CN203933537U - 自动电平控制电路 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及自动电平控制电路。本实用新型要解决的技术问题是现有技术中ALC电路反应时间过长，从而降低了脉冲功率放大器的效率。本实用新型所采用的技术方案是：自动电平控制电路，包括电调衰减器、快速比较器和峰值检波器，其中，电调衰减器包括第一信号输入端、第二信号输入端和信号输出端，峰值检波器通过快速比较器与第二信号输入端相连，峰值检波器包括第三信号输入端。本实用新型的有益效果是：利用峰值检波器对末级功放输出的信号进行检测，获得检波电压，再利用快速比较器将检波电压与参考电压进行比较，最后利用电调衰减器对来自前级功放的输入信号的功率进行调节，并将调节后的信号输出给末级功放，实现了缩短反应时间的技术效果。
Description
技术领域
本实用新型涉及功率控制领域，尤其是涉及自动电平控制电路。
背景技术
在脉冲功率放大器中，前级功放和末级功放之间连接有自动电平控制电路(AutomaticLevel Control，ALC)，用于调节前级功放和末级功放之间的功率。目前，ALC电路包括均值检波器、由运放设计的电压倍数放大器、由运放设计的差分放大器及电调衰减器，如图1所示，其工作原理为：用均值检波器检测末级功放耦合过来的信号，均值检波器将输出的检波电压通过电压倍数放大器放大，然后通过差分放大器与参考电压相比较，最后通过比较电压来控制电调衰减器，从而，实现自动电平控制的功能。
现有的ALC电路由于采用均值检波器，并且，检波电压通过运放设计的电压倍数放大器进行放大，检波电压和参考电压通过运放设计的差分放大器进行比较，而运放是闭环器件，将其运用在放大电路和比较电路中将大大影响反应时间，使得ALC电路反应时间过长，大于10μs，这也降低了脉冲功率放大器的效率。
实用新型内容
本实用新型所要解决的技术问题是现有技术中ALC电路反应时间过长，从而降低了脉冲功率放大器的效率。
为解决上述问题，本实用新型提供自动电平控制电路，包括电调衰减器、快速比较器和峰值检波器，其中，电调衰减器包括第一信号输入端、第二信号输入端和信号输出端，峰值检波器通过快速比较器与第二信号输入端相连，峰值检波器包括第三信号输入端。
进一步的，电调衰减器具体为包括PIN二极管的π型衰减器。
进一步的，π型衰减器包括电压输入端、第一电感、第一PIN二极管子电路、第二PIN二极管子电路、第一电阻、第二电阻、第三电阻、第一调节电阻和第二调节电阻；
第二信号输入端通过第一电感分别连接至第一PIN二极管子电路的第一端和第二PIN二极管子电路的第二端，电压输入端通过第三电阻分别连接至第一电阻的第一端和第二电阻的第一端，第一电阻的第二端与第一PIN二极管子电路的第二端相连，第二电阻的第二端与第二PIN二极管子电路的第一端相连，第一PIN二极管子电路的第三端通过第一调节电阻接地，第二PIN二极管子电路的第三端通过第二调节电阻接地，第一信号输入端与第二PIN二极管子电路的第三端相连，信号输出端与第一PIN二极管子电路的第三端相连。
进一步的，第一PIN二极管子电路包括第一PIN二极管和第二PIN二极管，第一PIN二极管的正极为第一PIN二极管子电路的第一端，第二PIN二极管的正极为第一PIN二极管子电路的第二端，第一PIN二极管的负极与第二PIN二极管的负极相连后的节点为第一PIN二极管子电路的第三端。
进一步的，第二PIN二极管子电路包括第三PIN二极管和第四PIN二极管，第三PIN二极管的正极为第二PIN二极管子电路的第一端，第四PIN二极管的正极为第二PIN二极管子电路的第二端，第三PIN二极管的负极与第四PIN二极管的负极相连后的节点为第二PIN二极管子电路的第三端。
进一步的，第一PIN二极管子电路与第二PIN二极管子电路相同。
本实用新型的有益效果是：利用峰值检波器对末级功放输出的信号进行检测，获得检波电压，再利用快速比较器将检波电压与参考电压进行比较，最后利用电调衰减器对来自前级功放的输入信号的功率进行调节，并将调节后的信号输出给末级功放，解决了现有技术采用闭环器件而存在的反应时间长的问题，实现了缩短反应时间的技术效果，进而，提高了脉冲功率放大器的效率和通信效果；
利用包括PIN二极管的π型衰减器作为电调衰减器，进一步缩短了反应时间；
