專利名稱:放大器裝置的制作方法
本發(fā)明涉及一種用于放大幅度變化的輸入信號并用于減小其無用的直流偏置的放大器裝置，該放大器裝置包括一個閾電路和一個與其連接的放大級;并涉及一種具有如下射頻RF輸入端的直接混頻同步調(diào)幅接收機該射頻輸入端一端連接到同步AM調(diào)幅檢波器，另一端又連接到用于產(chǎn)生與射頻RF接收信號的載波相位耦合的本機載波的鎖相環(huán)，所述鎖相環(huán)包括依次排列在環(huán)形線路中的鑒相器、環(huán)路濾波器和壓控振蕩器。
美國專利4，277，695公開了這種類型的放大器裝置。英國專利申請第2，130，826公開了上述類型的直接混頻同步調(diào)幅AM接收機。
已知的放大器裝置的閾電路是可調(diào)的，并用來調(diào)整無放大作用的輸入信號的范圍。對這種所謂的靜區(qū)的正確調(diào)整，提供了抑制無用的直流偏置的可能性(這種無用的直流偏置可能起因于噪聲和寄生直流干擾)，而僅僅放大有用的、幅度變化的信號分量。
然而，在已知的放大器裝置中，有用信號分量的放大是非線性的，并且，為了正確調(diào)整靜區(qū)，必須予先知道待抑制的無用的直流偏置的幅度。
實際上，情況經(jīng)常不是這樣，而被放大的輸入信號的無用的直流偏置可能在很大程度上取決于實現(xiàn)相應(yīng)的電路裝置的形式，或者受輸入信號的信噪比等級的影響，或者受環(huán)境因素的影響，或者象可能發(fā)生在，例如鎖相環(huán)的相位控制信號中的情況那樣，難于區(qū)別無用的直流偏置和相對于直流偏置其幅度僅有小的變化的有用信號分量。
本發(fā)明的第一個目的是提供一種能夠為了獲得有用信號分量而自適應(yīng)地減小幅度變化的輸入信號中的無用的直流偏置的放大器裝置，該裝置特別適合用于未知其無用的直流偏置的輸入信號，并且該無用的直流偏置可能比線性放大的有用信號分量的幅度變化量大很多倍。
根據(jù)本發(fā)明，開頭一節(jié)中所述類型的放大器裝置的特征在于閾電路包含一個雙穩(wěn)態(tài)觸發(fā)電路;當(dāng)輸入信號幅度低于第一閾值電平時，該觸發(fā)電路從激發(fā)態(tài)變到原始態(tài);當(dāng)輸入信號幅度超過第二閾值電平時，該觸發(fā)電路從原始態(tài)變到激發(fā)態(tài);這兩個閾值電平規(guī)定了滯后作用的范圍，該范圍大于輸入信號的最大有用幅度變化量;所述雙穩(wěn)態(tài)觸發(fā)電路連接到插入放大器裝置的信號通道中的直流補償電路，并且在激發(fā)態(tài)時把一個觸發(fā)信號加到所述電路，用于減小經(jīng)由信號通道以一定的階躍值加到直流補償電路的信號的直流電平。
本發(fā)明基于如下的認(rèn)識，即借助具有鋸齒形輸出特性的放大器裝置(其輸出信號的每個有用的斜面，例如在增加輸入信號幅度情況下的上升斜面，都大于有用信號分量的最大幅度變化范圍)，并采用防止在該幅度變化范圍中出現(xiàn)鋸齒形輸出特性的非連續(xù)性，那末，自適應(yīng)地減小直流偏置以及線性地放大幅度變化的有用信號分量是可能的。
如果采用本發(fā)明的辦法，那末，通過下述方法來實現(xiàn)上述的鋸齒形輸出特性，即，在所述直流補償電路中，一旦輸入信號超過給定的閾值，就從放大級的輸入或輸出信號中減去預(yù)選的直流值(以下稱為衰減階梯)。借助于雙穩(wěn)態(tài)觸發(fā)電路，使這個閾值具有上述數(shù)值的滯后范圍，以便避免在幅度變化的信號分量的放大中出現(xiàn)幅度的從屬不連續(xù)性。從而，這個有用信號分量被線性地放大，并且，不會在直流補償電路中，也不會在具有到達或者接近閾值的平均電平的輸入信號中導(dǎo)致衰減和復(fù)位的連續(xù)不斷的交替。
