專利名稱：一種可控增益電路的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種可控增益電路，尤其是涉及一種寬帶和信號失真小、動態范圍大的可控增益電路。
背景技術：
可控增益電路廣泛應用在接收機的當中，可控增益電路的使用使接收機對大動態范圍的信號分析變為可能。現有的可控增益電路主要有兩種，一種是數字式，一種是模擬式。現在數字式可控增益主要為集成電路，通過數字控制接口控制集成電路芯片實現增益的放大和衰減，優點是體積小，控制邏輯簡單，缺點是增益調節范圍較小，多級級聯時雖然可以提高動態范圍，但是IP3，雜散等指標受到影響，帶來失真，在大帶寬時帶內平坦度較差。并且隨著增益的改變，噪聲系數也隨著改變。模擬式又分為兩種，一種是由三極管電路組成，優點是IP3、雜散等關鍵指標較好，缺點是可控增益帶寬較小，精度較差，增益范圍較小，并且電路比較復雜。另一種通過模擬電壓調節增益，優點是IP3、雜散等指標較好，并且可以實現較大的增益帶寬，缺點是線性度較差，增益范圍較小，精度較差，隨著增益的改變，噪聲系數也隨著改變。

發明內容
本發明的目的就是為了克服上述現有技術存在的缺陷而提供一種寬帶、信號失真小、動態范圍大的可控增益電路。本發明的目的可以通過以下技術方案來實現:一種可控增益電路，包括依次連接的第一增益放大模塊、第一增益衰減模塊、第二增益放大模塊、第二增益衰減模塊、第三增益放大模塊、第三增益衰減模塊、第四增益放大模塊、第四增益衰減模塊、第五增益衰減模塊和通道增益補償模塊。所述的第一增益放大模塊、第一增益衰減模塊、第二增益放大模塊、第二增益衰減模塊、第三增益放大模塊、第三增益衰減模塊、第四增益放大模塊、第四增益衰減模塊和第五增益衰減模塊均包括直通通道和增益調節通道，所述的直通通道和增益調節通道兩端均連接開關電路，通過開關電路進行通道選擇。所述的第一增益放大模塊和第三增益放大模塊的增益放大值為20dB，所述的第二增益放大模塊和第四增益放大模塊的增益放大值為10dB。所述的第一增益放大模塊、第二增益放大模塊、第三增益放大模塊和第四增益放大模塊中的增益調節通道均包括依次連接的低噪聲放大器電路和可調增益衰減器電路。所述的第一增益衰減模塊的增益衰減值為16dB，所述的第二增益衰減模塊的增益衰減值為8dB，所述的第三增益衰減模塊的增益衰減值為4dB，所述的第四增益衰減模塊的增益衰減值為2dB，所述的第五增益衰減模塊的增益衰減值為ldB。所述的第一增益衰減模塊、第二增益衰減模塊、第三增益衰減模塊、第四增益衰減模塊和第五增益衰減模塊中的增益調節通道均包括一固定衰減器電路。
所述的通道增益補償模塊包括電流控制的高頻三極管增益電路和電流型DAC電路，所述的高頻三極管增益電路的輸入端和輸出端分別為通道增益補償模塊的輸入端和輸出端，所述的電流型DAC電路連接高頻三極管增益電路，用于對輸入高頻三極管增益電路的控制信號進行數模轉換。所述的開關電路為PIN 二極管開關電路。與現有技術相比，本發明具有以下優點:1、增益帶寬更寬，可以實現50k IG Hz的帶寬范圍之內的增益調節；2、動態范圍大，動態范圍可以達到-3IdB +60dB ；3、帶內平坦度可以達到< IdB ；4、IP3 高，雜散小；5、可移植性強；6、噪聲系數不隨著增益的改變而改變。


圖1為本發明的電路結構示意圖。
具體實施例方式下面結合附圖和具體實施例對本發明進行詳細說明。實施例如圖1所示，一種可控增益電路，該電路由10個增益調節模塊組成，分別為依次連接的第一增益放大模塊11、第一增益衰減模塊12、第二增益放大模塊21、第二增益衰減模塊22、第三增益放大模塊31、第三增益衰減模塊32、第四增益放大模塊41、第四增益衰減模塊42、第五增益衰減模塊52和通道增益補償模塊13。除通道增益補償模塊13外，其余模塊均包括直通通道和增益調節通道兩個信號通道，通道的選擇通過設在直通通道和增益調節通道兩端的開關電路來控制。第一增益放大模塊11和第三增益放大模塊31的增益放大值為20dB，第二增益放大模塊21和第四增益放大模塊41的增益放大值為10dB，而第一增益衰減模塊12、第二增益衰減模塊22、第三增益衰減模塊32、第四增益衰減模塊42和第五增益衰減模塊52的增益衰減值依次為16dB、8dB、4dB、2dB、ldB。