q₁₅和Q₁₈的发射极的阻抗的变化，进而导致依据天线电路11的输出阻抗和晶体管Q₁₅和Q₁₈的发射极的阻抗的分压比的变化。供给高频放大器13的接收信号的电平是有限的，因此它不会超过高频放大器13或混频电路14的动态范围。换言之，电平衰减AGC被实施了。

根据这个衰减电路12，即使晶体管Q₁₅和Q₁₈彼此特性不同，并具有不等量的发射极电流，一个与其差异相当的电流也会通过线圈L₁₁流入电源V_REG或从电源V_REG流出。所以，高频放大器13的输入直流电压保持在不变值V_REG。因此，可以使衰减电路12与高频放大器13直流直接连接。因此，所述衰减电路适于制成集成电路。

然而，在图1所示的衰减电路12中，电源V_REG的电压实际上变为对高频放大器13的第一级晶体管的偏压。当高频放大器13由发射极接地的晶体管构成时，电源V_REG的电压电平不可避免地被限制在略高于基极--发射极电压的电平。

于是，晶体管Q₁₆的集电极--发射极电压成为突出的低电平，因为，与电压源V_REG电压的差值等于晶体管Q₁₇的发射极一基极电压的电压是晶体管Q₁₆的集电极--发射极电压。于是，晶体管Q₁₆成为易于饱和的。如果晶体管Q₁₆饱和，那么，晶体管Q₁₈断开，导致供给高频放大器13的接收信号的失真增加，或者，AGC的控制范围变窄。

在这个衰减电路12中，鉴于要扩大控制范围，有必要让一个大的集电极电流流入晶体管Q₁₅和Q₁₈。在晶体管具有横向结构的情况下，因为其不良高频特性的缘故，不能得到足够的衰减特性。

而且，当晶体管Q₁₅和Q₁₈的集电极电流增加时，晶体管Q₁₅和晶本管Q₁₈间的直流特性出现很大差异，导致晶体管Q₁₅的集电极电流和晶体管Q₁₈的集电极电流之间的差异显著增加。所以，电压源V_REG被迫具有复杂的结构，因为，必须在吸收这样大的电流差异的同时保持稳定的电压。

所以，本发明的目的在于提供接收机的电平控制电路。

本发明为此提供一种包括以下部分的电平控制电路

第一晶体管，它具有被供以电源电压的集电极和被供以电平控制信号的基极；

第二晶体管，其集电极在输入信号的输入接点上连接到所述第一晶体管的发射极，所述第二晶体管的发射极接地；

第三晶体管，它具有连接到所述接点的基极，对所述输入信号作出反应而输出所述输出信号的集电极，以及接地的发射极；

第四晶体管，它具有：被耦合到所述第三晶体管的所述基极、以便所述第四晶体管的所述基极同所述第三晶体管的所述基极具有相同的电位的基极，接地的发射极和供以恒定电流的集电极，以及

第五晶体管，它具有：连接所述第四晶体管的所述集电极的基极，供以预定电压的发射极，以及可操作地连接到所述第二晶体管的基极的集电极。

输入信号依据输入信号源的输出阻抗和第一与第二晶体管的阻抗而分压，由此实施电平控制。把电平如此受控制的信号提供给下一级电路。此时，第一晶体管的集电极电流的相对于标准值的增量流入第二晶体管。

图1表示普通接收机的电路；以及

图2表示本发明的第一实施例的电平控制电路。

在图2中，天线电路11通过高频信号线21连接晶体管Q₂₁的基极。晶体管Q₂₁构成高频放大器13。具体地说，晶体管Q₂₁的发射极通过电阻R₂₁接地，它的集电极通过在本例中作为调谐电路22的负载连接到电源端子T₂₁，也连到混频电路14，由此高频放大器13由这个发射极接地的晶体管Q₂₁构成。

另外，设置晶体管Q₂₂和Q₂₃。晶体管Q₂₂的集电极--发射极电路连接在电源端子T₂₁和高频信号线21之间，同时，晶体管Q₂₃的集电极--发射极电路连接在高频信号线21和地之间。

此外，电容器C₂₁连接于高频信号线21和晶体管Q₂₃的基极之间。当加入高频信号时，晶体管Q₂₃被连接成起二极管的作用。电阻R₂₂连接在晶体管Q₂₃的基极和地之间。所以，衰减电路12主要由晶体管Q₂₂和Q₂₃构成。

