本發(fā)明屬電路技術(shù)領(lǐng)域，具體是利用二極管、三極管、場(chǎng)效應(yīng)管和非門(mén)等分立元件，實(shí)現(xiàn)功率放大器的漏極電壓切換功能，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)輸出功率的幅度切換功能。

背景技術(shù)：

隨著固態(tài)電路技術(shù)不斷發(fā)展，雷達(dá)系統(tǒng)對(duì)功率放大電路提出了更為復(fù)雜的要求。尤其是大功率放大器需要在高、低輸出功率分檔切換的功能。雷達(dá)發(fā)射機(jī)或收發(fā)組件中使用的功率放大電路中，放大器均工作在飽和狀態(tài)，從而保證其能夠在大帶寬的情況下具有良好的帶內(nèi)功率平坦度以及環(huán)境適應(yīng)性。但是在飽和態(tài)工作的放大器，如果通過(guò)切換其輸入功率大小的方式來(lái)實(shí)現(xiàn)放大器輸出功率幅度的切換，會(huì)出現(xiàn)放大器從飽和態(tài)進(jìn)入線性態(tài)的狀況，放大器的工作狀態(tài)會(huì)發(fā)生較大變化，因此其帶內(nèi)功率平坦度和環(huán)境適應(yīng)性都會(huì)下降。但是如果通過(guò)調(diào)整放大器漏極的饋電電壓，部分降低其工作電壓，則可降低其功率增益和飽和輸出功率。由于少量電源電壓的降低，放大器的工作特性不會(huì)有較大范圍的變換，因此其仍能保證較好的功率平坦度與環(huán)境適應(yīng)性，而且其電源電壓調(diào)整范圍也明顯小于輸入功率的變化范圍，其效果優(yōu)于輸入功率切換的方法。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

要解決的技術(shù)問(wèn)題

為了避免現(xiàn)有技術(shù)的不足之處，本發(fā)明提出一種放大器漏極電源電壓切換電路。

技術(shù)方案

一種放大器漏極電源電壓切換電路，其特征在于包括非門(mén)d1、npn三極管v1、npn三級(jí)管v2、mosfet開(kāi)關(guān)管v3、mosfet開(kāi)關(guān)管v4、二極管v5、電阻r1、電阻r2、電阻r3、電阻r4、電阻r5和電阻r6；控制信號(hào)分為上下兩個(gè)支路，上支路與電阻r1的一端相連，電阻r1的另一端與npn三極管v1的b極連接，npn三極管v1的e極接地，c極與電阻r5的一端連接，電阻r5的另一端與mosfet開(kāi)關(guān)管v3的柵極連接，mosfet開(kāi)關(guān)管v3的柵極和源極之間通過(guò)電阻r3連接在一起，源極連接到電源vcc1，mosfet開(kāi)關(guān)管v3的漏極為電壓輸出端vo；控制信號(hào)的下支路，先經(jīng)過(guò)非門(mén)d1，再連接到電阻r2的一端，電阻r2的另一端與npn三級(jí)管v2的b極相連，npn三級(jí)管v2的e極接地，c極經(jīng)過(guò)電路r6與mosfet開(kāi)關(guān)管v4的柵極連接，mosfet開(kāi)關(guān)管v4的柵極和源極之間通過(guò)電阻r4連接在一起，源極連接到電源vcc2，mosfet開(kāi)關(guān)管v4的漏極電壓經(jīng)過(guò)二極管v5到達(dá)電壓輸出端vo，vo經(jīng)過(guò)漏極匹配支節(jié)接入到射頻放大器的漏極；所述的電源vcc1大于電源vcc2。

