自動電平控制電路的制作方法
【專利摘要】本實用新型涉及自動電平控制電路。本實用新型要解決的技術(shù)問題是現(xiàn)有技術(shù)中ALC電路反應時間過長，從而降低了脈沖功率放大器的效率。本實用新型所采用的技術(shù)方案是：自動電平控制電路，包括電調(diào)衰減器、快速比較器和峰值檢波器，其中，電調(diào)衰減器包括第一信號輸入端、第二信號輸入端和信號輸出端，峰值檢波器通過快速比較器與第二信號輸入端相連，峰值檢波器包括第三信號輸入端。本實用新型的有益效果是：利用峰值檢波器對末級功放輸出的信號進行檢測，獲得檢波電壓，再利用快速比較器將檢波電壓與參考電壓進行比較，最后利用電調(diào)衰減器對來自前級功放的輸入信號的功率進行調(diào)節(jié)，并將調(diào)節(jié)后的信號輸出給末級功放，實現(xiàn)了縮短反應時間的技術(shù)效果。
【專利說明】自動電平控制電路

【技術(shù)領域】
[0001 ] 本實用新型涉及功率控制領域，尤其是涉及自動電平控制電路。

【背景技術(shù)】
[0002]在脈沖功率放大器中，前級功放和末級功放之間連接有自動電平控制電路(Automatic Level Control, ALC),用于調(diào)節(jié)前級功放和末級功放之間的功率。目前，ALC電路包括均值檢波器、由運放設計的電壓倍數(shù)放大器、由運放設計的差分放大器及電調(diào)衰減器，如圖1所示，其工作原理為:用均值檢波器檢測末級功放耦合過來的信號，均值檢波器將輸出的檢波電壓通過電壓倍數(shù)放大器放大，然后通過差分放大器與參考電壓相比較，最后通過比較電壓來控制電調(diào)衰減器，從而，實現(xiàn)自動電平控制的功能。
[0003]現(xiàn)有的ALC電路由于采用均值檢波器，并且，檢波電壓通過運放設計的電壓倍數(shù)放大器進行放大，檢波電壓和參考電壓通過運放設計的差分放大器進行比較，而運放是閉環(huán)器件，將其運用在放大電路和比較電路中將大大影響反應時間，使得ALC電路反應時間過長，大于10μ S，這也降低了脈沖功率放大器的效率。
實用新型內(nèi)容
[0004]本實用新型所要解決的技術(shù)問題是現(xiàn)有技術(shù)中ALC電路反應時間過長，從而降低了脈沖功率放大器的效率。
[0005]為解決上述問題，本實用新型提供自動電平控制電路，包括電調(diào)衰減器、快速比較器和峰值檢波器,其中，電調(diào)衰減器包括第一信號輸入端、第二信號輸入端和信號輸出端，峰值檢波器通過快速比較器與第二信號輸入端相連，峰值檢波器包括第三信號輸入端。
[0006]進一步的，電調(diào)衰減器具體為包括PIN 二極管的型衰減器。
[0007]進一步的，π型衰減器包括電壓輸入端、第一電感、第一 PIN 二極管子電路、第二PIN 二極管子電路、第一電阻、第二電阻、第三電阻、第一調(diào)節(jié)電阻和第二調(diào)節(jié)電阻；
[0008]第二信號輸入端通過第一電感分別連接至第一 PIN 二極管子電路的第一端和第二 PIN 二極管子電路的第二端，電壓輸入端通過第三電阻分別連接至第一電阻的第一端和第二電阻的第一端，第一電阻的第二端與第一 PIN 二極管子電路的第二端相連，第二電阻的第二端與第二 PIN 二極管子電路的第一端相連，第一 PIN 二極管子電路的第三端通過第一調(diào)節(jié)電阻接地，第二 PIN 二極管子電路的第三端通過第二調(diào)節(jié)電阻接地，第一信號輸入端與第二 PIN 二極管子電路的第三端相連，信號輸出端與第一 PIN 二極管子電路的第三端相連。
[0009]進一步的，第一 PIN 二極管子電路包括第一 PIN 二極管和第二 PIN 二極管，第一PIN 二極管的正極為第一 PIN 二極管子電路的第一端，第二 PIN 二極管的正極為第一 PIN 二極管子電路的第二端，第一 PIN 二極管的負極與第二 PIN 二極管的負極相連后的節(jié)點為第一PIN 二極管子電路的第三端。
[0010]進一步的，第二 PIN 二極管子電路包括第三PIN 二極管和第四PIN 二極管，第三PIN 二極管的正極為第二 PIN 二極管子電路的第一端，第四PIN 二極管的正極為第二 PIN 二極管子電路的第二端，第三PIN 二極管的負極與第四PIN 二極管的負極相連后的節(jié)點為第二PIN 二極管子電路的第三端。
