專(zhuān)利名稱(chēng):射頻信號(hào)動(dòng)態(tài)范圍壓縮電路的制作方法
【專(zhuān)利摘要】本實(shí)用新型涉及一種射頻信號(hào)動(dòng)態(tài)范圍壓縮電路 。 該電路采用信號(hào)對(duì)消法的設(shè)計(jì)思想，利用輸入信號(hào)本身來(lái)壓縮信號(hào)的動(dòng)態(tài)范圍，并且綜合前饋與反饋電路結(jié)構(gòu)，彌補(bǔ)兩種結(jié)構(gòu)電路的弊端，形成一種通用性較強(qiáng)的信號(hào)壓縮電路。該電路包括兩個(gè)定向耦合器，還包括移相器、檢波電路、增益調(diào)節(jié)電路、反相器、功率合成電路和放大器，第一定向耦合器連接電路的輸入端、移相器和增益調(diào)節(jié)電路，移相器依次連接第二定向耦合器、檢波電路、增益調(diào)節(jié)電路及反相器，反相器和第二定向耦合器分別連接功率合成電路，功率合成電路連接放大器。通過(guò)本電路設(shè)計(jì)，即實(shí)現(xiàn)了彌補(bǔ)兩種傳統(tǒng)電路結(jié)構(gòu)的缺點(diǎn)，快速精確的控制信號(hào)功率，壓縮信號(hào)的動(dòng)態(tài)范圍的目的。
【專(zhuān)利說(shuō)明】射頻信號(hào)動(dòng)態(tài)范圍壓縮電路

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及射頻通信設(shè)備，特別涉及一種射頻信號(hào)動(dòng)態(tài)范圍壓縮電路。

【背景技術(shù)】
[0002]在射頻通信領(lǐng)域中，設(shè)備可接收信號(hào)的動(dòng)態(tài)范圍直接決定設(shè)備無(wú)失真處理信號(hào)的能力，也就是設(shè)備的線(xiàn)性度指標(biāo)。隨著科學(xué)技術(shù)的迅猛發(fā)展，電磁環(huán)境越發(fā)復(fù)雜，干擾信號(hào)的種類(lèi)和數(shù)量繁多，并且干擾信號(hào)的幅度動(dòng)態(tài)范圍很大。因此，這對(duì)射頻通信設(shè)備正常工作造成很大的壓力，因此需要在信號(hào)進(jìn)入設(shè)備之前要進(jìn)行一定的預(yù)處理，使得輸入信號(hào)在設(shè)備的正常接收范圍之內(nèi)，并且還要使設(shè)備能處在最佳的工作狀態(tài)。壓縮輸入信號(hào)的動(dòng)態(tài)范圍就是一種有效的方法。
[0003]傳統(tǒng)的信號(hào)動(dòng)態(tài)范圍壓縮分為前饋型和反饋型兩種，前饋型如圖1所示，此種類(lèi)型電路為開(kāi)環(huán)結(jié)構(gòu)，有控制和延遲兩條通路，控制通道通過(guò)檢測(cè)輸入信號(hào)強(qiáng)度，從而產(chǎn)生一個(gè)直流控制電平來(lái)控制可變?cè)鲆娣糯笃鞯脑鲆妫舆t通道則起到延遲信號(hào)的作用，直到控制通道產(chǎn)生控制電平后，信號(hào)才從可變?cè)鲆娣糯笃魍ㄟ^(guò)。此種結(jié)構(gòu)具有建立時(shí)間迅速的優(yōu)點(diǎn)，由于沒(méi)有反饋回路，因此精度控制度較低。反饋型如圖2所示，此種類(lèi)型電路采用閉環(huán)結(jié)構(gòu)，有檢測(cè)反饋回路，因此電路精度高，但是電路響應(yīng)時(shí)間較長(zhǎng)。根據(jù)應(yīng)用場(chǎng)合不同，可選用不同的電路，但是由于電磁環(huán)境日益復(fù)雜，兩種類(lèi)型電路各自的弊端愈發(fā)明顯，亟待需要一種通用性較強(qiáng)的解決方案。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]鑒于上述現(xiàn)有技術(shù)存在的問(wèn)題和缺陷，本實(shí)用新型特別提供一種射頻信號(hào)動(dòng)態(tài)范圍壓縮電路。該電路采用信號(hào)對(duì)消法的設(shè)計(jì)思想，利用輸入信號(hào)本身來(lái)壓縮信號(hào)的動(dòng)態(tài)范圍，并且綜合前饋與反饋電路結(jié)構(gòu)，彌補(bǔ)兩種結(jié)構(gòu)電路的弊端，形成一種通用性較強(qiáng)的信號(hào)壓縮電路。
