一種抗飽和不對稱輸出的放大與檢波電路的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種抗飽和不對稱輸出的放大與檢波電路，由前置放大電路、雙向限幅放大電路、檢波電路、輸出緩沖電路組成；前置放大電路對輸入信號進(jìn)行預(yù)放大，其輸出端與雙向限幅放大電路的輸入端相連；雙向限幅放大電路對信號進(jìn)行雙向峰值限幅放大，使放大后的輸出信號峰值限制在不出現(xiàn)正負(fù)向?qū)ΨQ范圍內(nèi)；檢波電路對雙向限幅放大電路輸出的調(diào)制信號進(jìn)行解調(diào)，輸出檢波信號；輸出緩沖電路對雙向限幅放大電路輸出的信號進(jìn)行緩沖輸出。本發(fā)明的優(yōu)點是具有消除飽和大信號對稱性誤差，使放大器輸出到檢波電路和輸出緩沖電路的飽和信號正負(fù)對稱，無畸變失真，減小對成性誤差帶來的檢波非線性誤差，有利于系統(tǒng)及時正確判斷輸入信號的特征，便于后級控制。
【專利說明】—種抗飽和不對稱輸出的放大與檢波電路
[0001]

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0002]本發(fā)明涉及一種抗飽和不對稱輸出的放大與檢波電路，屬于電路【技術(shù)領(lǐng)域】。

【背景技術(shù)】
[0003]帶調(diào)制解調(diào)功能的傳感器信號處理系統(tǒng)或無線電信號處理系統(tǒng)，其放大檢波電路有時需要處理動態(tài)范圍較大的信號，當(dāng)輸入信號較大時會出現(xiàn)放大器飽和或接近飽和輸出。由于放大器在輸出飽和或接近飽和時，輸出幅度會出現(xiàn)對稱性誤差，輸出正、負(fù)信號幅度不一樣，經(jīng)過檢波電路檢波時就額外增加或減少一定幅度的電壓值，導(dǎo)致檢波誤差增大；另外放大器在飽和輸出時，輸出信號發(fā)生較為嚴(yán)重的畸變，這些都給系統(tǒng)判斷輸入信號特征帶來干擾，會造成系統(tǒng)誤判。
[0004]現(xiàn)有的放大與檢波電路不能夠消除大信號對稱性誤差和飽和削波后尖峰畸變。為此有必要設(shè)計一種具有抗飽和不對稱輸出的放大與檢波電路，消除放大器輸出不對稱導(dǎo)致的檢波誤差，消除系統(tǒng)誤判，便于后級控制。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的是針大信號飽和輸出情況下，信號解調(diào)系統(tǒng)中放大與檢波電路輸出不對稱，檢波誤差增大，輸出信號畸變，導(dǎo)致系統(tǒng)容易誤判，不能及時響應(yīng)處理的問題，研制出一種具有抗飽和不對稱輸出的放大與檢波電路。
[0006]實現(xiàn)本發(fā)明目的的技術(shù)解決方案為:
本發(fā)明一種抗飽和不對稱輸出的放大與檢波電路，其特征是，由前置放大電路、雙向限幅放大電路、檢波電路、輸出緩沖電路組成；
前置放大電路的輸出端與雙向限幅放大電路的輸入端相連，前置放大電路對輸入信號進(jìn)行預(yù)放大；
雙向限幅放大電路對信號進(jìn)行雙向峰值限幅放大，使放大后的輸出信號峰值限制在不出現(xiàn)正負(fù)向?qū)ΨQ范圍內(nèi)；
雙向限幅放大電路串聯(lián)在前置放大電路和檢波電路之間，輸出緩沖電路的輸入端連接到雙向限幅放大電路的輸出端；
檢波電路的輸入端接在雙向限幅放大電路的輸出端，對雙向限幅放大電路輸出的調(diào)制信號進(jìn)行解調(diào)，輸出檢波信號供系統(tǒng)判斷；
輸出緩沖電路的輸入端與雙向限幅放大電路的輸出端相連，輸出緩沖電路對雙向限幅放大電路輸出的信號進(jìn)行緩沖輸出，供系統(tǒng)分析處理用；
輸入信號經(jīng)前置放大電路放大后送達(dá)雙向限幅放大電路進(jìn)行限幅放大，限幅放大電路的輸入信號在未達(dá)到限幅電壓時，只進(jìn)行放大，不進(jìn)行限幅；當(dāng)輸入信號達(dá)到限幅電壓時，雙向限幅放大電路進(jìn)行限幅放大，雙向限幅放大電路輸出峰值限制在放大器對稱輸出范圍內(nèi)。