在具有下述特征的最佳實施例中，即，其放大級的輸入端也是閾電路的輸入端，并且直流補償電路連接到放大級的輸出端，在這實施例中獲得的正向直流偏置衰減使得能夠在無振蕩出現(xiàn)的情況下選擇比較大的衰減階梯。
另一件最佳實施例的特征在于所述放大級、閾電路及直流補償電路構(gòu)成，由n個這種在電路結(jié)構(gòu)上相互對應(yīng)的部件構(gòu)成級聯(lián)裝置的單一部件;在信號方向上從第(n-1)個部件開始的每一個部件的衰減階梯的值，分別大于后一個部件的滯后范圍。
如果采用本發(fā)明的辦法，那末，非常精確的量化以及對未知的、待抑制的直流偏置的基本上完全的抑制就成為可能，就能夠在大的輸入信號范圍內(nèi)獲得最佳的線性放大。
再一個最佳實施例的特征在于那些跨接在放大器裝置的輸入端的部件的閾值電平基本上規(guī)地分布在放大器裝置的輸入信號范圍內(nèi)，并且跨接在放大器裝置的輸出端的那些部件的衰減階梯值和滯后范圍彼此基本上相等。因此，出現(xiàn)直流衰減時的輸入信號幅度值，均勻地分布在輸入信號范圍內(nèi)。
本發(fā)明的第二個目的是提高直接混頻同步調(diào)幅接收機的輸入靈敏度。
因此，根據(jù)本發(fā)明的、在開頭一節(jié)中所述的那種類型的直接混頻同步調(diào)幅接收機的特征在于把如上文所述的放大器裝置安裝在鑒相器和環(huán)路濾波器之間，用于抑制該環(huán)路的相位控制信號中的寄生直流偏置。
如果采用本發(fā)明的方法，就避免了或者至少大大減小了相位控制回路的相位控制信號中的無用的、寄生的直流偏置。因此，甚至在非常小的接收場強的情況下，環(huán)路的壓控振蕩器中再生的本機載波和射頻接收載波之間的相位誤差也不會出現(xiàn)，或者既使出現(xiàn)，也是很小的，可以接受的。如此獲得的所述兩種載波之間的相位同步，在大的場強度變化范圍內(nèi)(也稱為動態(tài)接收范圍)保證了調(diào)幅射頻接收信號的準(zhǔn)確的同步檢波。
以下參考附圖詳細地描述本發(fā)明。
在這些附圖中圖1 表示本發(fā)明的、具有兩個級聯(lián)部件的放大器裝置的原理電路圖;
圖2 表示圖1的放大器裝置的每個部件中雙穩(wěn)態(tài)電路的滯后特性;
圖3 表示圖1的放大器裝置的鋸齒形輸出特性;
圖4 表示如圖1的放大器裝置中重復(fù)采用的那種單個的部件的實施例;
圖5 和圖6表示本發(fā)明的，具有一個部件的放大器裝置的另一個實施例的原理;
圖7 表示采用圖1的放大器裝置的直接混頻同步調(diào)幅接收機原理電路圖。
圖1表示本發(fā)明的放大器裝置，該裝置在輸入端I和輸出端O之間含有兩個級聯(lián)的部件A和B。這些具有相互電路結(jié)構(gòu)的部件包括插入放大器裝置的信號通道中的放大級A1和B1、連接到放大級A1和B1的輸出端的直流補償電路A2和B2以及閾電路A3和B3;閾電路A3和B3的輸入端分別與放大級A1和B1的輸入端相吻合，而其輸出端分別接到直流補償電路A2和B2。
兩個閾電路A3和B3中的每一個都備有滯后作用的雙穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器電路A4和B4，例如施密特觸發(fā)器，它們分別經(jīng)由緩沖級A5和B5把兩個電平控制信號分別加到直流補償電路A2和B2。通過準(zhǔn)確計算觸發(fā)電路A4和B4，可以省去緩沖級A5和B5。