[0005]本實(shí)用新型采取的技術(shù)方案是:一種射頻信號(hào)動(dòng)態(tài)范圍壓縮電路，其特征在于:該電路包括兩個(gè)定向耦合器，分別為第一定向耦合器和第二定向耦合器，還包括移相器、檢波電路、增益調(diào)節(jié)電路、反相器、功率合成電路和放大器，所述的第一定向耦合器連接模塊電路的輸入端，同時(shí)分別連接移相器和增益調(diào)節(jié)電路，移相器連接第二定向耦合器，第二定向耦合器連接檢波電路，檢波電路連接增益調(diào)節(jié)電路，增益調(diào)節(jié)電路連接反相器，反相器和第二定向耦合器分別連接功率合成電路，功率合成電路連接放大器。
[0006]本實(shí)用新型產(chǎn)生的有益效果是:通過(guò)本電路設(shè)計(jì)，即實(shí)現(xiàn)了彌補(bǔ)兩種傳統(tǒng)電路結(jié)構(gòu)的缺點(diǎn)，快速精確的控制信號(hào)功率，壓縮信號(hào)的動(dòng)態(tài)范圍的目的。

【附圖說(shuō)明】

[0007]圖1為傳統(tǒng)前饋型信號(hào)壓縮電路結(jié)構(gòu)框圖；
[0008]圖2為傳統(tǒng)反饋型信號(hào)壓縮電路結(jié)構(gòu)框圖；
[0009]圖3為本實(shí)用新型信號(hào)壓縮電路結(jié)構(gòu)框圖；
[0010]圖4為圖3中功率合成電路的原理圖；
[0011]圖5為圖3中檢波電路的原理圖；
[0012]圖6為采用前饋電路結(jié)構(gòu)進(jìn)行控制的對(duì)比結(jié)果曲線(xiàn)圖；
[0013]圖7為采用反饋電路結(jié)構(gòu)進(jìn)行控制的對(duì)比結(jié)果曲線(xiàn)圖；
[0014]圖8為采用本電路結(jié)構(gòu)進(jìn)行控制的對(duì)比結(jié)果曲線(xiàn)圖。

【具體實(shí)施方式】
[0015]以下結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步說(shuō)明:
[0016]如圖3所示，本實(shí)用新型的移相器采用Min1-Circuits公司的JSPHS-1000移相器實(shí)現(xiàn)；兩個(gè)定向I禹合器都采用的是Min1-CircuitS公司的ADC-10-4實(shí)現(xiàn)；反相器也是由移相器JSPHS-1000實(shí)現(xiàn),相位偏移180度；運(yùn)算放大器采用的是Texas Instrument公司的0PA847實(shí)現(xiàn)。增益調(diào)節(jié)電路為業(yè)內(nèi)公知的普通電路，在此不再贅述。
[0017]如圖3所示，輸入信號(hào)通過(guò)定向耦合器分成兩路信號(hào)，一路信號(hào)通過(guò)移相器之后，經(jīng)過(guò)另一個(gè)定向耦合器，耦合出的信號(hào)經(jīng)過(guò)射頻檢波電路輸出控制電壓，控制第二路的增益調(diào)節(jié)電路的增益，直通信號(hào)則輸入至功率合成電路的一個(gè)輸入端。另一路信號(hào)經(jīng)過(guò)增益調(diào)節(jié)電路進(jìn)行信號(hào)增益調(diào)節(jié)，之后經(jīng)過(guò)反相器進(jìn)行相位反轉(zhuǎn)，輸入至功率合成器電路的另一個(gè)輸入端與前一路信號(hào)進(jìn)行合路，合路之后的信號(hào)通過(guò)射頻放大器進(jìn)行增益補(bǔ)償。由于兩路信號(hào)相位相反，所以合路后能夠達(dá)到信號(hào)對(duì)消，防止輸出信號(hào)過(guò)大的目的，壓縮了信號(hào)的動(dòng)態(tài)范圍。