10個增益調節模塊的具體結構分別如下:第一增益放大模塊11:包括PIN 二極管開關電路111、低噪聲放大器電路112、可調衰減電路113、PIN 二極管開關電路114，增益調節模式下的模塊電路組成為:PIN 二極管開關電路111、低噪聲放大器電路112、可調衰減電路113、PIN 二極管開關電路114依次連接，對信號進行20dB的放大。若需要切換成直通模式，開關控制信號al控制PIN 二極管開關電路111和PIN 二極管開關電路114切換到直通通道，不對輸入信號進行增益調節，同時放大器關斷信號a2關斷低噪聲放大器電路112以減少對信號的干擾。第一增益衰減模塊12:包括PIN 二極管開關電路121、固定衰減器電路122和PIN二極管開關電路123，增益調節模式下的模塊電路組成為:PIN二極管開關電路121、固定衰減器電路122、PIN 二極管開關電路123依次連接，對信號進行16dB的衰減。若要切換成直通模式，則通過開關控制信號bl控制兩個PIN 二極管開關電路121和PIN 二極管開關電路123切換到直通通道，不對輸入信號進行增益調節。第二增益放大模塊21:包括PIN 二極管開關電路211、低噪聲放大器電路212、可調衰減電路213、PIN 二極管開關電路214，增益調節模式下的模塊電路組成為:PIN 二極管開關電路211、低噪聲放大器電路212、可調衰減電路213、PIN 二極管開關電路214依次連接，對信號進行IOdB的放大。若需要切換成直通模式，開關控制信號Cl控制PIN 二極管開關電路211和PIN 二極管開關電路214切換到直通通道，不對輸入信號進行增益調節，同時放大器關斷信號c2關斷低噪聲放大器電路212以減少對信號的干擾。第二增益衰減模塊22:包括PIN 二極管開關電路221、固定衰減器電路222和PIN二極管開關電路223，增益調節模式下的模塊電路組成為:PIN 二極管開關電路221、固定衰減器電路222、PIN 二極管開關電路223依次連接，對信號進行8dB的衰減。若要切換成直通模式，則通過開關控制信號dl控制兩個PIN 二極管開關電路221和PIN 二極管開關電路223切換到直通通道，不對輸入信號進行增益調節。第三增益放大模塊31:包括PIN 二極管開關電路311、低噪聲放大器電路312、可調衰減電路313、PIN 二極管開關電路314，增益調節模式下的模塊電路組成為:PIN 二極管開關電路311、低噪聲放大器電路312、可調衰減電路313、PIN 二極管開關電路314依次連接，對信號進行20dB的放大。若需要切換成直通模式，開關控制信號el控制PIN 二極管開關電路311和PIN 二極管開關電路314切換到直通通道，不對輸入信號進行增益調節，同時放大器關斷信號e2關斷低噪聲放大器電路312以減少對信號的干擾。第三增益衰減模塊32:包括PIN 二極管開關電路321、固定衰減器電路322和PIN二極管開關電路323，增益調節模式下的模塊電路組成為:PIN 二極管開關電路321、固定衰減器電路322、PIN 二極管開關電路323依次連接，對信號進行4dB的衰減。若要切換成直通模式，則通過開關控制信號f I控制兩個PIN 二極管開關電路321和PIN 二極管開關電路323切換到直通通道，不對輸入信號進行增益調節。第四增益放大模塊41:包括PIN 二極管開關電路411、低噪聲放大器電路412、可調衰減電路413、PIN 二極管開關電路414，增益調節模式下的模塊電路組成為:PIN 二極管開關電路411、低噪聲放大器電路412、可調衰減電路413、PIN 二極管開關電路414依次連接，對信號進行IOdB的放大。若需要切換成直通模式，開關控制信號gl控制PIN 二極管開關電路411和PIN 二極管開關電路414切換到直通通道，不對輸入信號進行增益調節，同時放大器關斷信號g2關斷低噪聲放大器電路412以減少對信號的干擾。第四增益衰減模塊42:包括PIN 二極管開關電路421、固定衰減器電路422和PIN二極管開關電路423，增益調節模式下的模塊電路組成為:PIN 二極管開關電路421、固定衰減器電路422、PIN 二極管開關電路423依次連接，對信號進行2dB的衰減。若要切換成直通模式，則通過開關控制信號hi控制兩個PIN 二極管開關電路421和PIN 二極管開關電路423切換到直通通道，不對輸入信號進行增益調節。第四增益衰減模塊52:包括PIN 二極管開關電路521、固定衰減器電路522和PIN二極管開關電路523，增益調節模式下的模塊電路組成為:PIN 二極管開關電路521、固定衰減器電路522、PIN 二極管開關電路523依次連接，對信號進行IdB的衰減。