圖2中用圖說明了兩了雙穩(wěn)態(tài)觸發(fā)電路A4和B4中的每一個滯后作用當(dāng)相應(yīng)的觸發(fā)電路具有小的，例如小于第一閾值電平V1的輸入信號Vin時，該電路進入穩(wěn)定的起始狀態(tài)或0狀態(tài);在此狀態(tài)下，該電路提供一個具有給定的低的恒定值的信號，下文中稱其為0信號。如果Vin增大，那末，當(dāng)Vin超過第二個閾值電平V2時，發(fā)生了從0狀態(tài)到穩(wěn)定的激發(fā)狀態(tài)或1狀態(tài)的階式躍遷。在這個穩(wěn)定的1狀態(tài)下，有關(guān)的觸發(fā)電路提供一個具有高的恒定值的信號，下文中稱其為1信號。Vin的進一步增大不引起狀態(tài)的變化。如果Vin減小到低于第一閾值電平V1，那么，電路就從這個激發(fā)狀態(tài)返回到初始狀態(tài)。因為第一閾值電平V1低于第二閾值電平V2，所以得到位于V1和V2之間的滯后范圍。選擇這個滯后范圍，使它大于出現(xiàn)的Vin的最大有用幅度變化值，或者換句話說，大于有用信號分量的最大幅度變化值。
把兩個部件A和B中的每一個中，如果需要的話，可以使激發(fā)狀態(tài)中的1信號引到連接到觸發(fā)電路的緩沖級中的適當(dāng)?shù)暮愣ǖ闹绷髦祷蛘唠A躍值。最后，在連接到緩沖級和放大級的有關(guān)部件的直流補償電路中，從最后提到的放大級的輸出信號中減去如此得到的直流衰減階梯，導(dǎo)致該輸出信號的直流偏置的衰減。初始狀態(tài)中的O信號的出現(xiàn)不引起直流衰減因為，加到有關(guān)的部件中的輸入信號的直流偏置是小到可以接受的。
如果適當(dāng)?shù)牡剡x擇部件A和B的閾值電平、衰減階梯以及放大因子，那末，整個放大器裝置就具有圖3中以理想化的形式所表示的基本上鋸齒形的輸出特性。當(dāng)加到放大器裝置的輸入信號Vi在從O到Vei的輸入范圍內(nèi)增大時，該放大器裝置經(jīng)過可以用00、01、10、11標(biāo)明的四個穩(wěn)定狀態(tài)。每字中的兩位分別表示各個觸發(fā)電路A和B的狀態(tài)(0狀態(tài)或者1狀態(tài))。
可以認(rèn)為，該放大器裝置的輸入信號Vi是具有預(yù)先知道的、給定的最大幅度△V的有用信號分量Vs疊加在未知的平均信號電平
Vi之上。
Vi主要是由寄生直流偏置產(chǎn)生的，并且在放大器裝置的輸出信號Vu中導(dǎo)致無用的直流偏置
Vu，該偏置將被引向或者保持在零值，或者至少被引向可以接受的小值。為了線性放大Vs，相應(yīng)于輸出特性中那些鋸齒的有用斜坡的每一個輸入電壓范圍，都將大于輸入信號Vi中作為有用信號分量Vs′而預(yù)期的最大幅度變化量，即，大于2△V。
如果
Vi是零值或基本上是零值，并且
Vu是可以接受的小值，那么，該放大器裝置處于OO狀態(tài)，在該狀態(tài)中不出現(xiàn)直流衰減。此時，放大器裝置無靜區(qū)，或者換句話說，靜區(qū)是零值。在
Vi開始增大的情況下，例如，由于寄生效應(yīng)或者減小輸入信號Vi的信噪比而導(dǎo)致
Vi增大，此時Vu增大，直至Vi達到預(yù)選的輸入端閾值電平V21為止。在那個瞬間，
Vi達到極限值
V21＝V21-△V，此時
Vi產(chǎn)生一個還可以接受的輸出直流偏置
Vi。如果由于
Vi的增加而使Vi進一步增大，那末，在Vi超過V21的時刻，放大器裝置從00狀態(tài)變到01狀態(tài)。在01狀態(tài)中，由于具有預(yù)選值SB的部件B的衰減階梯，
Vu被減小。當(dāng)輸入信號Vi處在這些幅值時，放大器裝置的靜區(qū)等于相應(yīng)于衰減階梯的值或其大小的輸入信號的幅度，即，在給定的例子中，相應(yīng)于在下文中將描述的輸入閾值電平V11。在這種情況下，輸入閾值電平V21等于跨接于輸入端I的雙穩(wěn)態(tài)電路B4的閾值電平V2，即，等于最后提到的雙穩(wěn)態(tài)電路B4的第二閾值電平V2除以放大級A1的放大因子。
作為