此外，设置晶体管Q₂₄，它的发射极通过线圈L₂₁与高频信号线21相连。旁路电容器C₂₂连接在晶体管Q₂₄的发射极和地之间，并且，晶体管Q₂₄的基极和集电极与晶体管Q₂₂的基极相连。

结果，在这种情况下，晶体管Q₂₂与Q₂₄的发射极共同连接到高频信号线21，使得晶体管Q₂₂和Q₂₄构成电流镜像电路23。因此，这时，晶体管Q₂₄作为输入端的晶体管，而晶体管Q₂₂作为输出端的晶体管。

来自AGC电压形成电路19的AGC电压V_AGC通过电阻R₂₃转换成AGC电流I_AGC。此AGC电流I_AGC通过电流镜像电路24和25供给晶体管Q₂₄。在这种情况下，AGC电流I_AGC在接收信号为低电平时被控制着向较小值变化，在接收信号为不高于预定值的电平时变为0。

电阻R₂₄连接在晶体管Q₂₅的发射极和地之间，晶体管Q₂₅的基极连接晶体管Q₂₄的发射极。晶体管Q₂₅的集电极与晶体管Q₂₆的发射极相连，晶体管Q₂₆被连接成起二极管的作用。

另外，设置晶体管Q₂₇。晶体管Q₂₇的基极连接到晶体管Q₂₆的基极和集电极，其发射极连接到晶体管Q₂₅的基极，以及其集电极连接到电源端子T₂₁。

在这种情况下，晶体管Q₂₁和Q₂₅的基极通过线圈L₂₁彼此相连。电流镜像电路Q₂₈的输出电流I_O的一小部分通过晶体管Q₂₇供给晶体管Q₂₁和Q₂₅的基极，因此，电流镜像电26在直流操作时由晶体管Q₂₅，Q₂₁和Q₂₇构成。

这时，把晶体管Q₂₅做成工作在输入端的晶体管，而把晶体管Q₂₁做成工作在输出端的晶体管，因此，规定晶体管Q₂₁的基极和发射极之间的结面积，比晶体管Q₂₅的大n倍(n＞1)，比如说大6倍。

来自电源V_REG的稳定电压，比如1.3V电压，被供给电阻R₂₅，转换成具有参考电平的电流I_O，此电流I_O通过电流镜像电路27和28以及晶体管Q₂₆供给晶体管Q₂₅。

把晶体管Q₂₈做成具有如下结构：其基极连接到晶体管Q₂₅的集电极，其发射极连接到电源V_REG，以及其集电极连接到晶体管Q₂₃的基极。

另一个电路未被示出，但做成具有类似于图2电路的结构。

在这样一种结构中，当接收信号不高于预定接收电平时，I_AGC成为0，因此晶体管Q₂₄断开。晶体管Q₂₄和Q₂₂在直流操作时形成直流镜像电路23，因此当晶体管Q₂₄断开时，晶体管Q₂₂也断开。

电流I_O通过晶体管Q₂₆流入晶体管Q₂₅的集电极。假定此时晶体管Q₂₅的集电极--发射极电压为0.9V，同时V_REG为1.3V，则晶体管Q₂₈的基极--发射极电压成为0.4V(＝1.3V-0.9V)，晶体管Q₂₈断开。当晶体管Q₂₈断开时，晶体管Q₂₃因此断开。

当接收信号不高于预定的接收电平时，来自天线电路11的接收信号被供给晶体管Q₂₁，而不经过衰减电路12衰减，经过放大后，被供给混频电路14。

这时，晶体管Q₂₅和Q₂₁在直流操作时构成电流镜像电路26。此外，规定晶体管Q₂₁的基极和发射极之间的结面积比晶体管Q₂₅的大n倍，因此，电流nI_O流过晶体管Q₂₁。换句话说，具有预定参考电平的集电极电流流经晶体管Q₂₁。所以，可由晶体管Q₂₁得到预定的增益。

接收信号电平越大，AGC电流I_AGC越大。结果，晶体管Q₂₄导通，集电极电流变大，晶体管Q₂₂的集电极电流也变大。

随着晶体管Q₂₄和Q₂₂的集电极电流增加，高频信号线21的直流电势趋于提高。这意味着晶体管Q₂₅的基极电势提高，以致晶体管Q₂₅的集电极电流趋于变得大于电流I_O。