[0007]雙向限幅放大電路包括第三電阻、第四電阻、第五電阻、第一穩(wěn)壓二極管、第二穩(wěn)壓二極管、第二運算放大器；
第三電阻的一端與前置放大電路的輸出端相連，另一端與第四電阻的一端相連；第四電阻的另一端與第二運算放大器的反向輸入端相連；第五電阻的一端與第二運算放大器的反向輸入端相連，另一端與第二運算放大器的輸出端相連；第二運算放大器的正輸入端與地相連；第一穩(wěn)壓二極管的正極與第三電阻、第四電阻的共接點相連；第一穩(wěn)壓二極管的負(fù)極與第二穩(wěn)壓二極管的負(fù)極相連，第二穩(wěn)壓二極管的正極連接到地。
[0008]設(shè)運算放大器N2對稱輸出最大電壓VH，雙向限幅放大電路進(jìn)入限幅放大狀態(tài)時的放大倍數(shù)為r5/r4，第一穩(wěn)壓二極管、第二穩(wěn)壓二極管的正向?qū)妷簽?、反向擊穿電壓為vz，則滿足如下關(guān)系:
VH >(R3/R2)* (Vf+Vz)
其中，r5為第五電阻阻值，r4為第四電阻阻值。
[0009]輸出緩沖電路包括第二電容、第六電阻、第三運算放大器；
第二電容的一端接雙向限幅放大電路的輸出端，另一端與第三運算放大器的正向輸入端相連，第六電阻的一端接地，另一端與第三運算放大器的正向輸入端相連，第三運算放大器的反向輸入端與第三運算放大器的輸出端相連。
[0010]檢波電路包括第七電阻、第八電阻、第九電阻、第十電阻、第i^一電阻、第十二電阻、第三電容、第三二極管、第四二極管、第四運算放大器、第五運算放大器；
第七電阻的一端接雙向限幅放大電路的輸出端，另一端接第四運算放大器的反向輸入端；第八電阻一端接雙向限幅放大電路的輸出端，另一端接第五運算放大器的反向輸入端；第九電阻一端接第四運算放大器反向輸入端，另一端接第四二極管的正極；第十電阻一端接第四運算放大器的反向輸入端，另一端接第三二極管的負(fù)極；第十一電阻一端接第四二極管的正極，另一端接第五運算放大器的反向輸入端；第十二電阻一端接第五運算放大器的反向輸入端，另一端接第五運算放大器的輸出端；第三二極管的負(fù)極與第十電阻相連，正極接第四運算放大器的輸出端；第四二極管的負(fù)極接第四運算放大器的輸出端；第三電容與第十二電阻兩端并聯(lián)連接。
[0011]本發(fā)明所達(dá)到的有益效果:
本發(fā)明的優(yōu)點是具有消除飽和大信號對稱性誤差，使放大器輸出到檢波電路和輸出緩沖電路的飽和信號正負(fù)對稱，無畸變失真，減小對成性誤差帶來的檢波非線性誤差，有利于系統(tǒng)及時正確判斷輸入信號的特征，便于后級系統(tǒng)分析與控制。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0012]圖1是本發(fā)明一種抗飽和不對稱輸出的放大與檢波電路框圖。
[0013]圖2是本發(fā)明一種抗飽和不對稱輸出的放大與檢波電路的前置放大電路圖。
[0014]圖3是本發(fā)明一種抗飽和不對稱輸出的放大與檢波電路的雙向限幅放大電路圖。
[0015]圖4是本發(fā)明一種抗飽和不對稱輸出的放大與檢波電路的輸出緩沖電路圖。
[0016]圖5是本發(fā)明一種抗飽和不對稱輸出的放大與檢波電路的檢波電路圖。

【具體實施方式】
[0017]下面結(jié)合附圖對本發(fā)明作進(jìn)一步描述。以下實施例僅用于更加清楚地說明本發(fā)明的技術(shù)方案，而不能以此來限制本發(fā)明的保護范圍。
[0018]由圖1所示，本發(fā)明一種抗飽和不對稱輸出的放大與檢波電路，包括前置放大電路1、雙向限幅放大電路2、檢波電路3、輸出緩沖電路4。前置放大電路1對需要放大和解調(diào)的信號IN進(jìn)行預(yù)放大，其輸出端與雙向限幅放大電路2的輸入端相連；雙向限幅放大電路2對信號進(jìn)行雙向峰值限幅放大，使放大后的輸出信號峰值限制在正負(fù)向?qū)ΨQ輸出范圍內(nèi)。檢波電路3對輸入的經(jīng)雙向限幅放大電路2雙向峰值限幅放大的信號進(jìn)行包絡(luò)解調(diào)輸出信號0UT1。輸出緩沖電路4對放大后的信號進(jìn)行緩沖，輸出信號0UT2。