Vi的增大的結(jié)果，Vi將進一步增大，當(dāng)Vi超過輸入閾值電平V22，并且部件A的直流衰減階梯SA被選得足夠大，以致把部件B的輸入端電壓減小到低于其第一閾值電壓V1時，將導(dǎo)致從01狀態(tài)到10狀態(tài)的變化。此時，雙穩(wěn)態(tài)觸發(fā)電路A4從0狀態(tài)到1狀態(tài)的變化同時產(chǎn)生雙穩(wěn)態(tài)觸發(fā)電路B4從1狀態(tài)到0狀態(tài)的變化。輸入閾值電壓V22同雙穩(wěn)態(tài)觸發(fā)電路A4的第二閾值電平V2一致。在這個10狀態(tài)中，輸出信號Vu的直流偏置衰減決定于跨接在輸出端0的部件A的直流衰減階梯SA，即，決定于SA的值乘以放大級B1的放大因子。在這個狀態(tài)中，對于給定的情況，該放大器裝置的靜區(qū)等于從0到下文中將敘述的輸入端閾值電平V12的輸入端電壓范圍。
最后，在Vi進一步增大并超過輸入端閾值電平V23的情況下，得到11狀態(tài)。在這種狀態(tài)中，Vu的雙重的直流偏置衰減起作用，它等于跨接于輸出端0的部件A和B的上述直流衰減階梯的和。在這個狀態(tài)中，該放大器裝置的靜區(qū)等于從0到下文中狀描述的輸入端閾值電平V13的輸入端電壓范圍。輸入端閾值電平V23不但決定于跨接在輸入端I的雙穩(wěn)態(tài)觸發(fā)電路A4和B4的第二閾值電平V2，還決定于SA的值和放大級A1的放大因子。
如果輸入信號Vi隨后減小，例如由于
Vi的減小而使Vi減小，那末，放大器裝置將按相反的次序經(jīng)過所述的四種穩(wěn)定狀態(tài)，并且在給定的情況下，在各自的輸入端閾值電平V13、V12和V11處出現(xiàn)這些狀態(tài)變化。選擇電平V13、V12、和V11，使它們具有相對于閾值電平V23、V22和V21至少低2△V的電壓差。同輸入端閾值電平V23、V22和V21相似，輸入端閾值電平V13、V12和V11決定于兩個部件A和B的第一閾值電平V1以及部件A的放大因子和直流衰減階梯的值。另外，在給定的情況下，選擇該放大器裝置的工作點，使得當(dāng)逐漸減小的輸入信號Vi低于這些閾值電平時，輸出信號Vu等于零。在圖3中，用
V11、
V21、
V12、
V22、
V13和
V23分別表示在所述輸入閾值電平V11、V21、V12、V22、V13和V23下出現(xiàn)的平均輸入信號電平。
滯后現(xiàn)象出現(xiàn)在V11和V21、V12和V22以及V13和V23之間的輸入電壓范圍內(nèi);也就是說，具有位于這些所謂滯后范圍中的幅度的輸入信號Vi的放大作用，能夠分別發(fā)生在狀態(tài)00或01、01或者10以及01或者11中。通過選擇每一個滯后范圍，避免出現(xiàn)由有用信號分量Vs引起的狀態(tài)變化，以便在放大器裝置的穩(wěn)定的狀態(tài)中(當(dāng)直流偏置
Vi不變時，這些狀態(tài)也不變)線性地放大該有用信號分量Vs。
為清楚起見，參考圖3中的曲線1和2;這些曲線分別表示具有直流偏置電平
V1i和
V2i的輸入信號V1i和V2i隨時間的變化，以及由有用信號分量Vs引起的最大幅度變化2△V。
V1i全部位于V13和V23之間的滯后范圍中，因此能夠在放大器裝置的狀態(tài)10或11中(這決定于V1i從什么方向到達給定的電平)放大V1i。如果由于
V1i的減小使V1i到達所述滯后范圍，那末，放大作用發(fā)生在11狀態(tài)中;如果由于
V1i的增大使V1i到達滯后范圍，那末，放大作用發(fā)生在10狀態(tài)中。在圖3中把后一種情況作為起點;
V1i導(dǎo)致用具有有用信號分量Vslu以及無用的直流偏置
V1u的輸出信號V1u。用曲線1′表示V1u隨時間的變化。由于部件A中的直流偏置衰減(如上文中提到的，這發(fā)生在10狀態(tài)中)，或者由于具有V12值的靜區(qū)，輸入信號V1i的有用信號分量和無用的直流偏置之間的比值(Vs1i/
