寬帶放大器及ALC
發(fā)布時(shí)間:2012/6/17 15:41:15 訪問次數(shù):1622
即使是一臺(tái)DIY的高頻信號(hào)發(fā)生器,它的輸出HD64F2633F25電平起碼也應(yīng)該在OdBm以上(一般的商品高頻信號(hào)源的最大輸出為+13dBm),并且應(yīng)該做到不同頻率時(shí)的輸出幅度大體上一致?上У氖,幾乎沒有一個(gè)寬帶vc0或者DDS的輸出幅度能夠做到足夠大(甚至都很難達(dá)到-5dBm),幅度一頻率特性也無(wú)法做到足夠的平坦(基本上都是低頻輸出幅度大,高頻幅度小)。這第六塊“積木”—~寬帶放大器可以解決輸出電平不足的問題,而AI_C(自動(dòng)電平控制電路)則可以使輸出的幅度一頻率特性變得平坦穩(wěn)定。
我們先從一個(gè)圖5所示的簡(jiǎn)單寬帶放大器說(shuō)起。雖然圖5中的兩級(jí)電路的發(fā)射極都帶有具頻率補(bǔ)償作用的阻容元件,但它基本上還算兩級(jí)三極管共射極放大電路。為保證良好的頻率特性,在兩級(jí)放大電路中間還插入了一個(gè)500MHz的LPF。圖5中的三端穩(wěn)壓器AME1 117并非畫蛇添足,它的存在可以很好地隔離前后兩級(jí)電路,有效地提高系統(tǒng)的工作穩(wěn)定性。次級(jí)放大電路采用較高的電源電壓,對(duì)提高輸出的線性度和幅度都大有裨益。
這個(gè)完全由分立元件構(gòu)成的電路,雖然從實(shí)際的頻率特性上來(lái)說(shuō),還算不上一個(gè)真正的寬帶放大器,但在實(shí)際使用中表現(xiàn)還可以,工作頻段內(nèi)的最大增益可達(dá)30dB,最低時(shí)也有15dB,最大輸出電平可達(dá)+13dBm。如果再經(jīng)過(guò)仔細(xì)地調(diào)整頻率補(bǔ)償元件和增加負(fù)反饋環(huán)節(jié),可以使這個(gè)電路的幅頻特性更加均勻,但在業(yè)余條件下來(lái)做這樣的調(diào)墼實(shí)在是勉為其難,況且我們還有更好的方案來(lái)解決這個(gè)問題。
MMIC(單片微波集成電路)的廣泛運(yùn)用使我們可以更加簡(jiǎn)單、方便地構(gòu)造高頻率的寬帶放大電路。這里,我們?cè)俅翁岬街?BR>名的Mini-Circurts公司,它的ERA及MAR系列MMIC以低廉的成本和輕巧易用的封裝提供了0—8GHz的帶寬、10~30dB的增益及最高近20dBm的輸出,在實(shí)際的電路應(yīng)用中,幾乎一片ERA-3就可以抵得上圖5的整個(gè)電路。它們的外觀及偏置電路如圖6所示。
事實(shí)上,光有頻率特性均勻的寬帶放大電路,仍然無(wú)法解決高頻信號(hào)發(fā)生器輸出幅頻特性平坦的要求,因?yàn)閬?lái)自源(如vco或DDS)的信號(hào)本身就是不均勻的。ALC電路則是最基本和常用的保持高頻f贏聲發(fā)生器系統(tǒng)輸出幅度穩(wěn)定的方法。
ALC電路是一個(gè)負(fù)反饋環(huán),寬帶放大器的部分輸出經(jīng)檢波器轉(zhuǎn)化為與射頻信號(hào)幅度成正比的直流電壓,該電壓與預(yù)設(shè)的參考電壓相比較,經(jīng)積分放大后再來(lái)控制寬帶放大器前端的電調(diào)衰減器的衰減量,驅(qū)使檢波器的直流輸出與參考電壓相位一致,從而對(duì)輸出信號(hào)的幅度進(jìn)行精確地調(diào)整。改變ALC中的參考電壓,即可方便地改變輸出信號(hào)的幅度。圖7即是一個(gè)完整的帶ALC的寬帶放大電路。