所述的非門(mén)d1的型號(hào)為sn74lvc1gu04db。

所述的npn三極管v1和npn三級(jí)管v2的型號(hào)為pmbt2222。

所述的mosfet開(kāi)關(guān)管v3和mosfet開(kāi)關(guān)管v4的型號(hào)為csd25302q2。

所述的二極管v5的型號(hào)為es2b。

所述的電阻r1和電阻r2的阻值為100歐姆。

所述的電阻r3和電阻r4的阻值為510歐姆。

所述的電阻r5和電阻r6的阻值為5.1歐姆。

有益效果

本發(fā)明提出的一種放大器漏極電源電壓切換電路，有益效果如下：

[1]本設(shè)計(jì)針對(duì)放大器的工作特性，設(shè)計(jì)了p溝道m(xù)dsfet開(kāi)關(guān)管作為電壓開(kāi)關(guān)，只要選擇合適的二極管，就可以保證開(kāi)關(guān)電路高速切換，且具有大的電流驅(qū)動(dòng)能力。

[2]本設(shè)計(jì)具有良好的通用性，根據(jù)不同的放大器工作電壓，可以選用不同型號(hào)的npn三極管和mosfet管，則可適應(yīng)不同工作電壓要求。

[3]本設(shè)計(jì)具有較好的可擴(kuò)展性，通過(guò)將非門(mén)更換為譯碼器，同時(shí)增加帶有二極管的開(kāi)關(guān)電路，則可實(shí)現(xiàn)更多路的開(kāi)關(guān)控制，從而實(shí)現(xiàn)更多種工作電壓的切換功能。

附圖說(shuō)明

圖1放大器電源電壓切換電路原理圖

圖2放大器電源電壓切換電路印制板圖

圖3放大器電源電壓切換電路的測(cè)試結(jié)果圖

具體實(shí)施方式

現(xiàn)結(jié)合實(shí)施例、附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步描述：

本發(fā)明主要是針對(duì)雷達(dá)固態(tài)發(fā)射機(jī)中所需的輸出信號(hào)高、低功率切換功能，設(shè)計(jì)出的一種放大器漏極電源電壓切換電路。此電源切換電路采用多個(gè)分立元件實(shí)現(xiàn)，簡(jiǎn)單易行，靈活小巧，電氣性能好，且適用性強(qiáng)。通過(guò)調(diào)整不同型號(hào)的二極管、三極管和mosfet管可實(shí)現(xiàn)不同電壓范圍的切換功能；通過(guò)增加開(kāi)關(guān)通道和譯碼器的方式可以實(shí)現(xiàn)更多路通道電壓快速切換的功能，具有良好的通用性和可擴(kuò)展性。

本電路利用p溝道m(xù)osfet良好的大電流開(kāi)關(guān)特性，設(shè)計(jì)出2路不同電壓的電路開(kāi)關(guān)，利用二極管的單向?qū)ㄌ匦?，將兩個(gè)開(kāi)關(guān)的輸出端集合在一起，實(shí)現(xiàn)保證電源電壓輸出不會(huì)在開(kāi)關(guān)之間串?dāng)_。輸入控制端通過(guò)非門(mén)實(shí)現(xiàn)邏輯兩路電源電壓的反相控制功能，已保證同一時(shí)刻只能有一種電壓輸出的功能。

電路的連接關(guān)系如下：控制信號(hào)進(jìn)入本電路后，分為上下兩個(gè)支路，上支路連接到電阻r1，然后接入到三極管v1的b極，三極管v1的e極接地，c極經(jīng)過(guò)電路r5與場(chǎng)效應(yīng)管v3的柵極連接，v3的柵極和源極之間通過(guò)電阻r3連接在一起，源極連接到電源vcc1，v3的漏極為電壓輸出端vo；控制信號(hào)進(jìn)入下支路后，先經(jīng)過(guò)非門(mén)，再連接到電阻r2，然后接入到三極管v2的b極，三極管v2的e極接地，c極經(jīng)過(guò)電路r6與場(chǎng)效應(yīng)管v4的柵極連接，v4的柵極和源極之間通過(guò)電阻r4連接在一起，源極連接到電源vcc2，v3的漏極電壓經(jīng)過(guò)二極管v5到達(dá)輸出端vo；vo經(jīng)過(guò)漏極匹配支節(jié)接入到射頻放大器的漏極。