V1i)減小于輸出信號V1u的這個比值(Vs1u/
V1u)，而
V1u的值小于所述最大容許出現(xiàn)的電平
Vum。在相同的輸入信號V1i在11狀態(tài)中放大的情況下(未示出)，直流偏置衰減既發(fā)生在部件A中又發(fā)生在部件B中，因此，狀態(tài)11中的比值，(Vs1u/
V1u)大于狀態(tài)01中的這個比值。此時，靜區(qū)從0伸展到V13。
輸入信號V2i瞬時地越過輸入閾值電平V23，并且在狀態(tài)11中被放大;同上面的情況相似，在這種情況下發(fā)生雙重直流偏置衰減，并且在這種情況下靜區(qū)從0伸展到V13。用曲線2′表示輸出信號V2u，并且示出有用信號分量和無用的直流偏置之間的比值Vs2u/
V2u，這個比值顯著地大于輸入信號V2i的同類比值(Vs2i/
V2i)，而
V2u遠低于所述可接受的電平
Vum。如果
V2i減小到低于V13，那末，V2i將能夠低于閾值電平V13而處于狀態(tài)10中，在這種情況下，僅僅在部件A中出現(xiàn)直流電平衰減，并且靜區(qū)從0伸展V12。此時，比值Vs2u/
V2u仍然保持大于Vs1i/
V1i，而
V2u小于
Vum。
圖1中作為實施例的放大器裝置是平衡式的，因此，能夠衰減正的和負的兩種直流偏置。圖4表示這種平衡式放大器裝置的部件A。因為部件B可以具有同部件A相同的電路結(jié)構(gòu)，所以為了簡化起見已經(jīng)省略了這個部件。選擇該放大器裝置的工作點，使得所得到的輸出特性曲線的形狀與圖3中一致，而其Vi和Vu的坐標(biāo)系統(tǒng)的原點移過Vei/2和Veu/2。
圖4中所示的部件A具有平衡式的信號輸入端IA(它和圖1的放大器裝置的輸入端I一致)和平衡式的信號輸出端OA(它連接到部件B的平衡式的輸入端(未示出))。
信號輸入端IA一方面經(jīng)由線性電壓電流變換器T1-T4、R1R2和I1連接到雙穩(wěn)態(tài)電路A4(借助觸發(fā)電路T5、T6、R3、R4、I2來實現(xiàn)A4)，而另一方面又連接到借助放大器電路T11-T14，R7-R10及I5而實現(xiàn)的線性放大級A1。該電壓電流變換器具有晶體管對T1T2，其兩個基極連接到輸入端IA、兩個集電極構(gòu)成該變換器的平衡輸出端、而兩個發(fā)射極連接到用于使從輸入電壓到輸出電流的變換線性化的線性化電路。該線性化電路具有晶體管對T3T4，其集電極一發(fā)射極通路與晶體管對T1T2的集電極一發(fā)射極通路串聯(lián)。T3和T4的集電極交叉地連接到對方的基極，而發(fā)射極經(jīng)由相互的發(fā)射極電阻R1和R2以及公共的發(fā)射極電流源I而接地。對于晶體管對T1T2的兩個晶體管T1和T2的每一個來說，該線性化電路使得當(dāng)其基極電壓增加時，其集電極電流降低;也就是說，當(dāng)T1的基極電壓相對于T2的基極電壓具有正的電壓差時，T1的集電極電流小于T2的集電極電流，反之亦然。
雙穩(wěn)態(tài)觸發(fā)電路A4具有發(fā)射極耦合的晶體管對T5T6，其相互連接的發(fā)射極經(jīng)由公共的發(fā)射極電流源I2而接地，其集電極交叉地連接到對方的基極。這些集電極分別連接到晶體管對T1T2的兩個集電極，并分別經(jīng)由相互等同的、公共的集電極電阻R3和R4連接電源電壓?？梢越柚鬟^發(fā)射極電流源I2和電阻R3、R4的電流來調(diào)節(jié)A4的滯后作用。由于平衡式的設(shè)計，所以限定滯后范圍的各閾值電平基本上處于相對于參考電壓，例如(V1+V2)/2的對稱的位置。