[0019]圖2所示為前置放大電路1的一個實施特例。由電阻&、R2、Q和運算放大器N 1構(gòu)成前置放大電路。電阻&的一端接收輸入信號IN，另一端與電阻R2的一端相連，電阻R2的另一端與運算放大器K的反向輸入端相連，運算放大器\的正向輸入端連接到地，運算放大器&的輸出與電容C工的一端相連，電容C工的另一端與圖3的電阻R 3的一端相連。
[0020]圖3所示，由電阻&、1?4、1?5，穩(wěn)壓二極管VpV2，運算放大器N2構(gòu)成雙向限幅放大電路。電阻R3的一端與圖2中前置放大電路1中Ci相連，另一端與電阻1?4的一端相連，電阻尺4的另一端與運算放大器N 2的反向輸入端相連，電阻R 5的一端與運算放大器N 2的反向輸入端相連，另一端與運算放大器隊的輸出端相連，運算放大器N2的正輸入端與地相連，穩(wěn)壓二極管％的正極與電阻R 3、&的共接點相連，穩(wěn)壓二極管V i的負(fù)極與穩(wěn)壓二極管V 2的負(fù)極相連，穩(wěn)壓二極管V2的正極連接到地。
[0021 ] 設(shè)運算放大器N2對稱輸出最大電壓為V H，雙向限幅放大電路進(jìn)入限幅放大狀態(tài)時的放大倍數(shù)為r5/r4，其中，r5為電阻r5阻值，r4為電阻r4阻值；穩(wěn)壓二極管V1、v2的正向?qū)妷壕鶠関F，反向擊穿電壓均為vz，則應(yīng)滿足如下關(guān)系:
VH >(R5/R4)* (Vf+Vz)
為了保證雙向限幅放大電路輸出的正、負(fù)向峰值對稱，穩(wěn)壓二極管'、v2應(yīng)進(jìn)行正向?qū)妷簐F相同性和反向擊穿電壓vz相同性配對，確保v v 2的正向?qū)妷汉头聪驌舸╇妷合嗤?；調(diào)整放大倍數(shù)(r5/r4)和穩(wěn)壓二極管正、反相導(dǎo)通電壓(vF+vz)，使其乘積盡可能接近VH，有利于擴大線性區(qū)動態(tài)范圍。
[0022]圖4所示為輸出緩沖電路的一個實施例，由電容C2、電阻R6、運算放大器N3構(gòu)成輸出緩沖電路。電容c2的一端接圖3運算放大器1的輸出端，另一端與運算放大器1的正向輸入端相連，電阻R6的一端接地，另一端與運算放大器1的正向輸入端相連，運算放大器N3的反向輸入端與運算放大器N 3的輸出端相連。
[0023]圖5所示為檢波電路實施例，由電阻R7、R8、R9、R10> Rn、R12、電容C3、二極管V3、V4、運算放大器隊、乂構(gòu)成檢波電路。電阻R7的一端接圖3中運算放大器1的輸出端，另一端接運算放大器隊的反向輸入端，電阻R8—端接圖3中運算放大器\的輸出端，另一端接運算放大器乂的反向輸入端，電阻R9—端接運算放大器N4反向輸入端，另一端接二極管乂4的正極，電阻R1(l—端接運算放大器N 4的反向輸入端，另一端接二極管V 3的負(fù)極，電阻R n-端接二極管V4的正極，另一端接運算放大器N 5的反向輸入端，電阻R12—端接運算放大器N 5的反向輸入端，另一端接運算放大器N5的輸出端，二極管V 3的負(fù)極與電阻R 1(|相連，正極接運算放大器N4的輸出端，二極管V 4的負(fù)極接運算放大器N 4的輸出端，電容C 3與電阻R 12兩端并聯(lián)連接。運算放大器N4、運算放大器N5的正向輸入端接地。
[0024]以上所述僅是本發(fā)明的優(yōu)選實施方式，應(yīng)當(dāng)指出，對于本【技術(shù)領(lǐng)域】的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明技術(shù)原理的前提下，還可以做出若干改進(jìn)和變形，這些改進(jìn)和變形也應(yīng)視為本發(fā)明的保護范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種抗飽和不對稱輸出的放大與檢波電路，其特征是，由前置放大電路、雙向限幅放大電路、檢波電路、輸出緩沖電路組成； 前置放大電路對輸入信號進(jìn)行預(yù)放大，其輸出端與雙向限幅放大電路的輸入端相連；雙向限幅放大電路對信號進(jìn)行雙向峰值限幅放大，使放大后的輸出信號峰值限制在不出現(xiàn)正負(fù)向?qū)ΨQ范圍內(nèi)； 檢波電路對雙向限幅放大電路輸出的調(diào)制信號進(jìn)行解調(diào)，輸出檢波信號； 輸出緩沖電路對雙向限幅放大電路輸出的信號進(jìn)行緩沖輸出。