[0018]如圖4所示，本實(shí)用新型的功率合成電路采用十一個(gè)T型微帶線(xiàn)、六個(gè)弧形微帶線(xiàn)和兩個(gè)帶狀微帶線(xiàn)，其中，T型微帶線(xiàn)TEE3的I腳連接該電路的INPUTl輸入端，T型微帶線(xiàn)TEE3的2腳通過(guò)弧形微帶線(xiàn)⑶RVEI連接T型微帶線(xiàn)TEEl的3腳，T型微帶線(xiàn)TEE3的3腳通過(guò)電阻R7連接T型微帶線(xiàn)TEE9的2腳，T型微帶線(xiàn)TEE9的I腳連接該電路的INPUT2輸入端，T型微帶線(xiàn)TEE9的3腳通過(guò)弧形微帶線(xiàn)⑶RVE4連接T型微帶線(xiàn)TEE7的2腳，T型微帶線(xiàn)TEE7的I腳連接T型微帶線(xiàn)TEElO的I腳，T型微帶線(xiàn)TEElO的3腳通過(guò)弧形微帶線(xiàn)⑶RVE3連接T型微帶線(xiàn)TEE8的2腳，T型微帶線(xiàn)TEElO的2腳通過(guò)電阻R8連接T型微帶線(xiàn)TEE4的3腳，T型微帶線(xiàn)TEE4的I腳連接T型微帶線(xiàn)TEEl的I腳，T型微帶線(xiàn)TEE4的2腳通過(guò)弧形微帶線(xiàn)⑶RVE2連接T型微帶線(xiàn)TEE2的3腳，T型微帶線(xiàn)TEE2的I腳連接T型微帶線(xiàn)TEE5的I腳，T型微帶線(xiàn)TEE5的I腳通過(guò)弧形微帶線(xiàn)⑶RVE5連接帶狀微帶線(xiàn)TLl的一端，T型微帶線(xiàn)TEE5的3腳通過(guò)電阻R9連接T型微帶線(xiàn)TEEll的2腳，T型微帶線(xiàn)TEEll的I腳連接T型微帶線(xiàn)TEE8的I腳，T型微帶線(xiàn)TEEll的3腳通過(guò)弧形微帶線(xiàn)⑶RVE6連接帶狀微帶線(xiàn)TL2的一端，帶狀微帶線(xiàn)TL2的另一端連接T型微帶線(xiàn)TEE6的2腳，T型微帶線(xiàn)TEE6的3腳連接帶狀微帶線(xiàn)TLl的另一端，T型微帶線(xiàn)TEE6的I腳為該電路的OUTPUT輸出端。
[0019]圖中INPUTl和INPUT2是功率合成電路的兩個(gè)輸入端，OUTPUT是功率合成電路的輸出端。兩路信號(hào)分別經(jīng)過(guò)T型微帶線(xiàn)TEE3和TEE9之后經(jīng)過(guò)弧形微帶線(xiàn)⑶RVEl和弧形微帶線(xiàn)⑶RVE4。再經(jīng)過(guò)T型微帶線(xiàn)TEEl和T型微帶線(xiàn)TEE7之后，分別輸入至T型微帶線(xiàn)TEE4和T型微帶線(xiàn)TEE10，之后分別經(jīng)過(guò)弧形微帶線(xiàn)⑶RVE2和弧形微帶線(xiàn)⑶RVE3，之后再分別經(jīng)過(guò)T型微帶線(xiàn)TEE2和T型微帶線(xiàn)TEE8，兩路信號(hào)分別經(jīng)過(guò)T型微帶線(xiàn)TEE5和T型微帶線(xiàn)TEE11，之后兩路信號(hào)分別經(jīng)過(guò)弧形微帶線(xiàn)⑶RVE5和弧形微帶線(xiàn)⑶RVE6，之后兩路信號(hào)再分別經(jīng)過(guò)帶狀微帶線(xiàn)TLl和帶狀微帶線(xiàn)TL2，最后兩路信號(hào)通過(guò)T型微帶線(xiàn)TEE6合成一路信號(hào)輸出。功率合成器電路中的電阻R7、電阻R8、電阻R9通過(guò)T型微帶線(xiàn)并聯(lián)。電阻R7，電阻R8，電阻R9的功能就是隔離在模塊電路中傳輸?shù)膬陕沸盘?hào)。
