CN218499117U - 一种零中频放大电路及电子设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种零中频放大电路及电子设备，零中频放大电路包括：第一隔直电路、放大器、偏置电路和第二隔直电路；第一隔直电路的输入端连接信号输入端，第一隔直电路的输出端连接放大器的输入端，放大器的输出端连接偏置电路和第二隔直电路的输入端，第二隔直电路的输出端连接信号输出端；第一隔直电路和第二隔直电路均采用多电容并联形式，偏置电路采用电阻电容式偏置电路；零中频放大电路工作于9KHz～300MHz。本实用新型通过隔直电路隔离外部的直流部分，同时使射频信号无损地通过，并且隔直电路采用多档次电容并联形式，从而保证9KHz～300MHz的射频信号均可以无损地通过；偏置电路采用电阻电容式偏置电路，可有效降低偏置电路的尺寸，降低成本。

Description

一种零中频放大电路及电子设备

技术领域

本实用新型涉及无线电接收技术领域，尤其涉及一种零中频放大电路及电子设备。

背景技术

在无线电接收系统中，有两种主要的架构：超外差式接收机和零中频接收机，两种接收机都可以将调制RF信号转换为基带I/Q信号。

零中频接收机为无需经过中频，能直接把射频信号转换为原传送信号的接收机。没有镜像干扰，容易实现单片集成。零中频接收机使用与发射RF频率相同的LO频率。

零中频接收机需要零中频的放大器，目前大部分的放大器均工作在10MHz以上，10MHz以下要么器件不能正常工作，要么没有测试数据做支撑。因此研究零中频的放大器，对于零中频接收机的实现有重要的意义。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是针对现有技术的不足，提供一种零中频放大电路及电子设备。

本实用新型解决上述技术问题的技术方案如下：一种零中频放大电路，包括：第一隔直电路、放大器、偏置电路和第二隔直电路；所述第一隔直电路的输入端连接信号输入端，第一隔直电路的输出端连接所述放大器的输入端，所述放大器的输出端连接所述偏置电路和所述第二隔直电路的输入端，所述第二隔直电路的输出端连接信号输出端；所述第一隔直电路和所述第二隔直电路均采用多电容并联形式，且多个电容分属于不同的电容档次，保证9KHz～300MHz的射频信号无损通过；所述偏置电路采用电阻电容式偏置电路；所述零中频放大电路工作于9KHz～300MHz。

本实用新型的有益效果是：通过设计第一隔直电路和第二隔直电路，实现隔离外部的直流部分，同时使射频信号无损地通过，并且第一隔直电路和第二隔直电路均采用多电容并联形式，且多个电容分属于不同的电容档次，从而保证9KHz～300MHz的射频信号均可以无损的通过；偏置电路采用电阻电容式偏置电路，可有效降低偏置电路的尺寸，降低成本。

在上述技术方案的基础上，本实用新型还可以做如下改进。

进一步，所述第一隔直电路包括第一隔直电容C1、第二隔直电容C2和第三隔直电容C3，所述第一隔直电容C1、第二隔直电容C2和第三隔直电容C3并联连接。

采用上述进一步方案的有益效果：第一隔直电路采用三个电容档次的电容并联形式，一方面可以实现隔离外部的直流部分，另一方面可以实现频率的选择，从而保证9KHz～300MHz的射频信号均可以无损的通过。

进一步，所述第一隔直电容C1取值范围为47uF～100uF，所述第二隔直电容C2取值范围为1uF～10uF，所述第三隔直电容C3取值范围为100pF～1000pF。

采用上述进一步方案的有益效果：采用三个电容档次来设计隔直电路,可有效保证9KHz～300MHz的射频信号均可以无损的通过。

进一步，所述偏置电路包括第一电阻R1、第二电阻R2和第四电容C4，所述第一电阻R1和第二电阻R2并联，且第一公共端连接所述放大器的输出端，第二公共端连接电源端，所述第四电容C4的一端连接电源端，另一端接地。

采用上述进一步方案的有益效果：通过并联的第一电阻和第二电阻，与第四电容构成电阻电容式偏置电路，相比于电感电容式偏置电路，可有效减小偏置电路的尺寸，降低电路成本；并且电阻采用第一电阻和第二电阻并联的形式，可有效保障散热及降额的可靠性；依据ADS软件仿真结果，该偏置电路形式对9KHz～300MHz有10dB以上的抑制，满足偏置电路的设计需求。

进一步，所述第一电阻R1和第二电阻R2的阻值均为220Ω，所述第四电容C4采用1uF电容。

进一步，所述偏置电路包括第三电阻R3和第四电容C4，所述第三电阻的一端端连接所述放大器的输出端，另一端连接电源端；所述第四电容C4的一端连接电源端，另一端接地；所述第三电阻R3阻值为110Ω，所述第四电容C4采用1uF电容。

