可变增益带通放大电路及可增益带通放大电路的切换控制方法_2

文档序号:8365027阅读:来源:国知局
?5与电阻并联,再判断输出信号U。的幅值是否高于 阈值Uth2;S32:若输出信号U。的幅值仍然大于阈值Uth2,则控制信号Uel启动所述第一可变 增益切换电路(2)切换,而控制信号Ue2停止所述第二可变增益切换电路(3)切换,使得电 阻R3与所述电阻Ri并联,再判断输出信号U。的幅值是否高于阈值Uth2;S33 :若输出信号U。 的幅值仍然大于阈值Uth2,则控制信号Uel停止所述第一可变增益切换电路(2)切换,而控制 信号Ue2停止所述第二可变增益切换电路(3)切换,电阻R3、电阻R5都不与电阻并联。
[0013] 本发明的可增益带通放大电路的切换控制方法通过设置输出信号U。触发阈值,并 根据触发阈值启动和停止切换可变增益切换电路,使得不论是在距离较远或是距离较近时 放大器的输出信号都保持在合适的幅值范围内。
[0014] 本发明与现有技术相比具有以下优点和有益效果:
[0015] (1)本发明采用三极管或MOSFET器件作为增益切换控制电路,通过改变低频通路 的阻值,实现放大器在通频带内的增益可调。
[0016] (2)本发明增益切换控制信号获取,可通过软件判断或硬件比较等触发方式获取, 可快速进行切换和关闭切换,且方便,灵活性高。
[0017] (3)本发明增益切换电路的控制电路使用三极管结构,它可实现稳定切换,其结构 简单,体积较小,成本低。
[0018] 本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出,部分将从下面的描述中变 得明显,或通过本发明的实践了解到。
【附图说明】
[0019] 本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变 得明显和容易理解,其中:
[0020] 图1示出了根据本发明的一个实施例的可变增益带通放大电路的结构示意图;
[0021] 图2(a)为本发明近距离接收信号时,可变增益切换电路切换前,因放大倍数过大 导致饱和失真效果图;
[0022]图2(b)为本发明近距离接收信号时,关闭可变增益切换电路后,信号放大正常的 效果图;
[0023] 图3(a)为本发明远距离接收信号时,未启动可变增益切换电路切换前,因放大后 导致信号输出过小的效果图;
[0024] 图3(b)为本发明远距离接收信号时,启动可变增益切制电路切换后,信号放大正 常的效果图。
【具体实施方式】
[0025] 为了能够更清楚地理解本发明的上述目的、特征和优点,下面结合附图和具体实 施方式对本发明进行进一步的详细描述。需要说明的是,在不冲突的情况下,本申请的实施 例及实施例中的特征可以相互组合。
[0026] 在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明,但是,本发明还可 以采用其他不同于在此描述的其他方式来实施,因此,本发明的保护范围并不受下面公开 的具体实施例的限制。
[0027] 下面结合图1,对本发明的实施例的可变增益带通放大电路的一个具体实施例进 行具体说明。
[0028] 如图1所示,根据本发明的实施例的可变增益带通放大电路包括放大器(1),电容 C2、电阻R 2、电容Ci、电阻札、第一三极管Qi和第二三极管Q 2,电阻R3大于电阻R 5的阻值,所 述电容C2和电阻R2分别并联连接于所述放大器1的负向输入端6、信号输出端7,所述放大 器(1)的负向输入端6依次串联电容Q、电阻札后接地,电阻R 3-端连接于电容(^和电阻 札间,电阻R 3的另一端连接第一三极管Q :的集电极,三极管Q i的发射极接地,电阻R4的一 端与所述三极管%的基极连接,电阻R 4另一端连接第一可变增益切换控制信号U,电阻R7 一端与所述三极管%的基极连接,电阻R 7另一端接地;电阻R 5-端连接于电容C i和电阻 札间,电阻R5的另一端连接第二三极管^的集电极,电阻R6的一端与所述第二三极管^的 基极连接,电阻R 6另一端连接第二可变增益切换控制信号U。