[0020]如圖5所示，本實(shí)用新型的檢波電路采用兩個(gè)運(yùn)算放大器，分別為第一級(jí)運(yùn)算放大器Ul和第二級(jí)運(yùn)算放大器U2，第一級(jí)運(yùn)算放大器的4腳通過(guò)電阻R4連接信號(hào)輸入端，電阻R2兩端分別連接第一級(jí)運(yùn)算放大器的4腳和二極管Dl的陽(yáng)極，電阻Rl兩端分別連接第一級(jí)運(yùn)算放大器的4腳和二極管D2的陰極，并且通過(guò)電阻R5連接至第二級(jí)運(yùn)算放大器U2的4腳，同時(shí)第二級(jí)運(yùn)算放大器U2的4腳通過(guò)電阻R3又連接至第一級(jí)運(yùn)算放大器Ul的4腳，二極管Dl的陰極與二極管D2的陽(yáng)極連接，并且連接至第一級(jí)運(yùn)算放大器的I腳，電阻R6和電容Cl并聯(lián)在第二級(jí)運(yùn)算放大器U2的4腳和I腳，第一級(jí)運(yùn)算放大器Ul的6腳和第二級(jí)運(yùn)算放大器U2的6腳分別接+5V電源，第一級(jí)運(yùn)算放大器Ul的2腳和第二級(jí)運(yùn)算放大器U2的2腳分別接-5V電源，第一級(jí)運(yùn)算放大器Ul的3腳和第二級(jí)運(yùn)算放大器U2的3腳分別接GND端，第二級(jí)運(yùn)算放大器U2的I腳為信號(hào)輸出端。
[0021 ] 檢波電路主要由兩極運(yùn)算放大器組成，第一級(jí)運(yùn)算放大器及其外圍的電路主要實(shí)現(xiàn)了全波的整流和檢波，而第二級(jí)運(yùn)算放大器以及電容Cl和電阻R6實(shí)現(xiàn)了一個(gè)低通濾波器，輸入射頻信號(hào)的功率變化進(jìn)行緩沖。
[0022]如圖6、圖7和圖8所示，圖中橫軸表示時(shí)間time,單位為納秒nsec,縱軸表示功率，單位為dBm，實(shí)線(xiàn)是實(shí)際的輸出功率PIFout，而虛線(xiàn)代表輸入功率Pinput，具體說(shuō)明如下:
[0023]圖6、圖7和圖8分別為采用前饋電路結(jié)構(gòu)、反饋電路結(jié)構(gòu)和本實(shí)用新型電路結(jié)構(gòu)進(jìn)行控制的結(jié)果圖，圖中實(shí)線(xiàn)為實(shí)際輸出的信號(hào)功率，虛線(xiàn)為輸入信號(hào)的功率，目標(biāo)輸出功率為lOdBm，ml點(diǎn)是輸出功率穩(wěn)定點(diǎn)，time表示的是輸出功率達(dá)到穩(wěn)定時(shí)所用的時(shí)間。
[0024]如圖6所示,ml點(diǎn)穩(wěn)定時(shí)間time=130nsec,而輸出功率PIFout=Il.161,與目標(biāo)輸出功率的偏差為1.161。圖7中ml點(diǎn)穩(wěn)定時(shí)間time=190nsec，而輸出功率PIFout=9.919，與目標(biāo)輸出功率的偏差是0.081。圖8中ml點(diǎn)穩(wěn)定時(shí)間time=140nsec，而輸出功率PIFout=9.988，與目標(biāo)輸出功率的偏差為0.012。從這三個(gè)圖可以得出，輸出功率達(dá)到穩(wěn)定所需的時(shí)間圖6最短，圖7最長(zhǎng)，而圖8則稍遜于圖6，但是在控制精度方面上，圖8控制所能達(dá)到的精度最高，圖7的控制精度最低。
[0025]由此可見(jiàn)，本電路達(dá)到了彌補(bǔ)兩種傳統(tǒng)電路結(jié)構(gòu)的缺點(diǎn)，快速精確的控制信號(hào)功率，壓縮信號(hào)的動(dòng)態(tài)范圍的目的。
【權(quán)利要求】
1.一種射頻信號(hào)動(dòng)態(tài)范圍壓縮電路，其特征在于:該電路包括兩個(gè)定向耦合器，分別為第一定向耦合器和第二定向耦合器，還包括移相器、檢波電路、增益調(diào)節(jié)電路、反相器、功率合成電路和放大器，所述的第一定向耦合器連接模塊電路的輸入端，同時(shí)分別連接移相器和增益調(diào)節(jié)電路，移相器連接第二定向耦合器，第二定向耦合器連接檢波電路，檢波電路連接增益調(diào)節(jié)電路，增益調(diào)節(jié)電路連接反相器，反相器和第二定向耦合器分別連接功率合成電路，功率合成電路連接放大器。