[0011 ] 進一步的，第一 PIN 二極管子電路與第二 PIN 二極管子電路相同。
[0012]本實用新型的有益效果是:利用峰值檢波器對末級功放輸出的信號進行檢測，獲得檢波電壓，再利用快速比較器將檢波電壓與參考電壓進行比較，最后利用電調(diào)衰減器對來自前級功放的輸入信號的功率進行調(diào)節(jié)，并將調(diào)節(jié)后的信號輸出給末級功放，解決了現(xiàn)有技術(shù)采用閉環(huán)器件而存在的反應時間長的問題，實現(xiàn)了縮短反應時間的技術(shù)效果，進而，提高了脈沖功率放大器的效率和通信效果；
[0013]利用包括PIN 二極管的π型衰減器作為電調(diào)衰減器，進一步縮短了反應時間；
[0014]又，通過對π型衰減器的電路結(jié)構(gòu)進行改進，具體包括電壓輸入端、第一電感、第一PIN 二極管子電路、第二 PIN 二極管子電路、第一電阻、第二電阻、第三電阻、第一調(diào)節(jié)電阻和第二調(diào)節(jié)電阻，第二信號輸入端通過第一電感分別連接至第一 PIN 二極管子電路和第二PIN 二極管子電路，電壓輸入端通過第三電阻分別連接至第一電阻和第二電阻，第一電阻與第一 PIN 二極管子電路相連，第二電阻與第二 PIN 二極管子電路相連，第一 PIN 二極管子電路通過第一調(diào)節(jié)電阻接地，第二 PIN 二極管子電路通過第二調(diào)節(jié)電阻接地，第一信號輸入端與第二PIN二極管子電路相連，信號輸出端與第一 PIN二極管子電路相連，解決了脈沖波上升沿的尖峰幅值過高的問題，實現(xiàn)了降低尖峰幅值的技術(shù)效果，提高了通信效果，進一步也提高了脈沖功率放大器的穩(wěn)定性和安全性。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0015]圖1是現(xiàn)有的自動電平控制電路的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0016]圖2是本實用新型的自動電平控制電路的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0017]圖3是本實用新型的型衰減器的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0018]圖4是本實用新型的第一 PIN 二極管子電路和第二 PIN 二極管子電路的結(jié)構(gòu)示意圖。

【具體實施方式】
[0019]下面結(jié)合附圖及實施例，詳細描述本實用新型的技術(shù)方案。
[0020]本申請的自動電平控制電路，包括電調(diào)衰減器、快速比較器和峰值檢波器，其中，電調(diào)衰減器包括第一信號輸入端、第二信號輸入端和信號輸出端，峰值檢波器通過快速比較器與第二信號輸入端相連，峰值檢波器包括第三信號輸入端。
[0021]利用峰值檢波器對末級功放輸出的信號進行檢測，獲得檢波電壓，再利用快速比較器將檢波電壓與參考電壓進行比較，最后利用電調(diào)衰減器對來自前級功放的輸入信號的功率進行調(diào)節(jié)，并將調(diào)節(jié)后的信號輸出給末級功放，解決了現(xiàn)有技術(shù)采用閉環(huán)器件而存在的反應時間長的問題，實現(xiàn)了縮短反應時間的技術(shù)效果，進而，提高了脈沖功率放大器的效率和通信效果。
[0022]如圖2所示，本申請的自動電平控制電路I應用于脈沖功率放大器中，在脈沖功率放大器中包括前級功放和末級功放，所述自動電平控制電路I包括電調(diào)衰減器、快速比較器和峰值檢波器。其中，電調(diào)衰減器包括第一信號輸入端A、第二信號輸入端B和信號輸出端C。第一信號輸入端A與前級功放相連，用于接收前級功放提供的輸入信號。峰值檢波器通過快速比較器與第二信號輸入端B相連，第二信號輸入端B用于接收來自快速比較器的控制信號。信號輸出端C與末級功放相連，用于將經(jīng)電調(diào)衰減器調(diào)節(jié)后的輸出信號提供給末級功放。