采用上述进一步方案的有益效果：通过第三电阻与第四电容构成电阻电容式偏置电路，相比于电感电容式偏置电路，可有效减小偏置电路的尺寸，降低电路成本；依据ADS软件仿真结果，该偏置电路形式对9KHz～300MHz有10dB以上的抑制，满足偏置电路的设计需求。

进一步，所述第二隔直电路包括第五隔直电容C5、第六隔直电容C6和第七隔直电容C7，所述第五隔直电容C5、第六隔直电容C6和第七隔直电容C7并联连接。

采用上述进一步方案的有益效果：第二隔直电路采用三个电容档次的电容并联形式，一方面可以实现隔离外部的直流部分，另一方面可以实现频率的选择，从而保证9KHz～300MHz的射频信号均可以无损的通过。

进一步，所述第五隔直电容取值范围为47uF～100uF，所述第六隔直电容C6取值范围为1uF～10uF，所述第七隔直电容C7取值范围为100pF～1000pF。

采用上述进一步方案的有益效果：采用三个电容档次来设计隔直电路,可有效保证9KHz～300MHz的射频信号均可以无损的通过。

进一步，所述放大器的工作频率范围为DC～4GHz，在100MHz增益约为20dB，输出功率1dB压缩点P-1为18dBm，工作电压5V，工作电流65mA。

采用上述进一步方案的有益效果：其工作频率可以最低至9KHz，且能保证9KHz～300MHz增益平坦度在2dB以内。

本实用新型解决上述技术问题的技术方案如下：一种电子设备，包括上述技术方案所述的零中频放大电路。

附图说明

图1为本实用新型实施例一提供的零中频放大电路的电路结构图；

图2为本实用新型实施例二提供的零中频放大电路的电路结构图。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本实用新型，并非用于限定本实用新型的范围。

实施例一

如图1所示，本实用新型实施例提供一种零中频放大电路，包括：第一隔直电路、放大器、偏置电路和第二隔直电路；第一隔直电路的输入端连接信号输入端，第一隔直电路的输出端连接放大器的输入端，放大器的输出端连接偏置电路和第二隔直电路的输入端，第二隔直电路的输出端连接信号输出端；第一隔直电路和第二隔直电路采用多电容并联形式，且多个电容分属于不同的电容档次，保证9KHz～300MHz的射频信号无损通过；偏置电路采用电阻电容式偏置电路；零中频放大电路工作于9KHz～300MHz。

上述实施例中，通过设计第一隔直电路和第二隔直电路，实现隔离外部的直流部分，同时使射频信号无损地通过，并且第一隔直电路和第二隔直电路均采用多电容并联形式，多个电容分属于不同的电容档次，从而保证9KHz～300MHz的射频信号均可以无损的通过；偏置电路采用电阻电容式偏置电路，可有效降低偏置电路的尺寸，降低成本。

可选地，第一隔直电路包括第一隔直电容C1、第二隔直电容C2和第三隔直电容C3，第一隔直电容C1、第二隔直电容C2和第三隔直电容C3并联连接，第一隔直电容C1、第二隔直电容C2和第三隔直电容C3分属于三个电容档次，可使9KHz～300MHz的射频信号均可以无损通过。射频工作的频段越低，所需要的容值就越大；反之，频段越高所需的容值就越小。当频段低至几百KHz时，所需的容值大约在uF级别。第一隔直电容C1取值范围为47uF～100uF，第二隔直电容C2取值范围为1uF～10uF，第三隔直电容C3取值范围为100pF～1000pF。优选地，第一隔直电容选用47uF电容、第二隔直电容选用1uF电容，第三隔直电容选用1000pF电容。本实用新型实施例采用47uF、1uF、1000pF三个电容档次来设计隔直电路,一方面可以实现隔离外部的直流部分，另一方面可以实现频率的选择，从而保证9KHz～300MHz的射频信号均可以无损的通过。

可选地，偏置电路包括第一电阻R1、第二电阻R2和第四电容C4，第一电阻R1和第二电阻R2并联，且第一公共端连接放大器的输出端，第二公共端连接电源端，第四电容C4的一端连接电源端，另一端接地。在一个实施例中，第一电阻R1和第二电阻R2的阻值为220Ω，第四电容C4采用1uF电容。

本实用新型实施例中，通过并联的第一电阻和第二电阻，与第四电容构成电阻电容式偏置电路，相比于电感电容式偏置电路，可有效减小偏置电路的尺寸，降低电路成本；并且电阻采用第一电阻和第二电阻并联的形式，可有效保障散热及降额的可靠性；依据ADS软件仿真结果，该偏置电路形式对9KHz～300MHz有10dB以上的抑制，满足偏置电路的设计需求。

