CN209517069U - 一种高精度的宽带固定增益放大器 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种高精度的宽带固定增益放大器，包括输入功分器、输出功分器、输入检波器、输出检波器、模拟可控衰减器、宽带放大器、增益设置衰减器和差分积分器；输入信号首先经输入功分器将电路分为两路。本实用新型提供一种固定增益的放大器，使用户可以在很宽的频率范围内按照固定的增益将信号进行放大，同时在温度变化时保持增益稳定。

Description

一种高精度的宽带固定增益放大器

技术领域

本实用新型涉及通信领域，尤其涉及具有宽频率范围的发射机，具体涉及一种高精度的宽带固定增益放大器。

背景技术

在无线通信系统中，通常需要放大器对小信号进行放大，如在发射系统中变频器产生的信号功率不足以驱动后级功率放大器，这时就需要一个驱动放大器将变频器产生的信号进行放大后再送至功率放大器。而随着时代发展，现代发射机往往具有很宽的频率范围，这就给放大器的设计带来了许多问题。一方面，在做系统设计时放大器的增益认为是固定不变的；另一方面放大器的增益随频率变化剧烈并且增益随温度的变化也不可忽略。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题在于提供一种固定增益的放大器，使用户可以在很宽的频率范围内按照固定的增益将信号进行放大，同时在温度变化时保持增益稳定。

本实用新型的技术方案：

一种高精度的宽带固定增益放大器，包括输入功分器、输出功分器、输入检波器、输出检波器、模拟可控衰减器、宽带放大器、增益设置衰减器和差分积分器。其中：输入输出功分器型号为GP2X1+（MINI），工作频率为2.8GHz~7.2GHz，插损为3.5dB；输入输出检波器型号为AD8319ACPZ（ADI）工作频率为1MHz~10GHz，检波电压斜率在全频段内均为-22mV/dB；模拟可控衰减器型号为RFSA2113（Qorvo），工作频段为0.05GHz~18GHz，最大衰减值为30dB，控制电压为0~2.5V；宽带放大器为自研产品，使用多级NBB-300（Qorvo）型放大器级联实现，产品指标为频率范围为0.1GHz~12GHz，增益为42dB~32dB；增益设置衰减器为π型电阻衰减器；积分器选用常规运放积分电路实现，运算放大器型号为AD8061ART（ADI），其为轨到轨型放大器，压摆率为650V/us。

输入信号首先经输入功分器将电路分为两路：一路信号被送至输入检波器，输入检波器将输入检波电压值送给差分积分器的同相端；

另一路主信号送给可控模拟衰减器，所述模拟衰减器的衰减量受差分积分器的输出电压控制，衰减后的信号再由宽带放大器进行放大后送至输出功分器，输出功分器将一路信号直接输出，另一路信号送给增益设置衰减器，经衰减后的信号再送给输出检波器，输出检波电压送给差分积分器的反相端，所述差分积分器将衰减控制电压送给模拟可控衰减器。

进一步的，所述模拟衰减器的衰减值输入检波电压与输出检波电压的差值积分电压控制，所述差分积分器由运放实现。

进一步的，所述增益设置衰减器决定放大器增益。

进一步的，所述输入功分器和输出功分器的型号一致。

进一步的，所述输入检波器和输出检波器的型号一致。

本实用新型的有益效果：

本实用新型提供一种固定增益的放大器，使用户可以在很宽的频率范围内均按照设置好的固定增益将信号进行放大，同时在温度变化时保持增益稳定。

附图说明

图1为本实用新型的原理框图。

具体实施方式

下面结合图1对本实用新型作进一步的详细描述。

基带信号经变频器上变频为射频信号后送至固定增益放大器，经放大后的信号送至功率放大器后再经天线发射。

参考附图，本实用新型放大器主要包括：输入功分器、输出功分器、输入检波器、输出检波器、模拟可控衰减器、宽带放大器、增益设置衰减器和差分积分器。

输入信号首先经输入功分器分为两路再分别进行处理：

一路信号被送至输入检波器进行平均值检波，再将此输入信号的检波电压值送给差分积分器的同相输入端；

主信号送给可控模拟衰减器，此模拟衰减器的衰减值受差分积分器的输出电压控制，衰减后的信号再由宽带放大器进行放大后送至输出功分器后一路信号直接输出，另一路信号经增益设置衰减器衰减后再送给输出检波器进行平均值检波，输出检波电压送至差分积分器的反相端，通过积分器控制衰减器变化达到稳定增益的目的。