若要切換成直通模式，則通過開關控制信號il控制兩個PIN 二極管開關電路521和PIN 二極管開關電路523切換到直通通道，不對輸入信號進行增益調節。通道增益補償模塊13:包括電流控制的高頻三極管增益電路131和電流型DAC電路132，經過前述的9個模塊調節后的輸入信號最后由高頻三極管增益電路131進行增益補償，即輸出最終的信號。電流型DAC電路132連接高頻三極管增益電路131，用于對增益補償控制信號j進行數模轉換，然后輸入高頻三極管增益電路131，從而調節高頻三極管的發射極電壓，實現對從高頻三極管集電極輸出的信號的增益補償。當4個增益放大模塊均處于直通模式，5個增益衰減模塊均處于增益調節狀態，則 目號通道的增￡fL是 _31dB (_16dB+ (_8dB) + (_4dB) + (_2dB) + (_ldB))。當4個增益放大模塊均處于增益調節狀態，5個增益衰減模塊均處于直通模式，則信號通道的增益是 60dB(20dB+10dB+20dB+10dB)。在-31dB +60dB范圍之內，通過開關控制信號選擇9個增益調節模塊的工作模式，可以實現信號通道增益在_31dB +60dB范圍之內IdB步進增益調節，從而保證了整個增益電路的精度。由于采用了 PIN 二極管作為開關電路的主要元件，可以實現兩個通道之間大于40dB的通道隔離功能，本電路可以實現50k IG Hz的帶寬范圍之內的增益控制，帶內平坦度可以達到< ldB，而且IP3高、雜散小，可移植性強，噪聲系數不隨增益的改變而改 變。
權利要求
1.一種可控增益電路，其特征在于，包括依次連接的第一增益放大模塊、第一增益衰減模塊、第二增益放大模塊、第二增益衰減模塊、第三增益放大模塊、第三增益衰減模塊、第四增益放大模塊、第四增益衰減模塊、第五增益衰減模塊和通道增益補償模塊。
2.根據權利要求1所述的一種可控增益電路，其特征在于，所述的第一增益放大模塊、第一增益衰減模塊、第二增益放大模塊、第二增益衰減模塊、第三增益放大模塊、第三增益衰減模塊、第四增益放大模塊、第四增益衰減模塊和第五增益衰減模塊均包括直通通道和增益調節通道，所述的直通通道和增益調節通道兩端均連接開關電路，通過開關電路進行通道選擇。
3.根據權利要求2所述的一種可控增益電路，其特征在于，所述的第一增益放大模塊和第三增益放大模塊的增益放大值為20dB，所述的第二增益放大模塊和第四增益放大模塊的增益放大值為IOdB。
4.根據權利要求3所述的一種可控增益電路，其特征在于，所述的第一增益放大模塊、第二增益放大模塊、第三增益放大模塊和第四增益放大模塊中的增益調節通道均包括依次連接的低噪聲放大器電路和可調增益衰減器電路。
5.根據權利要求2所述的一種可控增益電路，其特征在于，所述的第一增益衰減模塊的增益衰減值為16dB，所述的第二增益衰減模塊的增益衰減值為8dB，所述的第三增益衰減模塊的增益衰減值為4dB，所述的第四增益衰減模塊的增益衰減值為2dB，所述的第五增益衰減模塊的增益衰減值為ldB。
6.根據權利要求5所述的一種可控增益電路，其特征在于，所述的第一增益衰減模塊、第二增益衰減模塊、第三增益衰減模塊、第四增益衰減模塊和第五增益衰減模塊中的增益調節通道均包括一固定衰減器電路。
7.根據權利要求2所述的一種可控增益電路，其特征在于，所述的通道增益補償模塊包括電流控制的高頻三極管增益電路和電流型DAC電路，所述的高頻三極管增益電路的輸入端和輸出端分別為通道增益補償模塊的輸入端和輸出端，所述的電流型DAC電路連接高頻三極管增益電路，用于對輸入高頻三極管增益電路的控制信號進行數模轉換。
8.根據權利要求2所述的一種可控增益電路，其特征在于，所述的開關電路為PIN二極管開關電路。
全文摘要
本發明涉及一種可控增益電路，包括依次連接的第一增益放大模塊、第一增益衰減模塊、第二增益放大模塊、第二增益衰減模塊、第三增益放大模塊、第三增益衰減模塊、第四增益放大模塊、第四增益衰減模塊、第五增益衰減模塊和通道增益補償模塊。與現有技術相比，本發明具有信號失真小、動態范圍大等優點。
文檔編號H03G1/04GK103208971SQ20121000932
公開日2013年7月17日 申請日期2012年1月13日 優先權日2012年1月13日
發明者白皓 申請人:上海創遠儀器技術股份有限公司