2,电阻R8-端与所述第二三极 管9 2的基极连接,电阻R8另一端接地,放大器⑴的输出端7输出信号U。。电容Q和电阻 札构成低频通路,电容C 2和电阻R 2构成负反馈通路,所述第一三极管Q i、电阻R4和电阻R 7 构成第一可变增益切换电路(2),第二三极管Q2、电阻R6和电阻R 8构成第二可变增益切换 电路(3),输出信号U。经负反馈通路的高频通路电阻R 2和电容C 2反馈至放大器1负向输入 端6,再经所述的放大器1负向输入端6流向有三条支路选择项,一是低频通路电容Q和电 阻札支路,二是通过可变增益切换电阻R 3接可变增益切换电路2支路,三是通过可变增益 切换电阻R5接可变增益切换控制电路3支路。
[0029] 在接收距离较近时,输出信号U。值为2. 5V,处于饱和失真状态,失真效果图如图 2(a)所示,通过可变增益切换电路(2)控制电阻馬与接地端断开或/和可变增益切换控制 电路(3)控制电阻馬与接地端断开,从而实现输出信号U。的幅值降低从而避免放大信号饱 和失真,如图2 (b)所示输出信号U。的幅值达到正常状态;当接收距离很远时,输出信号U。 的值为〇. 2V,幅值较低,其效果图如图3 (a)所示,不能满足后续信号处理和检测的要求,而 通过可变增益切换控制电路(2)控制电阻馬与接地端导通或/和可变增益切换控制电路 (3)控制电阻1?5与接地端导通,实现输出信号U。的幅值增高以满足后续信号处理和检测的 要求,其输出信号U。的效果如图3(b)所示。
[0030] 本发明中的另一个具体实施例可以用金属氧化物半导体场效应晶体管(MOSFET) 代替附图1中三极管,其中的电路接线连接关系中的差异是MOSFET的栅极对应于三极管的 基极,MOSFET的漏极对应于三极管的集电极,MOSFET源极对应于发射极。当然,本发明的再 一个具体实施例还可以是用继电器替代附图1中的三极管,具体连接关系类同,此处不再 详述。
[0031] 如上实施例所述的可增益带通放大电路,其切换控制方法包括以下步骤:
[0032] S10:根据系统对输出信号U。幅值要求,设置第一触发阈值U thl和设置第二触发阈 值Uth2作为启动和停止第一可变增益切换电路(2)和第二可变增益切换电路(3)的切换电 压,其中 Uth2>Uthl;
[0033] S20:若输出信号U。的幅值低于阈值Uthl,所述的第一可变增益切换电路⑵的控 制信号1或/和第二可变增益切换电路(3)的控制信号U。 2才启动切换;
[0034] S30:若输出信号U。的幅值大于U th2,所述的第一可变增益切换电路⑵的控制信 号1或/和第二可变增益切换电路(3)的控制信号U e2将停止切换。
[0035] 进一步的,在步骤S20中,还包括步骤
[0036] S21:首先控制信号Uel启动所述第一可变增益切换电路⑵切换,使得电阻1? 3与 所述电阻&并联,再判断输出信号U。的幅值是否低于阈值U thl;
[0037] S22:若输出信号U。的幅值仍然低于阈值Uthl,则控制信号U el停止所述第一可变增 益切换电路(2)切换,而控制信号Ue2启动所述第二可变增益切换电路(3)切换,使得电阻 R 5与所述电阻R i并联,再判断输出信号U。的幅值是否低于阈值U thl;
[0038] S23:若输出信号U。的幅值仍然低于阈值Uthl,控制信号仏:启动所述第一可变增益 切换电路⑵切换,控制信号U e2启动所述第二可变增益切换电路(3)切换,此时电阻R3、电 阻1?5与电阻L一起并联。
[0039] 所述第一控制信号MP第二控制信号U。2,可由软件算法判断触发条件后,由MCU 等控制器提供,也可由硬件电路比较触发条件后,由比较电路提供,以实现对所述第一可变 增益切换电路(2)和/或所述第二可变增益切换电路(3)的切换与否。
[0040] 进一步的,在步骤S30中,还包括步
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