電路工作原理如下：如圖1所示，控制信號(hào)(ttl形式)進(jìn)入本電路中后，分為兩路信號(hào)，一路經(jīng)過(guò)電阻r1后進(jìn)入npn三極管v1，當(dāng)控制信號(hào)為高電平，大于三極管v1的vbe的導(dǎo)通電壓，b極與e極導(dǎo)通，從而促使c極與e極導(dǎo)通，c極電壓被拉低到0.3v～0.7v左右。電源vcc1經(jīng)過(guò)電阻r3與r5分壓，其中r5＜＜r3，因此mosfet開(kāi)關(guān)管v3的柵極電壓被拉低，r3上的電壓差大于v3的導(dǎo)通電壓vgs，所以s極與g極導(dǎo)通，進(jìn)而使得s極與d極導(dǎo)通，vcc1通過(guò)開(kāi)關(guān)管v3輸出給射頻功率放大器的漏極。其中vcc1大于vcc2，因此二極管v5可保證v3輸出的電流不會(huì)反向灌入下路電路。此時(shí)的下路電路由于輸入信號(hào)為高電平因此經(jīng)過(guò)非門(mén)d1后輸出為低電平，因此電阻r2兩端也為低電平，三級(jí)管v2的b極被拉低，v2的vbe差值小于導(dǎo)通電壓，b極與e極不導(dǎo)通，因此c極與e極也阻斷。因此三極管v2的c極與mosfet開(kāi)關(guān)管v4的s極和g極同為高電壓vcc2，s極與g極無(wú)壓差，因而無(wú)法使s極與g極導(dǎo)通，也就無(wú)法推動(dòng)s極與d極導(dǎo)通輸出，如前文二極管v5也同時(shí)起到截?cái)嘧饔谩．?dāng)控制信號(hào)為低電平時(shí)，電路工作方式相同，原理相同，vcc2在開(kāi)關(guān)管v4導(dǎo)通狀態(tài)下輸出給射頻功率放大器的漏極，此時(shí)vcc1因開(kāi)關(guān)管v3關(guān)斷，vcc2小于vcc1，因而也不會(huì)反串入上路電路。

如果將非門(mén)換為譯碼器，則可實(shí)現(xiàn)更多路的控制功能，只要將圖1中下框圖電路同樣增加即可實(shí)現(xiàn)更多路控制的功能，也可實(shí)現(xiàn)更多電壓的切換。

圖1給出了設(shè)計(jì)電路的原理圖，ttl控制信號(hào)進(jìn)入電路通過(guò)d1為非門(mén)電路實(shí)現(xiàn)兩路反相信號(hào)輸入兩路開(kāi)關(guān)電路，實(shí)現(xiàn)對(duì)開(kāi)關(guān)電路的相反邏輯控制。開(kāi)關(guān)電路中npn三極管v1和v2，用來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)控制電壓向電壓vcc1和vcc2過(guò)渡的功能，同時(shí)實(shí)現(xiàn)對(duì)開(kāi)關(guān)mosfet管的高速驅(qū)動(dòng)功能。開(kāi)關(guān)電路中，下路的二極管v5起到電流輸出和對(duì)高電壓反向隔離的作用。表1給出了實(shí)驗(yàn)電路所用的器件，其實(shí)驗(yàn)結(jié)果在圖3中顯示(+15v和+8v切換)。改變mosfet管和npn三極管的型號(hào)可以使用于更高或更低的電壓范圍。

表1電路中所用器件

注：a1為功率放大器，c1、c2為射頻隔直電容。

圖2給出了印制板圖，各器件編號(hào)與原理圖中一一對(duì)應(yīng)，其中圖中的vc為+5v，是單獨(dú)為非門(mén)芯片的供電的電源端。

圖3為示波器測(cè)試結(jié)果圖，控制信號(hào)采用脈沖信號(hào)，因此輸出端電壓為+15v和+8v迅速切換的脈沖形式。