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的射頻信號(hào)動(dòng)態(tài)范圍壓縮電路，其特征在于:功率合成電路采用十一個(gè)T型微帶線(xiàn)、六個(gè)弧形微帶線(xiàn)和兩個(gè)帶狀微帶線(xiàn)，其中，T型微帶線(xiàn)TEE3的I腳連接該電路的INPUTl輸入端，T型微帶線(xiàn)TEE3的2腳通過(guò)弧形微帶線(xiàn)⑶RVEl連接T型微帶線(xiàn)TEEl的3腳，T型微帶線(xiàn)TEE3的3腳通過(guò)電阻R7連接T型微帶線(xiàn)TEE9的2腳，T型微帶線(xiàn)TEE9的I腳連接該電路的INPUT2輸入端，T型微帶線(xiàn)TEE9的3腳通過(guò)弧形微帶線(xiàn)⑶RVE4連接T型微帶線(xiàn)TEE7的2腳，T型微帶線(xiàn)TEE7的I腳連接T型微帶線(xiàn)TEElO的I腳，T型微帶線(xiàn)TEElO的3腳通過(guò)弧形微帶線(xiàn)⑶RVE3連接T型微帶線(xiàn)TEE8的2腳，T型微帶線(xiàn)TEElO的2腳通過(guò)電阻R8連接T型微帶線(xiàn)TEE4的3腳，T型微帶線(xiàn)TEE4的I腳連接T型微帶線(xiàn)TEEl的I腳，T型微帶線(xiàn)TEE4的2腳通過(guò)弧形微帶線(xiàn)⑶RVE2連接T型微帶線(xiàn)TEE2的3腳，T型微帶線(xiàn)TEE2的I腳連接T型微帶線(xiàn)TEE5的I腳，T型微帶線(xiàn)TEE5的I腳通過(guò)弧形微帶線(xiàn)⑶RVE5連接帶狀微帶線(xiàn)TLl的一端，T型微帶線(xiàn)TEE5的3腳通過(guò)電阻R9連接T型微帶線(xiàn)TEEll的2腳，T型微帶線(xiàn)TEEll的I腳連接T型微帶線(xiàn)TEE8的I腳，T型微帶線(xiàn)TEEll的3腳通過(guò)弧形微帶線(xiàn)⑶RVE6連接帶狀微帶線(xiàn)TL2的一端，帶狀微帶線(xiàn)TL2的另一端連接T型微帶線(xiàn)TEE6的2腳，T型微帶線(xiàn)TEE6的3腳連接帶狀微帶線(xiàn)TLl的另一端，T型微帶線(xiàn)TEE6的I腳為該電路的OUTPUT輸出端。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的射頻信號(hào)動(dòng)態(tài)范圍壓縮電路，其特征在于:檢波電路采用兩個(gè)運(yùn)算放大器，分別為第一級(jí)運(yùn)算放大器Ul和第二級(jí)運(yùn)算放大器U2，第一級(jí)運(yùn)算放大器的4腳通過(guò)電阻R4連接信號(hào)輸入端，電阻R2兩端分別連接第一級(jí)運(yùn)算放大器的4腳和二極管Dl的陽(yáng)極，電阻Rl兩端分別連接第一級(jí)運(yùn)算放大器的4腳和二極管D2的陰極，并且通過(guò)電阻R5連接至第二級(jí)運(yùn)算放大器U2的4腳，同時(shí)第二級(jí)運(yùn)算放大器U2的4腳通過(guò)電阻R3又連接至第一級(jí)運(yùn)算放大器Ul的4腳，二極管Dl的陰極與二極管D2的陽(yáng)極連接，并且連接至第一級(jí)運(yùn)算放大器的I腳，電阻R6和電容Cl并聯(lián)在第二級(jí)運(yùn)算放大器U2的4腳和I腳，第一級(jí)運(yùn)算放大器Ul的6腳和第二級(jí)運(yùn)算放大器U2的6腳分別接+5V電源，第一級(jí)運(yùn)算放大器Ul的2腳和第二級(jí)運(yùn)算放大器U2的2腳分別接-5V電源，第一級(jí)運(yùn)算放大器Ul的3腳和第二級(jí)運(yùn)算放大器U2的3腳分別接GND端，第二級(jí)運(yùn)算放大器U2的I腳為信號(hào)輸出端。
【文檔編號(hào)】H03G3-20GK204290897SQ201420695586
【發(fā)明者】孫毅, 王衛(wèi)龍, 張睿, 錢(qián)瑞杰, 張曉峰, 楊純璞, 李洋 [申請(qǐng)人]天津光電通信技術(shù)有限公司