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宽带放大器及ALC

发布时间:2012/6/17 15:41:15 访问次数:1606

  即使是一台DIY的高频信号发生器,它的输出HD64F2633F25电平起码也应该在OdBm以上(一般的商品高频信号源的最大输出为+13dBm),并且应该做到不同频率时的输出幅度大体上一致。可惜的是,几乎没有一个宽带vc0或者DDS的输出幅度能够做到足够大(甚至都很难达到-5dBm),幅度一频率特性也无法做到足够的平坦(基本上都是低频输出幅度大,高频幅度小)。这第六块“积木”—~宽带放大器可以解决输出电平不足的问题,而AI_C(自动电平控制电路)则可以使输出的幅度一频率特性变得平坦稳定。
    我们先从一个图5所示的简单宽带放大器说起。虽然图5中的两级电路的发射极都带有具频率补偿作用的阻容元件,但它基本上还算两级三极管共射极放大电路。为保证良好的频率特性,在两级放大电路中间还插入了一个500MHz的LPF。图5中的三端稳压器AME1 117并非画蛇添足,它的存在可以很好地隔离前后两级电路,有效地提高系统的工作稳定性。次级放大电路采用较高的电源电压,对提高输出的线性度和幅度都大有裨益。
    这个完全由分立元件构成的电路,虽然从实际的频率特性上来说,还算不上一个真正的宽带放大器,但在实际使用中表现还可以,工作频段内的最大增益可达30dB,最低时也有15dB,最大输出电平可达+13dBm。如果再经过仔细地调整频率补偿元件和增加负反馈环节,可以使这个电路的幅频特性更加均匀,但在
业余条件下来做这样的调墼实在是勉为其难,况且我们还有更好的方案来解决这个问题。
    MMIC(单片微波集成电路)的广泛运用使我们可以更加简单、方便地构造高频率的宽带放大电路。这里,我们再次提到著
名的Mini-Circurts公司,它的ERA及MAR系列MMIC以低廉的成本和轻巧易用的封装提供了0—8GHz的带宽、10~30dB的增益及最高近20dBm的输出,在实际的电路应用中,几乎一片ERA-3就可以抵得上图5的整个电路。它们的外观及偏置电路如图6所示。
    事实上,光有频率特性均匀的宽带放大电路,仍然无法解决高频信号发生器输出幅频特性平坦的要求,因为来自源(如vco或DDS)的信号本身就是不均匀的。ALC电路则是最基本和常用的保持高频f赢声发生器系统输出幅度稳定的方法。
    ALC电路是一个负反馈环,宽带放大器的部分输出经检波器转化为与射频信号幅度成正比的直流电压,该电压与预设的参考电压相比较,经积分放大后再来控制宽带放大器前端的电调衰减器的衰减量,驱使检波器的直流输出与参考电压相位一致,从而对输出信号的幅度进行精确地调整。改变ALC中的参考电压,即可方便地改变输出信号的幅度。图7即是一个完整的带ALC的宽带放大电路。

               

  即使是一台DIY的高频信号发生器,它的输出HD64F2633F25电平起码也应该在OdBm以上(一般的商品高频信号源的最大输出为+13dBm),并且应该做到不同频率时的输出幅度大体上一致。可惜的是,几乎没有一个宽带vc0或者DDS的输出幅度能够做到足够大(甚至都很难达到-5dBm),幅度一频率特性也无法做到足够的平坦(基本上都是低频输出幅度大,高频幅度小)。这第六块“积木”—~宽带放大器可以解决输出电平不足的问题,而AI_C(自动电平控制电路)则可以使输出的幅度一频率特性变得平坦稳定。
    我们先从一个图5所示的简单宽带放大器说起。虽然图5中的两级电路的发射极都带有具频率补偿作用的阻容元件,但它基本上还算两级三极管共射极放大电路。为保证良好的频率特性,在两级放大电路中间还插入了一个500MHz的LPF。图5中的三端稳压器AME1 117并非画蛇添足,它的存在可以很好地隔离前后两级电路,有效地提高系统的工作稳定性。次级放大电路采用较高的电源电压,对提高输出的线性度和幅度都大有裨益。
    这个完全由分立元件构成的电路,虽然从实际的频率特性上来说,还算不上一个真正的宽带放大器,但在实际使用中表现还可以,工作频段内的最大增益可达30dB,最低时也有15dB,最大输出电平可达+13dBm。如果再经过仔细地调整频率补偿元件和增加负反馈环节,可以使这个电路的幅频特性更加均匀,但在
业余条件下来做这样的调墼实在是勉为其难,况且我们还有更好的方案来解决这个问题。
    MMIC(单片微波集成电路)的广泛运用使我们可以更加简单、方便地构造高频率的宽带放大电路。这里,我们再次提到著
名的Mini-Circurts公司,它的ERA及MAR系列MMIC以低廉的成本和轻巧易用的封装提供了0—8GHz的带宽、10~30dB的增益及最高近20dBm的输出,在实际的电路应用中,几乎一片ERA-3就可以抵得上图5的整个电路。它们的外观及偏置电路如图6所示。
    事实上,光有频率特性均匀的宽带放大电路,仍然无法解决高频信号发生器输出幅频特性平坦的要求,因为来自源(如vco或DDS)的信号本身就是不均匀的。ALC电路则是最基本和常用的保持高频f赢声发生器系统输出幅度稳定的方法。
    ALC电路是一个负反馈环,宽带放大器的部分输出经检波器转化为与射频信号幅度成正比的直流电压,该电压与预设的参考电压相比较,经积分放大后再来控制宽带放大器前端的电调衰减器的衰减量,驱使检波器的直流输出与参考电压相位一致,从而对输出信号的幅度进行精确地调整。改变ALC中的参考电压,即可方便地改变输出信号的幅度。图7即是一个完整的带ALC的宽带放大电路。

               

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