即使是一臺(tái)DIY的高頻信號(hào)發(fā)生器,它的輸出HD64F2633F25電平起碼也應(yīng)該在OdBm以上(一般的商品高頻信號(hào)源的最大輸出為+13dBm),并且應(yīng)該做到不同頻率時(shí)的輸出幅度大體上一致?上У氖,幾乎沒有一個(gè)寬帶vc0或者DDS的輸出幅度能夠做到足夠大(甚至都很難達(dá)到-5dBm),幅度一頻率特性也無(wú)法做到足夠的平坦(基本上都是低頻輸出幅度大,高頻幅度。。這第六塊“積木”—~寬帶放大器可以解決輸出電平不足的問題,而AI_C(自動(dòng)電平控制電路)則可以使輸出的幅度一頻率特性變得平坦穩(wěn)定。
我們先從一個(gè)圖5所示的簡(jiǎn)單寬帶放大器說(shuō)起。雖然圖5中的兩級(jí)電路的發(fā)射極都帶有具頻率補(bǔ)償作用的阻容元件,但它基本上還算兩級(jí)三極管共射極放大電路。為保證良好的頻率特性,在兩級(jí)放大電路中間還插入了一個(gè)500MHz的LPF。圖5中的三端穩(wěn)壓器AME1 117并非畫蛇添足,它的存在可以很好地隔離前后兩級(jí)電路,有效地提高系統(tǒng)的工作穩(wěn)定性。次級(jí)放大電路采用較高的電源電壓,對(duì)提高輸出的線性度和幅度都大有裨益。
這個(gè)完全由分立元件構(gòu)成的電路,雖然從實(shí)際的頻率特性上來(lái)說(shuō),還算不上一個(gè)真正的寬帶放大器,但在實(shí)際使用中表現(xiàn)還可以,工作頻段內(nèi)的最大增益可達(dá)30dB,最低時(shí)也有15dB,最大輸出電平可達(dá)+13dBm。如果再經(jīng)過(guò)仔細(xì)地調(diào)整頻率補(bǔ)償元件和增加負(fù)反饋環(huán)節(jié),可以使這個(gè)電路的幅頻特性更加均勻,但在業(yè)余條件下來(lái)做這樣的調(diào)墼實(shí)在是勉為其難,況且我們還有更好的方案來(lái)解決這個(gè)問題。
MMIC(單片微波集成電路)的廣泛運(yùn)用使我們可以更加簡(jiǎn)單、方便地構(gòu)造高頻率的寬帶放大電路。這里,我們?cè)俅翁岬街?BR>名的Mini-Circurts公司,它的ERA及MAR系列MMIC以低廉的成本和輕巧易用的封裝提供了0—8GHz的帶寬、10~30dB的增益及最高近20dBm的輸出,在實(shí)際的電路應(yīng)用中,幾乎一片ERA-3就可以抵得上圖5的整個(gè)電路。它們的外觀及偏置電路如圖6所示。
事實(shí)上,光有頻率特性均勻的寬帶放大電路,仍然無(wú)法解決高頻信號(hào)發(fā)生器輸出幅頻特性平坦的要求,因?yàn)閬?lái)自源(如vco或DDS)的信號(hào)本身就是不均勻的。ALC電路則是最基本和常用的保持高頻f贏聲發(fā)生器系統(tǒng)輸出幅度穩(wěn)定的方法。
ALC電路是一個(gè)負(fù)反饋環(huán),寬帶放大器的部分輸出經(jīng)檢波器轉(zhuǎn)化為與射頻信號(hào)幅度成正比的直流電壓,該電壓與預(yù)設(shè)的參考電壓相比較,經(jīng)積分放大后再來(lái)控制寬帶放大器前端的電調(diào)衰減器的衰減量,驅(qū)使檢波器的直流輸出與參考電壓相位一致,從而對(duì)輸出信號(hào)的幅度進(jìn)行精確地調(diào)整。改變ALC中的參考電壓,即可方便地改變輸出信號(hào)的幅度。圖7即是一個(gè)完整的帶ALC的寬帶放大電路。
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