觸發(fā)電路A4的后面跟隨著包括級聯(lián)的第一和第一發(fā)射極耦合的晶體管對T7T8和T9T10的緩沖級A5，每對晶體管分別具有接地的公共發(fā)射極電流源I3和I4。T7和T8的基極分別連接到T5和T6的集電極，而T7和T8的集電極一方面分別經(jīng)由相互等同的集電極電阻R5和R6連接電源電壓，另一方面又分別連接到T9和T10的基極。緩沖級A5提高了觸發(fā)電路A4的狀態(tài)躍遷的邊沿徒度。該階梯值決定于流過晶體管T9和T10的電流，并決定于集電極電阻R8和R7的值。
放大級A1在結(jié)構(gòu)上同所述線性電壓電流變換器(T1-T4，R1，R2，I1)相似，它具有晶體管對T11、T12和T13、T14發(fā)射極電阻R9、R10以及發(fā)射極電流源I5。T11和T12的基極連接到信號輸入端IA，其集電極與緩沖級A5的T10和T9的集電極相互連接，并分別經(jīng)由公共的集電極電阻R7、R8連接電源電壓。由這些相互的交點構(gòu)成上述的直流補償電路A2。最后提到的這些集電極還連接到部件A的輸出端OA，因此也連接到部件B(未示出)的輸入端。
在本實施例中，按這樣的方法使放大級A1平衡，即，它的放大因子等于2，并且發(fā)射極電流源I5的電流是晶體管對T9、T10的發(fā)射極電流源I4的電流的四倍。T11和T12的集電極處的輸出信號的直流偏置
Vu不但取決于輸入信號Vi的直流偏移，而且取決于流過晶體管T10和T9的電流。當(dāng)T5導(dǎo)通而T6不導(dǎo)通時，雙穩(wěn)態(tài)觸發(fā)電路A4處在一種穩(wěn)定狀態(tài)，例如0狀態(tài);當(dāng)T5不導(dǎo)通而T6導(dǎo)通時，A4處在另一種穩(wěn)定狀態(tài)(1狀態(tài))。在該0狀態(tài)下，T7將是不導(dǎo)通的而T8將是導(dǎo)通的，以致T9導(dǎo)通而T10不導(dǎo)通。流過T9的電流經(jīng)由R8產(chǎn)生放大級A1的輸出信號的給定的直流電平偏移，以致輸出信號的直流偏置保持低于在這種狀態(tài)下被放大的輸入信號Vi(即，在此輸入信號下，T1的收集極電流大于T2的收集極電流)所容許的最大值。如果輸入端IA的輸入信號Vi增大(從該0狀態(tài)出發(fā))，即，如果T1的基極電壓相對于T2基極的電壓而增大，那末，T6基極相對于T5基極的電壓將增大到超過正的輸入端閾值電平(上文中稱為第二閾值電平)，于是，0狀態(tài)轉(zhuǎn)變到1狀態(tài)。在這種轉(zhuǎn)換或者緩沖級A5中的躍遷前沿已經(jīng)變得更陡之后，因為流過R7的電流隨著T10的集電極電流而階梯式地增大，并且借助于相同階梯高度的電流(即，發(fā)射極電流源I4的電流)，流過R8的電流被減小了，所以這種轉(zhuǎn)換在T9、T12以及T10、T11的公共集電極處產(chǎn)生階梯形的直流偏置衰減。如果輸入信號Vi減小(從這個1狀態(tài)出發(fā))，那末，將不導(dǎo)致向起始的0狀態(tài)的復(fù)原，直至Vi減小到低于負的輸入端閾值電平之后(上文中稱為第一閾值電平)。
在部件A與在電路結(jié)構(gòu)上相一致的部件B的級聯(lián)裝置中，在給定放大因子2的情況下，選擇部件B的觸發(fā)電路的滯后范圍，使它等于部件A的滯后范圍的兩倍是有利的，也就是說，使跨接在放大器裝置的輸入端I的兩個部件A和B的滯后范圍相互等同是有利的。從而，在輸入信號的范圍內(nèi)獲得均勻的衰減特性。
顯然，在工作點合適的情況下，圖4的電路裝置也可以產(chǎn)生如圖3中所示的輸出特性，并且，本發(fā)明的應(yīng)用不限于采用兩個部件。如果配合適當(dāng)，那末，具有三個級聯(lián)部件的本發(fā)明的放大器裝置將能夠呈現(xiàn)八個穩(wěn)定的狀態(tài)，它提供更精確地調(diào)整靜區(qū)，或者換句話說，更精確地衰減無用的直流偏置的可能性。原則上，僅僅采用一個部件來實現(xiàn)本發(fā)明的目的是可能的，因為在單個部件中已經(jīng)能夠?qū)崿F(xiàn)(單個的)直流衰減。