差分积分器采用运放电路实现，其对输入检波电压和输出检波电压的差值进行积分，而积分器输出电压的变化方向与输出检波电压的变化方向相反。如当输出检波电压大于输入检波电压时，证明此时电路增益小于设定值（因检波器检波电压斜率为负），此时积分器输出电压变小以使得模拟衰减器衰减量减小（衰减器控制电压斜率为正）使增益变大；如当输出检波电压小于输入检波电压时，证明此时电路增益大于设定值，此时积分器输出电压变大以使得模拟衰减器衰减量变大使增益变小，最终达到稳定增益的目的。

当输入检波电压与输出检波电压相等时系统增益稳定，此时进入输入输出检波器的信号幅度相等，也就是说增益设置衰减器的衰减量就等于输出信号与经输入功分器功分后信号的幅度差值，而输入功分器插损为3.5dB，因此增益设置衰减器的衰减量减去3.5dB就是输出信号与输入信号的幅度差值，也就是放大器的设定增益值。

为保证精度，输入输出功分器选用相同的型号，输入输出检波器也需要选用相同型号。在温度和频率变化时，相同型号的功分器插损变化趋势相同，相同型号的检波器也可以保证输入输出检波电压随温度和频率变化的趋势相同，这样就保证了当输入输出检波电压相等时，放大器增益就是增益设置衰减器的衰减量减去3.5dB，也就意味着放大器的增益精度主要取决于增益设置衰减器。增益设置衰减器选用π型电阻衰减器实现，而电阻性衰减器在宽温度范围和频率范围内都可以保持稳定且不变的衰减量，因此也就是说放大器随温度和频率变化时增益可以保持稳定不变。

以上所述实施方式仅为本实用新型的优选实施例，而并非本实用新型可行实施的穷举。对于本领域一般技术人员而言，在不背离本实用新型原理和精神的前提下对其所作出的任何显而易见的改动，都应当被认为包含在本实用新型的权利要求保护范围之内。

Claims (5)

1.一种高精度的宽带固定增益放大器，其特征在于，包括输入功分器、输出功分器、输入检波器、输出检波器、模拟可控衰减器、宽带放大器、增益设置衰减器和差分积分器；

输入信号首先经输入功分器将电路分为两路：一路信号被送至输入检波器，输入检波器将输入检波电压值送给差分积分器的同相端；

另一路主信号送给模拟可控衰减器，所述模拟可控衰减器的衰减量受差分积分器的输出电压控制，衰减后的信号再由宽带放大器进行放大后送至输出功分器，输出功分器将一路信号直接输出，另一路信号送给增益设置衰减器，经衰减后的信号再送给输出检波器，输出检波电压送给差分积分器的反相端，所述差分积分器将衰减控制电压送给模拟可控衰减器。

2.根据权利要求1所述的一种高精度的宽带固定增益放大器，其特征在于，所述模拟可控衰减器的衰减值受输入检波电压与输出检波电压的差值积分电压控制，所述差分积分器由运放实现。

3.根据权利要求1所述的一种高精度的宽带固定增益放大器，其特征在于，所述增益设置衰减器决定放大器增益。

4.根据权利要求1所述的一种高精度的宽带固定增益放大器，其特征在于，所述输入功分器和输出功分器的型号一致。

5.根据权利要求1所述的一种高精度的宽带固定增益放大器，其特征在于，所述输入检波器和输出检波器的型号一致。