專利名稱：信道共享網(wǎng)絡(luò)中調(diào)頻信號(hào)自動(dòng)增益調(diào)整器及調(diào)整方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種調(diào)頻信號(hào)自動(dòng)增益調(diào)整器，特別涉及信道共享網(wǎng)絡(luò)中的調(diào) 頻信號(hào)自動(dòng)增益調(diào)整器及調(diào)整方法。
技術(shù)背景在無(wú)線自組網(wǎng)、無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)、485總線網(wǎng)絡(luò)、以及電力載波網(wǎng)絡(luò)等信道 共享網(wǎng)絡(luò)的各節(jié)點(diǎn)相互通信過(guò)程中，物理位置上距離較近的節(jié)點(diǎn)接收的信號(hào)幅 度大，距離較遠(yuǎn)的節(jié)點(diǎn)接收信號(hào)幅度小，兩者相差數(shù)千倍。為了使解調(diào)器有效 的工作，從調(diào)制信號(hào)中正確的解調(diào)出調(diào)制信號(hào)，解調(diào)前需要進(jìn)行增益調(diào)整，將 輸入信號(hào)的幅度進(jìn)行調(diào)整，將小信號(hào)放大，大信號(hào)衰減。在輸入信號(hào)幅度變化很大的情況下，要求接收電路的增益應(yīng)能隨信號(hào)強(qiáng)弱 而自動(dòng)調(diào)整，以保持輸出相對(duì)穩(wěn)定。自動(dòng)增益調(diào)整器的作用就是使輸出信號(hào)保 持適當(dāng)?shù)碾娖?，不至于因?yàn)檩斎胄盘?hào)太小而無(wú)法正常工作，也不至于因?yàn)檩斎?信號(hào)太大而使接收機(jī)發(fā)生飽和或堵塞。所以自動(dòng)增益調(diào)整器是通信接收設(shè)備的 重要電路之一。國(guó)內(nèi)在這方面的理論研究已經(jīng)深入開展，但成熟的、具有實(shí)用價(jià)值的硬件 實(shí)現(xiàn)電路還比較少，往往只有原理實(shí)現(xiàn)框圖?，F(xiàn)已公開的方法有以下幾種一 種是傳統(tǒng)的利用乘法器原理實(shí)現(xiàn)自動(dòng)增益控制電路；另一種是采用集成電路跨 導(dǎo)運(yùn)算放大器；還有就是采用自動(dòng)增益控制芯片以及軟件配合的辦法。這些方 法總體比較復(fù)雜，成本較高，可靠性不夠高，動(dòng)態(tài)范圍不夠大。發(fā)明內(nèi)容為克服上述缺陷，本發(fā)明的目的在于提供一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、成本低、動(dòng)態(tài)范 圍大的信道共享網(wǎng)絡(luò)調(diào)頻信號(hào)自動(dòng)增益調(diào)整器。為達(dá)到上述發(fā)明目的，本發(fā)明信道共享網(wǎng)絡(luò)中調(diào)頻信號(hào)自動(dòng)增益調(diào)整器， 至少包括穩(wěn)壓二極管，用以在確定的電壓下?lián)舸?，以將輸入的調(diào)頻信號(hào)鉗定在所限定的范圍內(nèi)后輸出；電壓放大器，用以對(duì)穩(wěn)壓二極管輸出的調(diào)頻信號(hào)放大。進(jìn)一步地，在所述的穩(wěn)壓二極管與電壓放大器之間還設(shè)置有一電壓跟隨器， 所述的電壓跟隨器用 一個(gè)運(yùn)放來(lái)實(shí)現(xiàn)。其中，所述的放大器由兩級(jí)放大器組成，每級(jí)放大電路放大倍數(shù)為IOO倍， 采用反相輸入方式。為達(dá)到上述發(fā)明目的，本發(fā)明信道共享網(wǎng)絡(luò)中調(diào)頻信號(hào)自動(dòng)增益調(diào)整方法， l)設(shè)定一個(gè)電壓閾值；2)判斷輸入信號(hào)的電壓幅值是否大于該閾值，若小于 該閾值，則輸出至放大器放大；若大于該閾值，則將其削頂后輸出至放大器放 大。其中，上述的電壓閾值是通過(guò)穩(wěn)壓二極管來(lái)設(shè)定的，并通過(guò)穩(wěn)壓二極管來(lái) 對(duì)輸入的電壓幅值進(jìn)行判斷和控制。進(jìn)一步地，上述的步驟2具體為判斷輸入信號(hào)的電壓幅值是否大于該閾 值，若小于該閾值，則通過(guò)電壓跟隨器輸出至放大器放大；若大于該閾值，則 將其削頂后通過(guò)電壓跟隨器輸出至放大器放大。其中，上述的電壓跟隨器用一個(gè)運(yùn)放來(lái)實(shí)現(xiàn)。