又，通过对π型衰减器的电路结构进行改进，具体包括电压输入端、第一电感、第一PIN二极管子电路、第二PIN二极管子电路、第一电阻、第二电阻、第三电阻、第一调节电阻和第二调节电阻，第二信号输入端通过第一电感分别连接至第一PIN二极管子电路和第二PIN二极管子电路，电压输入端通过第三电阻分别连接至第一电阻和第二电阻，第一电阻与第一PIN二极管子电路相连，第二电阻与第二PIN二极管子电路相连，第一PIN二极管子电路通过第一调节电阻接地，第二PIN二极管子电路通过第二调节电阻接地，第一信号输入端与第二PIN二极管子电路相连，信号输出端与第一PIN二极管子电路相连，解决了脉冲波上升沿的尖峰幅值过高的问题，实现了降低尖峰幅值的技术效果，提高了通信效果，进一步也提高了脉冲功率放大器的稳定性和安全性。
附图说明
图1是现有的自动电平控制电路的结构示意图；
图2是本实用新型的自动电平控制电路的结构示意图；
图3是本实用新型的π型衰减器的结构示意图；
图4是本实用新型的第一PIN二极管子电路和第二PIN二极管子电路的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图及实施例，详细描述本实用新型的技术方案。
本申请的自动电平控制电路，包括电调衰减器、快速比较器和峰值检波器，其中，电调衰减器包括第一信号输入端、第二信号输入端和信号输出端，峰值检波器通过快速比较器与第二信号输入端相连，峰值检波器包括第三信号输入端。
利用峰值检波器对末级功放输出的信号进行检测，获得检波电压，再利用快速比较器将检波电压与参考电压进行比较，最后利用电调衰减器对来自前级功放的输入信号的功率进行调节，并将调节后的信号输出给末级功放，解决了现有技术采用闭环器件而存在的反应时间长的问题，实现了缩短反应时间的技术效果，进而，提高了脉冲功率放大器的效率和通信效果。
如图2所示，本申请的自动电平控制电路1应用于脉冲功率放大器中，在脉冲功率放大器中包括前级功放和末级功放，所述自动电平控制电路1包括电调衰减器、快速比较器和峰值检波器。其中，电调衰减器包括第一信号输入端A、第二信号输入端B和信号输出端C。第一信号输入端A与前级功放相连，用于接收前级功放提供的输入信号。峰值检波器通过快速比较器与第二信号输入端B相连，第二信号输入端B用于接收来自快速比较器的控制信号。信号输出端C与末级功放相连，用于将经电调衰减器调节后的输出信号提供给末级功放。
峰值检波器包括第三信号输入端，第三信号输入端用于与末级功放相连，通过耦合器从末级功放耦合过来的信号提供给峰值检波器，峰值检波器对末级功放的耦合信号进行检测，并输出一检波电压。
快速比较器接收峰值检波器输出的检波电压，并将检波电压与快速比较器中的参考电压进行比较，获得一比较结果。快速比较器根据该比较结果，能够生成一控制信号，并将控制信号通过第二信号输出端B传输给电调衰减器。电调衰减器根据接收到的控制信号对从第一信号输出端A接收到的输入信号进行调节，并将调节后的信号通过信号输出端C进行输出。其中，电调衰减器用于对信号的功率进行调节。
优选的，选择反应时间为10纳秒以下的峰值检波器和快速比较器。利用峰值检波器进行检波，以及利用快速比较器将检波电压与参考电压进行比较，克服了现有技术采用闭环器件而带来的反应时间慢的技术问题，缩短了ALC电路的反应时间，利用本申请的方案，能够将反应时间缩小到1微秒以下。进而，由于缩短了反应时间，也提高了脉冲功率放大器的效率和通信效果。
具体的，由于电压与功率的大小成正比，检波电压对应着脉冲功率放大器的实际的输出功率，而参考电压对应着预设的基准功率，当快速比较器得到的比较结果表明检波电压大于参考电压时，则意味着输出功率大于基准功率，从而，快速比较器生成用于控制电调衰减器增大衰减量的第一控制信号，电调衰减器在第一控制信号的控制下，增大输入信号功率的衰减量，使得输出信号的功率大幅度减小，从而降低脉冲功率放大器的功率。当快速比较器得到的比较结果表明检波电压小于参考电压时，则意味着输出功率小于基准功率，从而，快速比较器生成用于控制电调衰减器减小衰减量的第二控制信号，电调衰减器在第二控制信号的控制下，减小输入信号功率的衰减量，使得输出信号的功率小幅度减小，从而提升脉冲功率放大器的功率。
进一步的，在本申请中，电调衰减器具体为包括PIN二极管的π型衰减器。利用PIN二极管，能够进一步降低ALC电路的反应时间。优选的，选择反应时间为10纳秒以下的PIN二极管。
另外，利用现有的包括PIN二极管的π型衰减器作为电调衰减器，当电路起控后，脉冲波上升沿的尖峰幅值过高，会有严重的尖刺，而且，脉冲波上还会出现波浪式纹波，不仅严重的影响了通信效果，而且不利于功放的过冲保护。