此外，應(yīng)該指出，采用四個部件的并聯(lián)裝置(未示出)也能實現(xiàn)如圖3中所示的輸出特性，即，為狀態(tài)00，01，10和11中的每一個狀態(tài)采用一個部件。雖然，為了獲得可以相比的衰減特性，與上文中具有n個部件的串聯(lián)結(jié)構(gòu)相比，具有并聯(lián)部件的本發(fā)明的放大器裝置需要更多的、即2n個部件，但是，具有并聯(lián)部件的裝置能夠更精確地也更容易地確定其輸出特性。此時，跨接在這種放大器裝置的輸入端的閾值電平與各別的部件的雙穩(wěn)態(tài)觸發(fā)電路的第一和第二閾值電平相一致;一般應(yīng)當(dāng)適當(dāng)?shù)剡x擇這些閾值電平，把各部件的滯后范圍分布在該放大器裝置的輸入信號范圍中無相互重疊的位置上;同時能夠根據(jù)所需要的輸出特性來最佳化地選擇衰減階梯的值。
對本技術(shù)領(lǐng)域：
的技術(shù)人員來說，以不同的形式應(yīng)用本發(fā)明將不是困難的，例如，如圖5中所示，在配合適當(dāng)之后，在一個或者更多的部件中，把直流補償電路在信號傳輸方向上安排在放大級之前;或者如圖6中所示，在信號傳輸方向上把放大級安排在閾值電路之前。另一種可能性是以不同于所給出的方式實現(xiàn)放大級、直流補償電路、雙穩(wěn)態(tài)觸發(fā)電路以及緩沖級。
圖7表示在直接混頻同步調(diào)幅接收機的鎖相環(huán)中采用具有三個相同的部件A、B和C的本發(fā)明的平衡放大器裝置。這個接收機包括一個同步檢波器PI;一方面把射頻一調(diào)幅接收信號加到PI上，另一方面把與射頻接收載波同相位的本機混頻載波也加到PI上。從同步檢波器PI的輸出端，經(jīng)由低通濾波器LPI所獲得的混頻結(jié)果中選出所需要的幅度調(diào)制的調(diào)制信號。
在上述鎖相環(huán)中產(chǎn)生本機混頻載波，該鎖相環(huán)包括(1)鑒相器PQ，它具有在環(huán)路中按次序連接的、本發(fā)明的放大器裝置的部件A、B和C;(2)環(huán)路濾波器LPQ;以及(3)提供一個同相振蕩信號和一個正交振蕩信號的壓控振蕩器VCO。把VCO的相位差90°的振蕩信號和射頻調(diào)幅接收信號一起加到鑒相器PQ上。鑒相器PQ提供一個這樣的信號，即，在上述兩個信號之間保持準(zhǔn)確的正交相位關(guān)系的理想情況下，此信號等于零;在上述兩個信號之間的相位差偏離這個正交關(guān)系的情況下，這個信號的幅度隨著兩個振蕩信號之間的相位差按比例地變化。
在經(jīng)過放大器裝置A、B和C的放大以及環(huán)路濾波器LPQ的選擇之后，這個相位差信號被作為相位控制信號加到壓控振蕩器VCO上。在環(huán)路增益足夠大的情況下，該正交振蕩信號在90°相位差范圍內(nèi)精確地跟蹤射頻接收載波，以便上述同相振蕩信號與射頻接收載波精確地同相或者反相，并且在同相檢波器PI中實現(xiàn)準(zhǔn)確的同步檢波。
由于實際上存在的無用的直流偏置(在小的接收場強度的情況下，這種無用的直流偏置相對于有用相差信息分量是特別大的)，所以上述相位控制信號受到干擾。這導(dǎo)致射頻接收載波與本機同相振蕩信號之間的相位異步，這種相位異步隨著，例如接收場強度、溫度或者所述直流偏置的其他起因而變化，并且因此導(dǎo)致對射頻接收信號的檢波過程的干擾。處在鑒相器PQ的輸出端的放大器裝置A、B和C按照上述方式減小與相位控制信號的相位差信息分量有關(guān)的無用的直流偏置，因此獲得精確的相位同步。在實際應(yīng)用中已經(jīng)采用包括三個部件的放大器裝置，用于實現(xiàn)相位控制信號的足夠精確的直流衰減，以便能夠在沒有干擾的情況下，在可以同普通超外差接收機相比的大的場強度變化范圍或者動態(tài)輸入范圍內(nèi)對信號進行檢波。