于是，晶体管Q₂₈导通，这使得晶体管Q₂₃导通。晶体管Q₂₄和Q₂₂的集电极电流增量流过晶体管Q₂₃。结果，高频信号线21的直流电势未显提高。

换句话说，当AGC电流I_AGC随接收信号电平增加而变大时，晶体管Q₂₂的集电极电流增加，继之以晶体管Q₂₅的集电极电流的增加。这个增量(区别于电流I_O)被晶体管Q₂₈所检测，该检测输出信号提高了晶本管Q₂₃的集电极电流。

因此，即使输入信号的电平变化，高频信号线21的直流电势实际未变，晶体管Q₂₁的偏压几乎保持恒定值。

当接收信号电平变大时，晶体管Q₂₂和Q₂₃的集电极电流显示出上述增量。这时，晶体管Q₂₃的集电极--基极被电容器C₂₁短路，因此，高频操作时，晶体管Q₂₃起二极管的作用。

因此，来自天线电路11的供给高频信号线21的接收信号依据天线电路11的输出阻抗和晶体管Q₂₂和Q₂₃的阻抗分压。简言之，衰减电平控制被实施了。

根据本发明的电路，可以根据这种衰减电平控制来实施AGC。即使下一级高频放大器13的输出信号的允许范围较窄，正常操作仍可进行，这使得晶体管Q₂₁作为发射极接地晶体管成为可能。而且，AGC未引起晶体管Q₂₁的基极偏压的实质性变化。换句话说，晶体管Q₂₁的工作点几乎未显示变化。

为扩大电平控制范围，有必要增加晶体管Q₂₂和Q₂₃的集电极电流。晶体管Q₂₂和Q₂₃属于相同极性，因此尽管集电极电流很大，它们仍然能够具有相似的特性，而且，它们宜于形成集成电路。

在图1所示衰减电路12中，当晶体管Q₁₅的集电极电流和晶体管Q₁₈的集电极电流之间有差异时，相当于此差异的电流可不管其极性而流动。所以，有必要把电压源V_REG做成双向型。相反，根据本发明的上述衰减电路，此双向电压源并不需要，所以可以在结构上简化电压源V_REG。

根据本发明，可以实施衰减电平控制，在这种情况下，可以把下一级放大器的晶体管做成发射极接地晶体管。另外，所述电平控制不引起下一级晶体管的基极偏压变化。而且，用于电平控制的晶体管属相同极性，因此它们能具有相似的特性，并宜于形成集成电路。

Claims (2)

1.一种电平控制电路，其特征在于包括：

第一晶体管，它具有被供以电源电压的集电极和被供以电平控制信号的基极，

第二晶体管，其集电极在输入信号的输入接点上连接到所述第一晶体管的发射极，所述第二晶体管的发射极接地，

第三晶体管，它具有连接到所述接点的基极，对所述输入信号作出反应而输出所述输出信号的集电极，以及接地的发射极，

第四晶体管，它具有：被耦合到所述第三晶体管的所述基极、以便所述第四晶体管的所述基极同所述第三晶体管的所述基极具有相同电位的基极，接地的发射极和被供以恒定电流的集电极，以及

第五晶体管，它具有：连接所述第四晶体管的所述集电极的基极，供以预定电压的发射极，以及可操作地连接到所述第二晶体管的基极的集电极。

2.一台接收机包括：

用于接收发射信号的天线电路，

用于产生电平控制信号并解调输出信号的解调电路，以及

电平电路，

其特征在于该电平电路包括：

第一晶体管，它具有被供以电源电压的集电极和被供以电平控制信号的基极，

第二晶体管，其集电极在来自所述天线电路的输入信号的输入接点连接到所述第一晶体管的发射极，所述第二晶体管的发射极接地，

第三晶体管，它具有连接到所述接点的基极，对所述输入信号作出反应而输出所述输出信号的集电极，以及接地的发射极，

第四晶体管，它具有：被耦合到所述第三晶体管的所述基极、以便所述第四晶体管的所述基极同所述第三晶体管的所述基极具有相同的电位的基极，接地的发射极和被供以恒定电流的集电极，以及

第五晶体管，它具有：连接所述第四晶体管的所述集电极的基极，被供以预定电压的发射极，以及可操作地连接到所述第二晶体管的基极的集电极。