[0023]峰值檢波器包括第三信號輸入端，第三信號輸入端用于與末級功放相連，通過耦合器從末級功放耦合過來的信號提供給峰值檢波器，峰值檢波器對末級功放的耦合信號進行檢測，并輸出一檢波電壓。
[0024]快速比較器接收峰值檢波器輸出的檢波電壓，并將檢波電壓與快速比較器中的參考電壓進行比較，獲得一比較結(jié)果?？焖俦容^器根據(jù)該比較結(jié)果，能夠生成一控制信號，并將控制信號通過第二信號輸出端B傳輸給電調(diào)衰減器。電調(diào)衰減器根據(jù)接收到的控制信號對從第一信號輸出端A接收到的輸入信號進行調(diào)節(jié)，并將調(diào)節(jié)后的信號通過信號輸出端C進行輸出。其中，電調(diào)衰減器用于對信號的功率進行調(diào)節(jié)。
[0025]優(yōu)選的，選擇反應時間為10納秒以下的峰值檢波器和快速比較器。利用峰值檢波器進行檢波，以及利用快速比較器將檢波電壓與參考電壓進行比較，克服了現(xiàn)有技術(shù)采用閉環(huán)器件而帶來的反應時間慢的技術(shù)問題，縮短了 ALC電路的反應時間，利用本申請的方案，能夠?qū)⒎磻獣r間縮小到I微秒以下。進而，由于縮短了反應時間，也提高了脈沖功率放大器的效率和通信效果。
[0026]具體的，由于電壓與功率的大小成正比，檢波電壓對應著脈沖功率放大器的實際的輸出功率，而參考電壓對應著預設的基準功率，當快速比較器得到的比較結(jié)果表明檢波電壓大于參考電壓時，則意味著輸出功率大于基準功率，從而，快速比較器生成用于控制電調(diào)衰減器增大衰減量的第一控制信號，電調(diào)衰減器在第一控制信號的控制下，增大輸入信號功率的衰減量，使得輸出信號的功率大幅度減小，從而降低脈沖功率放大器的功率。當快速比較器得到的比較結(jié)果表明檢波電壓小于參考電壓時，則意味著輸出功率小于基準功率，從而，快速比較器生成用于控制電調(diào)衰減器減小衰減量的第二控制信號，電調(diào)衰減器在第二控制信號的控制下，減小輸入信號功率的衰減量，使得輸出信號的功率小幅度減小，從而提升脈沖功率放大器的功率。
[0027]進一步的，在本申請中，電調(diào)衰減器具體為包括PIN 二極管的型衰減器。利用PIN二極管，能夠進一步降低ALC電路的反應時間。優(yōu)選的，選擇反應時間為10納秒以下的
PIN 二極管。
[0028]另外，利用現(xiàn)有的包括PIN 二極管的π型衰減器作為電調(diào)衰減器，當電路起控后，脈沖波上升沿的尖峰幅值過高，會有嚴重的尖刺，而且，脈沖波上還會出現(xiàn)波浪式紋波，不僅嚴重的影響了通信效果，而且不利于功放的過沖保護。
[0029]為減小脈沖波上升沿的尖峰幅值以及紋波，本申請的型衰減器包括+5V的電壓輸入端、第一電感L1、第一 PIN 二極管子電路Ul、第二 PIN 二極管子電路U2、第一電阻Rl、第二電阻R2、第三電阻R3、第一調(diào)節(jié)電阻R4和第二調(diào)節(jié)電阻R5。
[0030]如圖3所示，第二信號輸入端B通過第一電感LI分別連接至第一 PIN 二極管子電路Ul的第一端I和第二 PIN 二極管子電路U2的第二端2，+5V電壓輸入端通過第三電阻R3分別連接至第一電阻Rl的第一端和第二電阻R2的第一端，第一電阻Rl的第二端與第一PIN 二極管子電路Ul的第二端2相連，第二電阻R2的第二端與第二 PIN 二極管子電路Ul的第一端I相連，第一 PIN 二極管子電路Ul的第三端3通過第一調(diào)節(jié)電阻R4接地，第二PIN 二極管子電路U2的第三端3通過第二調(diào)節(jié)電阻R5接地，第一信號輸入端A與第二PIN 二極管子電路U2的第三端3相連，信號輸出端C與第一 PIN 二極管子電路Ul的第三端3相連。具體的，第一 PIN 二極管子電路Ul與第一調(diào)節(jié)電阻R4之間的節(jié)點與信號輸出端C相連，第二 PIN 二極管子電路U2與第二調(diào)節(jié)電阻R5之間的節(jié)點與第一信號輸入端A相連。其中，通過調(diào)節(jié)電路中的第一調(diào)節(jié)電阻R4和第二調(diào)節(jié)電阻R5，來調(diào)節(jié)流過PIN 二極管中的電流，從而實現(xiàn)調(diào)節(jié)η型衰減器的衰減量。