權(quán)利要求
1.一種用于放大幅度變化的輸入信號、并用于減小其無用的直流偏置的放大器裝置，該放大器裝置包括一個閾電路和一個與其連接的放大級，其特征在于-該閾電路包括一個雙穩(wěn)態(tài)觸發(fā)電路，當(dāng)輸入信號幅度低于第一閥值電平時，該觸發(fā)電路從激發(fā)狀態(tài)變到起始狀態(tài)，當(dāng)輸入信號幅度超過第二閾值電平時，該觸發(fā)電路從起始狀態(tài)變到激發(fā)狀態(tài)，所述兩個閾值電平限定了大于輸入信號的最大有用幅度變化范圍的滯后范圍，-所述雙穩(wěn)態(tài)觸發(fā)電路連接到一個插入該放大器裝置的信號通道中的直流補償電路，該直流補償電路把一個觸發(fā)信號加到處于激發(fā)狀態(tài)的所述電路上，用于把經(jīng)由信號通道加到直流補償電路的信號的直流電平減小一定的階梯值。
2.如權(quán)利要求
1所要求的放大器裝置，其特征在于所述放大級的輸入端也是所述閾電路的輸入端;并且，所述直流補償電路連接到所述放大級的輸出端。
3.如權(quán)利要求
2中所要求的放大器裝置，其特征在于所述放大級、閾電路及直流補償電路構(gòu)成單一部件，再由n個這種在電路結(jié)構(gòu)上相互的部件構(gòu)成級聯(lián)裝置;在信號方向上，從第(n-1)個部件開始的每一個部件的衰減階梯的值，分別大于后一個部件的滯后范圍。
4.如權(quán)利要求
3中所要求的放大器裝置，其特征在于那些跨接在放大器裝置的輸入端的部件的閾值電平基本上規(guī)則地分布在放大器裝置的輸入信號范圍內(nèi)，并且跨接在放大器裝置的輸出端的那些部件的衰減階梯值和滯后范圍彼此基本上相等。
5.如權(quán)利要求
1或者2中所要求的放大器裝置，其特征在于所述放大級、閾電路和直流補償電路構(gòu)成至少包含兩個部件的并聯(lián)裝置的單個部件，這些部件的滯后范圍分布在該放大器裝置的輸入信號范圍中無相互重疊的位置上。
6.一種直接混頻同步調(diào)幅接收機，該接收機具有一方面連接到同步調(diào)幅檢波器，另一方面又連接到用于產(chǎn)生與射頻接收信號的載波相位耦合的本機載波的鎖相環(huán)的射頻輸入端，所述鎖相環(huán)包括依次排列在環(huán)形線路中的鑒相器、環(huán)路濾波器和壓控振蕩器，該接收機的特征在于在鑒相器和環(huán)路濾波器之間設(shè)置如上述權(quán)利要求
中任一項所要求的放大器裝置，用于抑制環(huán)路的相位控制信號中的寄生直流偏置。
專利摘要
一種包括閾電路和與其連接的放大級的、用于減小幅度變化的輸入信號的無用的直流偏置的放大器裝置，該閾電路備有雙穩(wěn)態(tài)觸發(fā)電路。當(dāng)放大級的輸入或者輸出信號的直流電平增大時，該雙穩(wěn)態(tài)觸發(fā)電路以階梯形方式減小該直流電平。該雙穩(wěn)態(tài)觸發(fā)電路具有大于作為有用信號分量的輸入信號的最大幅度變化的滯后范圍，以便有可能線性地放大該有用信號分量，并且在直流電平不變的情況下，作為有用信號分量的輸入信號的變化不能導(dǎo)致直流衰減。
文檔編號H03G3/20GK87103771SQ87103771
公開日1988年2月24日 申請日期1987年5月20日
發(fā)明者恩格爾·羅扎 申請人:菲利浦光燈制造公司導(dǎo)出引文BiBTeX, EndNote, RefMan