其中，上述的放大器由兩級(jí)放大器組成，每級(jí)放大電路放大倍數(shù)為IOO倍， 釆用反相輸入方式。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是1) 簡(jiǎn)單。該電路結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，易于調(diào)試實(shí)現(xiàn)，因而具有較強(qiáng)的推廣價(jià)值。2) 動(dòng)態(tài)范圍寬。能實(shí)現(xiàn)從幾毫伏到幾十伏的大動(dòng)態(tài)范圍輸入信號(hào)的自動(dòng)增 益調(diào)整。3)有效。該電路能有效地實(shí)現(xiàn)輸出信號(hào)幅度在一定的范圍內(nèi)。


圖l是本發(fā)明的調(diào)頻信號(hào)自動(dòng)增益調(diào)整器構(gòu)成框圖。圖2是限壓、保護(hù)和跟隨器的具體電路圖。 圖3是兩級(jí)放大器的具體電路圖。
具體實(shí)施方式
下面結(jié)合附圖、實(shí)施例以及發(fā)明的理論基礎(chǔ)來(lái)對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步地說(shuō)明。 本發(fā)明所依據(jù)的理論基礎(chǔ)是:對(duì)于頻率調(diào)制(調(diào)頻)而言，信息的變化使調(diào)制信 號(hào)頻率發(fā)生變化，信息的內(nèi)容只與信號(hào)的頻率有關(guān)，與調(diào)制信號(hào)幅度無(wú)關(guān)。即 只要調(diào)制信號(hào)頻率不發(fā)生改變，信號(hào)幅度的變化不會(huì)影響調(diào)制信號(hào)的解調(diào)結(jié)果。本發(fā)明信道共享網(wǎng)絡(luò)中調(diào)頻信號(hào)自動(dòng)增益調(diào)整方法是1)設(shè)定一個(gè)電壓閾 值；2)判斷輸入信號(hào)的電壓幅值是否大于該闊值，若小于該閾值，則輸出至放 大器放大；若大于該閾值，則將其削頂后輸出至放大器放大。本發(fā)明提出的用于信道共享網(wǎng)絡(luò)中調(diào)頻信號(hào)自動(dòng)增益調(diào)整器是通過(guò)穩(wěn)壓二 極管、電壓跟隨器、兩級(jí)放大器來(lái)實(shí)現(xiàn)的。圖1顯示了本發(fā)明用于信道共享網(wǎng)絡(luò)中調(diào)頻信號(hào)自動(dòng)增益調(diào)整器的構(gòu)成框 圖，包括一個(gè)穩(wěn)壓二極管、 一個(gè)電壓跟隨器、 一個(gè)兩級(jí)放大電路。當(dāng)輸入信號(hào) 電平幅度達(dá)到幾十伏時(shí)，可以由穩(wěn)壓二極管吸收，限制其電壓，并保護(hù)后續(xù)電 路，然后進(jìn)入放大電路放大；當(dāng)輸入信號(hào)電平幅度為毫伏級(jí)時(shí)，穩(wěn)壓二極管沒 什么影響，直接進(jìn)入放大電路，將信號(hào)放大到伏級(jí)，從而達(dá)到自動(dòng)增益調(diào)整的 目的。圖2顯示了限壓、保護(hù)和跟隨器的電路圖。由一個(gè)穩(wěn)壓二極管、 一個(gè)集成 運(yùn)算放大器、 一個(gè)電阻、兩個(gè)電容組成。集成運(yùn)算放大器的輸出端和負(fù)輸入端 相連，構(gòu)成反饋回路，電路極為簡(jiǎn)單。其中，穩(wěn)壓二極管在確定的電壓下?lián)舸?起到限制和保護(hù)的作用，可以吸收瞬時(shí)的高電壓輸入，輸入信號(hào)被穩(wěn)壓二極管 鉗定在一定的范圍內(nèi)。電壓跟隨器用一個(gè)運(yùn)放來(lái)實(shí)現(xiàn)。電壓增益近似為1，起緩 沖、隔離、提高帶載能力的作用。圖3顯示了兩級(jí)放大電路的電路圖。兩級(jí)放大電路電路相似，每級(jí)方文大電 路由一個(gè)集成運(yùn)算放大器、若干個(gè)電阻和電容組成。集成運(yùn)算放大器兩輸入端抬高的電壓由R5、 R6對(duì)電源分壓后產(chǎn)生，約等于￡+/2; C2為濾波電容；Cl和 C3分別為輸入、輸出隔直電容。為了減小輸入失調(diào)電流的影響，Rl應(yīng)等于R2 與R4的并聯(lián)值，該電路為反相輸入方式，電路的交流放大倍數(shù)為R4/R3-100倍。綜上，本發(fā)明基于調(diào)頻信號(hào)的特點(diǎn)，不同于傳統(tǒng)的自動(dòng)增益調(diào)整器，滿足 幾毫伏到幾十伏的大動(dòng)態(tài)范圍輸入信號(hào)的自動(dòng)增益調(diào)整，整體結(jié)構(gòu)極為簡(jiǎn)單， 成本較低。