[0031]進一步的，如圖4所示，在本申請中，第一 PIN二極管子電路Ul包括第一 PIN二極管Dl和第二 PIN 二極管D2，第一 PIN 二極管Dl的正極為第一 PIN 二極管子電路Ul的第一端I，第二 PIN 二極管D2的正極為第一 PIN 二極管子電路Ul的第二端2，第一 PIN 二極管Dl的負極與第二 PIN 二極管D2的負極相連后的節(jié)點為第一 PIN 二極管子電路Ul的第三端3。
[0032]進一步的，在本申請中，第二 PIN 二極管子電路U2包括第三PIN 二極管D3和第四PIN 二極管D4，第三PIN 二極管D3的正極為第二 PIN 二極管子電路U2的第一端I，第四PIN二極管D4的正極為第二 PIN 二極管子電路U2的第二端2，第三PIN 二極管D3的負極與第四PIN 二極管D4的負極相連后的節(jié)點為第二 PIN 二極管子電路U2的第三端3。
[0033]進一步的，在本申請中，第一 PIN 二極管子電路Ul與第二 PIN 二極管子電路U2相同。第一 PIN 二極管Dl與第三PIN 二極管D3相同，第二 PIN 二極管D2與第四PIN 二極管D4相同。
[0034]利用如圖4所示的電路結(jié)構(gòu)作為π型衰減器，能夠降低尖峰的幅值，提高了通信效果，也提高了脈沖功率放大器的穩(wěn)定性和安全性。
【權(quán)利要求】
1.自動電平控制電路，其特征在于，包括電調(diào)衰減器、快速比較器和峰值檢波器，其中，電調(diào)衰減器包括第一信號輸入端、第二信號輸入端和信號輸出端，峰值檢波器通過快速比較器與第二信號輸入端相連，峰值檢波器包括第三信號輸入端。
2.如權(quán)利要求1所述的自動電平控制電路，其特征在于，電調(diào)衰減器具體為包括PIN二極管的η型衰減器。
3.如權(quán)利要求2所述的自動電平控制電路，其特征在于，π型衰減器包括電壓輸入端、第一電感、第一 PIN二極管子電路、第二 PIN 二極管子電路、第一電阻、第二電阻、第三電阻、第一調(diào)節(jié)電阻和第二調(diào)節(jié)電阻； 第二信號輸入端通過第一電感分別連接至第一 PIN 二極管子電路的第一端和第二 PIN二極管子電路的第二端，電壓輸入端通過第三電阻分別連接至第一電阻的第一端和第二電阻的第一端，第一電阻的第二端與第一 PIN 二極管子電路的第二端相連，第二電阻的第二端與第二 PIN 二極管子電路的第一端相連，第一 PIN 二極管子電路的第三端通過第一調(diào)節(jié)電阻接地，第二 PIN 二極管子電路的第三端通過第二調(diào)節(jié)電阻接地，第一信號輸入端與第二 PIN 二極管子電路的第三端相連，信號輸出端與第一 PIN 二極管子電路的第三端相連。
4.如權(quán)利要求3所述的自動電平控制電路，其特征在于，第一PIN二極管子電路包括第一PIN 二極管和第二 PIN 二極管，第一 PIN 二極管的正極為第一 PIN 二極管子電路的第一端，第二 PIN 二極管的正極為第一 PIN 二極管子電路的第二端，第一 PIN 二極管的負極與第二PIN 二極管的負極相連后的節(jié)點為第一 PIN 二極管子電路的第三端。
5.如權(quán)利要求3所述的自動電平控制電路，其特征在于，第二PIN二極管子電路包括第三PIN 二極管和第四PIN 二極管，第三PIN 二極管的正極為第二 PIN 二極管子電路的第一端，第四PIN 二極管的正極為第二 PIN 二極管子電路的第二端，第三PIN 二極管的負極與第四PIN 二極管的負極相連后的節(jié)點為第二 PIN 二極管子電路的第三端。
6.如權(quán)利要求3所述的自動電平控制電路，其特征在于，第一PIN二極管子電路與第二PIN 二極管子電路相同。
【文檔編號】H03F3/20GK203933537SQ201420268216
【公開日】2014年11月5日 申請日期:2014年5月23日 優(yōu)先權(quán)日:2014年5月23日
【發(fā)明者】雷彬藝, 臧嘉 申請人:成都嘉晨科技有限公司