可选地，第二隔直电路包括第五隔直电容C5、第六隔直电容C6和第七隔直电容C7，第五隔直电容C5、第六隔直电容C6和第七隔直电容C7并联连接，第五隔直电容C5、第六隔直电容C6和第七隔直电容C7分属于三个电容档次，可使9KHz～300MHz的射频信号均可以无损通过。第五隔直电容C5取值范围为47uF～100uF，第六隔直电容C6取值范围为1uF～10uF，第七隔直电容C7取值范围为100pF～1000pF。在一个实施例中，第五隔直电容C5采用47uF电容，第六隔直电容C6采用1uF电容，第七隔直电容C7采用1000pF电容。本实用新型采用47uF、1uF、1000pF三个电容档次来设计隔直电路,一方面可以实现隔离外部的直流部分，另一方面可以实现频率的选择，从而保证9KHz～300MHz的射频信号均可以无损的通过。

如表1所示，本实用新型实施例所选用的放大器的工作频率范围为DC～4GHz，在0.1GHz增益为20.2dB，在4GHz增益为14dB；输出功率1dB压缩点在0.1GHz为18.4dBm，在4GHz为12.5dBm，典型工作电压4.9V，电流65mA。

表1

本实用新型实施例设计的9KHz～300MHz零中频放大器，经实际测试，其工作频率可以到9KHz，9KHz～300MHz增益平坦度可以做到≤±1dB，整个频带内P-1可以做到≥15dB，满足零中频接收机的使用需求。

实施例二

如图2所示，该实施例与实施例一的区别在于：该实施例中，偏置电路包括第三电阻R3和第四电容C4。第三电阻R3的一端端连接放大器的输出端，另一端连接电源端；第四电容C4的一端连接电源端，另一端接地；第三电阻R3阻值为110Ω，第四电容C4采用1uF电容。

本实用新型实施例通过第三电阻与第四电容构成电阻电容式偏置电路，相比于电感电容式偏置电路，可有效减小偏置电路的尺寸，降低电路成本；依据ADS软件仿真结果，该偏置电路形式对9KHz～300MHz有10dB以上的抑制，满足偏置电路的设计需求。

本实用新型实施例还提供一种电子设备，包括上述技术方案所述的零中频放大电路。电子设备可以为零中频接收机。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种零中频放大电路，其特征在于，包括：第一隔直电路、放大器、偏置电路和第二隔直电路；

所述第一隔直电路的输入端连接信号输入端，第一隔直电路的输出端连接所述放大器的输入端，所述放大器的输出端连接所述偏置电路和所述第二隔直电路的输入端，所述第二隔直电路的输出端连接信号输出端；

所述第一隔直电路和所述第二隔直电路均采用多电容并联形式，且多个电容分属于不同的电容档次，保证9KHz～300MHz的射频信号无损通过；所述偏置电路采用电阻电容式偏置电路；所述零中频放大电路工作于9KHz～300MHz。

2.根据权利要求1所述的零中频放大电路，其特征在于，所述第一隔直电路包括第一隔直电容C1、第二隔直电容C2和第三隔直电容C3，所述第一隔直电容C1、第二隔直电容C2和第三隔直电容C3并联连接。

3.根据权利要求2所述的零中频放大电路，其特征在于，所述第一隔直电容C1取值范围为47uF～100uF，所述第二隔直电容C2取值范围为1uF～10uF，所述第三隔直电容C3取值范围为100pF～1000pF。

4.根据权利要求1所述的零中频放大电路，其特征在于，所述偏置电路包括第一电阻R1、第二电阻R2和第四电容C4，所述第一电阻R1和第二电阻R2并联，且第一公共端连接所述放大器的输出端，第二公共端连接电源端，所述第四电容C4的一端连接电源端，另一端接地。

5.根据权利要求4所述的零中频放大电路，其特征在于，所述第一电阻R1和第二电阻R2的阻值均为220Ω，所述第四电容C4采用1uF电容。

6.根据权利要求1所述的零中频放大电路，其特征在于，所述偏置电路包括第三电阻R3和第四电容C4，所述第三电阻R3的一端端连接所述放大器的输出端，另一端连接电源端；所述第四电容C4的一端连接电源端，另一端接地；所述第三电阻R3阻值为110Ω，所述第四电容C4采用1uF电容。

7.根据权利要求1所述的零中频放大电路，其特征在于，所述第二隔直电路包括第五隔直电容C5、第六隔直电容C6和第七隔直电容C7，所述第五隔直电容C5、第六隔直电容C6和第七隔直电容C7并联连接。

8.根据权利要求7所述的零中频放大电路，其特征在于，所述第五隔直电容C5取值范围为47uF～100uF，所述第六隔直电容C6取值范围为1uF～10uF，所述第七隔直电容C7取值范围为100pF～1000pF。

9.根据权利要求1至8任一项所述的零中频放大电路，其特征在于，所述放大器的工作频率范围为DC～4GHz，在100MHz增益为20dB，输出功率1dB压缩点P-1为18dBm，工作电压5V，工作电流65mA。

10.一种电子设备，其特征在于，包括权利要求1至9任一项所述的零中频放大电路。

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