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的抗飽和不對稱輸出的放大與檢波電路，其特征是，輸入信號經(jīng)前置放大電路放大后送達(dá)雙向限幅放大電路進(jìn)行限幅放大，雙向限幅放大電路的輸入信號在未達(dá)到限幅電壓時，只進(jìn)行放大，不進(jìn)行限幅；當(dāng)輸入信號達(dá)到限幅電壓時，雙向限幅放大電路進(jìn)行限幅放大，雙向限幅放大電路輸出峰值限制在放大器對稱輸出范圍內(nèi)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的抗飽和不對稱輸出的放大與檢波電路，其特征是， 雙向限幅放大電路包括第三電阻、第四電阻、第五電阻、第一穩(wěn)壓二極管、第二穩(wěn)壓二極管、第二運算放大器； 第三電阻的一端與前置放大電路的輸出端相連，另一端與第四電阻的一端相連；第四電阻的另一端與第二運算放大器的反向輸入端相連；第五電阻的一端與第二運算放大器的反向輸入端相連，另一端與第二運算放大器的輸出端相連；第二運算放大器的正輸入端與地相連；第一穩(wěn)壓二極管的正極與第三電阻、第四電阻的共接點相連；第一穩(wěn)壓二極管的負(fù)極與第二穩(wěn)壓二極管的負(fù)極相連，第二穩(wěn)壓二極管的正極連接到地。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的抗飽和不對稱輸出的放大與檢波電路，其特征是， 設(shè)第二運算放大器對稱輸出最大電壓為VH，雙向限幅放大電路進(jìn)入限幅放大狀態(tài)時的放大倍數(shù)為R5/R4，第一穩(wěn)壓二極管、第二穩(wěn)壓二極管的正向?qū)妷簽椋?、反向擊穿電壓為Vz，則滿足如下關(guān)系:
VH >(R5/R4)* (Vf+Vz) 其中，r5為第五電阻阻值，r4為第四電阻阻值。
5.根據(jù)權(quán)利要求1、2或3所述的抗飽和不對稱輸出的放大與檢波電路，其特征是， 輸出緩沖電路包括第二電容、第六電阻、第三運算放大器； 第二電容的一端接雙向限幅放大電路的輸出端，另一端與第三運算放大器的正向輸入端相連，第六電阻的一端接地，另一端與第三運算放大器的正向輸入端相連，第三運算放大器的反向輸入端與第三運算放大器的輸出端相連。
6.根據(jù)權(quán)利要求1、2或3所述的抗飽和不對稱輸出的放大與檢波電路，其特征是， 檢波電路包括第七電阻、第八電阻、第九電阻、第十電阻、第十一電阻、第十二電阻、第三電容、第三二極管、第四二極管、第四運算放大器、第五運算放大器； 第七電阻的一端接雙向限幅放大電路的輸出端，另一端接第四運算放大器的反向輸入端；第八電阻一端接雙向限幅放大電路的輸出端，另一端接第五運算放大器的反向輸入端；第九電阻一端接第四運算放大器反向輸入端，另一端接第四二極管的正極；第十電阻一端接第四運算放大器的反向輸入端，另一端接第三二極管的負(fù)極；第十一電阻一端接第四二極管的正極，另一端接第五運算放大器的反向輸入端；第十二電阻一端接第五運算放大器的反向輸入端，另一端接第五運算放大器的輸出端；第三二極管的負(fù)極與第十電阻相連，正極接第四運算放大器的輸出端；第四二極管的負(fù)極接第四運算放大器的輸出端；第三電容與第十二電阻兩端并聯(lián)連接。
【文檔編號】H03F3/21GK104485906SQ201410659910
【公開日】2015年4月1日 申請日期:2014年11月18日 優(yōu)先權(quán)日:2014年11月18日
【發(fā)明者】高加林, 陸泉望, 劉俊, 楊翠俠 申請人:中國兵器工業(yè)集團第二一四研究所蘇州研發(fā)中心