接收機(jī)系統(tǒng)設(shè)計(jì)(編輯修改稿)
2025-07-27 01:48 本頁(yè)面
【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 一恒流源，Q3的集電極電流為： (128)因此指數(shù)放大器的增益（與Ic成正比）是控制電壓VR的指數(shù)函數(shù)。上圖3－7中右所示的電路可供采樣對(duì)數(shù)放大器的AGC環(huán)路作為對(duì)數(shù)放大器使用。由于運(yùn)算放大器的同相端接地，因此： (129)輸出電壓為： (130)是輸入電壓的對(duì)數(shù)函數(shù)。167。 PIN二極管電調(diào)衰減器AGC設(shè)計(jì)用PIN二極管構(gòu)成的電調(diào)衰減器在通用寬帶接收機(jī)中經(jīng)常使用，控制線性度好，適用頻段寬，插損小，體積小，成本低，而且是完全阻性線性衰減，與VGA相比，不受P－1dB點(diǎn)的制約，因此可以用在接收機(jī)RF前端，提高接收機(jī)的抗堵塞能力和大信號(hào)接收能力。因此大多數(shù)控制電路都采樣PIN管。167。 PIN二極管原理極其特性－－－－－－－－－－＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋P＋N＋I(xiàn)PIN管結(jié)構(gòu)PIN管符合在兩個(gè)高參雜的P＋和N＋半導(dǎo)體之間夾入一個(gè)未參雜的本征層即I層，就可以構(gòu)成PIN二極管，結(jié)構(gòu)和符號(hào)如下圖1－9所示。PIN管與一般的PN結(jié)二極管相似，具有整流特性，但是它的結(jié)電容要小一些。因?yàn)楹谋M層的寬度與P層或N層的電阻率（或者參雜濃度）成反比，且PIN管的參雜濃度較低，所以PIN管的耗盡層比PN結(jié)二極管寬，因此結(jié)電容也就較小。由于PIN管在方向偏置時(shí) 具有低電容，高阻抗特性，可以等效圖19 PIN二極管的結(jié)構(gòu)與符號(hào) 未開(kāi)路，所以在作為控制電路時(shí)效果 很好。如開(kāi)關(guān)、阻性衰減器、限幅器、數(shù)字移相器及數(shù)字調(diào)制器等。 PIN二極管的等效電路如下圖1－10所示：VBBIV1V50mA幾u(yù)A50~100VA圖110 PIN二極管的等效電路與I－V特性曲線左圖中，正向偏置時(shí)，開(kāi)關(guān)指向Rj，反向偏置時(shí)，開(kāi)關(guān)指向Cj，如下兩種情況：Rf =Rs+Rj1． 正向偏置時(shí)：上圖右中A點(diǎn)，忽略封裝效應(yīng)Ls和Cp，則可以等效為： (131)即PIN管正向偏置時(shí)與PN結(jié)二極管相似，只有極小的結(jié)電阻，等效為斷路。見(jiàn)左圖所示。圖111 PIN管正向等效電路RsCj2． 反向偏置時(shí)：上圖1－10中B點(diǎn)，忽略封裝效應(yīng)Ls和Cp，則可 以等效為： (132) 即反向偏置時(shí)等效未開(kāi)路。等效電路如左圖所示。 正向與反向偏置時(shí)的典型參數(shù)值變化規(guī)律如下表所示：圖112 PIN管反向等效電路表11 PIN管正向偏置時(shí)Rf隨Io的變化規(guī)律Io（正偏電流）mA51020254050100Rf（正偏電阻）Ω表12 PIN管反向偏置時(shí)電容Cj隨偏壓的變化規(guī)律V（正偏電流）V0520405075100150Cj（結(jié)電容）PF可見(jiàn)正偏時(shí)，PIN管基本上時(shí)一個(gè)線性可控的可變電阻器，且結(jié)電容很小，對(duì)頻率特性的影響很小，在幾十兆到幾千兆頻段上都適用，因此廣泛用于大動(dòng)態(tài)范圍寬帶接收機(jī)中。