为减小脉冲波上升沿的尖峰幅值以及纹波，本申请的π型衰减器包括+5V的电压输入端、第一电感L1、第一PIN二极管子电路U1、第二PIN二极管子电路U2、第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R3、第一调节电阻R4和第二调节电阻R5。
如图3所示，第二信号输入端B通过第一电感L1分别连接至第一PIN二极管子电路U1的第一端1和第二PIN二极管子电路U2的第二端2，+5V电压输入端通过第三电阻R3分别连接至第一电阻R1的第一端和第二电阻R2的第一端，第一电阻R1的第二端与第一PIN二极管子电路U1的第二端2相连，第二电阻R2的第二端与第二PIN二极管子电路U1的第一端1相连，第一PIN二极管子电路U1的第三端3通过第一调节电阻R4接地，第二PIN二极管子电路U2的第三端3通过第二调节电阻R5接地，第一信号输入端A与第二PIN二极管子电路U2的第三端3相连，信号输出端C与第一PIN二极管子电路U1的第三端3相连。具体的，第一PIN二极管子电路U1与第一调节电阻R4之间的节点与信号输出端C相连，第二PIN二极管子电路U2与第二调节电阻R5之间的节点与第一信号输入端A相连。其中，通过调节电路中的第一调节电阻R4和第二调节电阻R5，来调节流过PIN二极管中的电流，从而实现调节π型衰减器的衰减量。
进一步的，如图4所示，在本申请中，第一PIN二极管子电路U1包括第一PIN二极管D1和第二PIN二极管D2，第一PIN二极管D1的正极为第一PIN二极管子电路U1的第一端1，第二PIN二极管D2的正极为第一PIN二极管子电路U1的第二端2，第一PIN二极管D1的负极与第二PIN二极管D2的负极相连后的节点为第一PIN二极管子电路U1的第三端3。
进一步的，在本申请中，第二PIN二极管子电路U2包括第三PIN二极管D3和第四PIN二极管D4，第三PIN二极管D3的正极为第二PIN二极管子电路U2的第一端1，第四PIN二极管D4的正极为第二PIN二极管子电路U2的第二端2，第三PIN二极管D3的负极与第四PIN二极管D4的负极相连后的节点为第二PIN二极管子电路U2的第三端3。
进一步的，在本申请中，第一PIN二极管子电路U1与第二PIN二极管子电路U2相同。第一PIN二极管D1与第三PIN二极管D3相同，第二PIN二极管D2与第四PIN二极管D4相同。
利用如图4所示的电路结构作为π型衰减器，能够降低尖峰的幅值，提高了通信效果，也提高了脉冲功率放大器的稳定性和安全性。
Claims (6)
1.自动电平控制电路，其特征在于，包括电调衰减器、快速比较器和峰值检波器，其中，电调衰减器包括第一信号输入端、第二信号输入端和信号输出端，峰值检波器通过快速比较器与第二信号输入端相连，峰值检波器包括第三信号输入端。
2.如权利要求1所述的自动电平控制电路，其特征在于，电调衰减器具体为包括PIN二极管的π型衰减器。
3.如权利要求2所述的自动电平控制电路，其特征在于，π型衰减器包括电压输入端、第一电感、第一PIN二极管子电路、第二PIN二极管子电路、第一电阻、第二电阻、第三电阻、第一调节电阻和第二调节电阻；
第二信号输入端通过第一电感分别连接至第一PIN二极管子电路的第一端和第二PIN二极管子电路的第二端，电压输入端通过第三电阻分别连接至第一电阻的第一端和第二电阻的第一端，第一电阻的第二端与第一PIN二极管子电路的第二端相连，第二电阻的第二端与第二PIN二极管子电路的第一端相连，第一PIN二极管子电路的第三端通过第一调节电阻接地，第二PIN二极管子电路的第三端通过第二调节电阻接地，第一信号输入端与第二PIN二极管子电路的第三端相连，信号输出端与第一PIN二极管子电路的第三端相连。
4.如权利要求3所述的自动电平控制电路，其特征在于，第一PIN二极管子电路包括第一PIN二极管和第二PIN二极管，第一PIN二极管的正极为第一PIN二极管子电路的第一端，第二PIN二极管的正极为第一PIN二极管子电路的第二端，第一PIN二极管的负极与第二PIN二极管的负极相连后的节点为第一PIN二极管子电路的第三端。
5.如权利要求3所述的自动电平控制电路，其特征在于，第二PIN二极管子电路包括第三PIN二极管和第四PIN二极管，第三PIN二极管的正极为第二PIN二极管子电路的第一端，第四PIN二极管的正极为第二PIN二极管子电路的第二端，第三PIN二极管的负极与第四PIN二极管的负极相连后的节点为第二PIN二极管子电路的第三端。
6.如权利要求3所述的自动电平控制电路，其特征在于，第一PIN二极管子电路与第二PIN二极管子电路相同。
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