權(quán)利要求
1、 一種信道共享網(wǎng)絡(luò)中調(diào)頻信號(hào)自動(dòng)增益調(diào)整器，其特征在于，至少包括 穩(wěn)壓二極管，用以在確定的電壓下?lián)舸?，以將輸入的調(diào)頻信號(hào)鉗定在所限定的 范圍內(nèi)后輸出；電壓放大器，用以對(duì)穩(wěn)壓二極管輸出的調(diào)頻信號(hào)放大。
2、 如權(quán)利要求l所述的信道共享網(wǎng)絡(luò)中調(diào)頻信號(hào)自動(dòng)增益調(diào)整器，其特征 在于，在所述的穩(wěn)壓二極管與電壓放大器之間還設(shè)置有一電壓跟隨器，所述的 電壓跟隨器<>用 一個(gè)運(yùn)放來(lái)實(shí)現(xiàn)。
3、 如權(quán)利要求1或2所述的信道共享網(wǎng)絡(luò)中調(diào)頻信號(hào)自動(dòng)增益調(diào)整器，其 特征在于，所述的放大器由兩級(jí)放大器組成，每級(jí)放大電路放大倍數(shù)為100倍， 采用反相輸入方式。
4、 一種信道共享網(wǎng)絡(luò)中調(diào)頻信號(hào)自動(dòng)增益調(diào)整方法，其特征在于<1) 設(shè)定一個(gè)電壓閾值；2) 判斷輸入信號(hào)的電壓幅值是否大于該閾值，若小于該閾值，則輸出至放 大器放大；若大于該閣值，則將其削頂后輸出至放大器放大。
5、 如權(quán)利要求4所述的信道共享網(wǎng)絡(luò)中調(diào)頻信號(hào)自動(dòng)增益調(diào)整方法，其特 征在于上述的電壓閾值是通過(guò)穩(wěn)壓二極管來(lái)設(shè)定的，并通過(guò)穩(wěn)壓二極管來(lái)對(duì) 輸入的電壓幅值進(jìn)行判斷和控制。
6、 如權(quán)利要求4所述的信道共享網(wǎng)絡(luò)中調(diào)頻信號(hào)自動(dòng)增益調(diào)整方法，其特 征在于，所述的步驟2具體為判斷輸入信號(hào)的電壓幅值是否大于該闊值，若 小于該閾值，則通過(guò)電壓跟隨器輸出至放大器放大；若大于該閾值，則將其削 頂后通過(guò)電壓跟隨器輸出至放大器放大。
7、如權(quán)利要求6所述的信道共享網(wǎng)絡(luò)中調(diào)頻信號(hào)自動(dòng)增益調(diào)整方法，其特 征在于，所述的電壓跟隨器用一個(gè)運(yùn)放來(lái)實(shí)現(xiàn)。
8、如權(quán)利要求4、 5或6所述的信道共享網(wǎng)絡(luò)中調(diào)頻信號(hào)自動(dòng)增益調(diào)整方法，其特征在于，所述的放大器由兩級(jí)放大器組成，每級(jí)放大電路放大倍數(shù)為100倍，釆用反相輸入方式。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種信道共享網(wǎng)絡(luò)中調(diào)頻信號(hào)的自動(dòng)增益調(diào)整器及調(diào)整方法，為解決現(xiàn)有技術(shù)結(jié)構(gòu)復(fù)雜，成本高，動(dòng)態(tài)范圍小的問(wèn)題而發(fā)明。本發(fā)明信道共享網(wǎng)絡(luò)中調(diào)頻信號(hào)自動(dòng)增益調(diào)整器，包括穩(wěn)壓二極管，用以在確定的電壓下?lián)舸詫⑤斎氲恼{(diào)頻信號(hào)鉗定在所限定的范圍內(nèi)，輸出；電壓放大器，用以對(duì)穩(wěn)壓二極管輸出的調(diào)頻信號(hào)放大。本發(fā)明信道共享網(wǎng)絡(luò)中調(diào)頻信號(hào)自動(dòng)增益調(diào)整方法，1)設(shè)定一個(gè)電壓閾值；2)判斷輸入信號(hào)的電壓幅值是否大于該閾值，若小于該閾值，則輸出至放大器放大；若大于該閾值，則將其削頂后輸出至放大器放大。本發(fā)明電路結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，易于調(diào)試實(shí)現(xiàn)；動(dòng)態(tài)范圍寬，能實(shí)現(xiàn)從幾毫伏到幾十伏的大動(dòng)態(tài)范圍輸入信號(hào)的自動(dòng)增益調(diào)整。
文檔編號(hào)H04B7/005GK101145815SQ20071011347
公開日2008年3月19日 申請(qǐng)日期2007年10月24日 優(yōu)先權(quán)日2007年10月24日
發(fā)明者利 洪 申請(qǐng)人:中國(guó)石油大學(xué)(華東)