167。 PIN二極管電調(diào)衰減器 圖113 PIN管電調(diào)衰減器的幾種電路結(jié)構(gòu)上圖1－13中所示為PIN電調(diào)衰減器的幾種電路結(jié)構(gòu)，當(dāng)小信號(hào)時(shí)，不希望有衰減，則PIN應(yīng)該處于完全導(dǎo)通狀態(tài)，這時(shí)候?qū)π盘?hào)的衰減是電調(diào)衰減器的最小衰減量，即電路的插損。一般PIN管電調(diào)衰減器的插損可以做的小于2dB。當(dāng)信號(hào)增大，在需要進(jìn)行衰減的信號(hào)電平輸入時(shí)，將AGC輸入設(shè)置為臨界值，即此時(shí)AGC輸入電壓與PIN管的正極電壓差為PIN管的正向?qū)妷海S著信號(hào)的增大，同時(shí)增大AGC輸入端的電壓，使PIN管的導(dǎo)通程度線性降低，即PIN管的正向電流線性減少，對(duì)信號(hào)的衰減器逐漸增加，輸出信號(hào)的電平因此基本保持恒定。需要說(shuō)明的是，AGC輸入的控制電壓一般是AGC反饋系統(tǒng)自動(dòng)提供的，AGC電壓隨著輸入信號(hào)電平的增大而線性增大，當(dāng)AGC輸入電壓是人為的控制電壓時(shí)，則稱為MGC，人工增益控制。一般用作AGC系統(tǒng)中電調(diào)衰減器的PIN管多數(shù)是成對(duì)的使用，用多個(gè)PIN管來(lái)提高最大衰減量，改善控制線性度。PIN管可以串聯(lián)，也可以并聯(lián)。通常PIN管電調(diào)衰減器最大衰減量為20～40dB，取決于PIN管的數(shù)目及構(gòu)成方式。下圖1－14所示的π型結(jié)構(gòu)PIN管電調(diào)衰減器是HP公司最早提出，且結(jié)構(gòu)多年改進(jìn)的結(jié)構(gòu)，具有優(yōu)異的衰減線性度、校大的動(dòng)態(tài)范圍和較低的插損。圖114 寬頻帶4－PIN管π型電調(diào)衰減器結(jié)構(gòu)上圖1－14所示的寬帶4－PIN管π型結(jié)構(gòu)電調(diào)衰減器有許多優(yōu)點(diǎn)如下： 雙管串聯(lián)結(jié)構(gòu)大大提高了衰減器的最大衰減量，和上限頻率限制。使衰減器的適應(yīng)度更高。最大衰減量可以到60dB以上，且可以工作在100KHz～3000MHz頻段上。 由于兩個(gè)PIN管串聯(lián)取代了π型結(jié)構(gòu)衰減器中的串聯(lián)電阻，PIN管的相位特性消除了通過(guò)電調(diào)衰減器的信號(hào)中的偶次失真分量，且理論上抵消了一半的噪聲，這種結(jié)構(gòu)大大減小了失真量和噪聲量，具有較高的線性度。 這種結(jié)構(gòu)的衰減器在電路結(jié)構(gòu)上使對(duì)稱的，因此簡(jiǎn)化了電路的直流饋電，直流饋電是電調(diào)衰減器的難點(diǎn)之一。下圖是這種π型結(jié)構(gòu)衰減器的主要性能曲線。圖1－15衰減量頻率響應(yīng) 圖1－16回退損耗頻率響應(yīng) 圖1－17電壓控制衰減特性通過(guò)多次實(shí)驗(yàn)和電路上的改進(jìn)，應(yīng)用在本項(xiàng)目實(shí)現(xiàn)中的這種4－PIN管π型結(jié)構(gòu)衰減器具有相當(dāng)優(yōu)異的性能：1． 插損在工作頻段中優(yōu)于3dB。2． 最大衰減量為45dB。即動(dòng)態(tài)范圍為－3dB～－45
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