限幅电路的制作方法
【专利摘要】本实用新型有关于一种限幅电路，用于射频电路中，其包括第一PIN二极管、第二PIN二极管、检波管、运算放大器和三极管。借由本实用新型的限幅电路，不仅节约了成本，提高了可靠性，还可满足于电信和电视发射机的对输入电平控制的需要，减少电路中因输入信号幅度突然变大所造成的影响，保护了电路元器件，提高了产品可靠性。
【专利说明】限幅电路【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种限幅电路，特别是涉及一种用于射频电路的限幅电路。
【背景技术】
[0002]在射频电路设计中，限幅电路起到保护原件和提高电路可靠性的作用。在现有技术中，限幅电路往往采用三极管，其电路原理是利用三极管进入饱和区或截止区后，输出的电平不受输入电平的影响，从而实现限幅的作用。但这种三极管限幅电路在原理上与放大电路相似，而且三极管工作点的选择需要配合所需的限幅，适用频率窄，另外波形失真较严重，造成调试测试工作的人员工作强度大，还存在产品一致性互换性差，动态范围小，反应速度慢等缺点。
[0003]此外，一般情况下，数字限幅电路采用数字ATT芯片，而该数字ATT芯片的价格高，造成产品成本增加，从而减少产品竞争力。
[0004]有鉴于上述现有的限幅电路存在的问题，本发明人基于从事此类产品设计制造多年丰富的实务经验及专业知识，并配合学理的运用，积极加以研究创新，以期创设一种新型结构的限幅电路，能够解决现有存在的问题，使其更具有实用性。经过不断的研究、设计，并经过反复试作样品及改进后，终于创设出确具实用价值的本实用新型。
【发明内容】
[0005]本实用新型的目的是在提供一种限幅电路，用于射频电路中，可以保护电路元件，增加电路可靠性，同时满足输出信号控制的需要。
[0006]本实用新型的目的是采用以下的技术方案来实现的。本实用新型提出一种限幅电路，用于射频电路中，包括第一PIN二极管、第二 PIN二极管、检波管、运算放大器和三极管；其中，该第一 PIN 二极管和第二 PIN 二极管分别具有第一接脚、第二接脚和第三接脚；该第一 PIN 二极管的第一接脚是输入端`，该第一 PIN 二极管的第三接脚与供电电源连接，而该第一 PIN 二极管的第二接脚与第二 PIN 二极管的第三接脚连接，该第二 PIN 二极管的第二接脚与供电电源连接，该第二 PIN 二极管的第一接脚是输出端；该检波管具有第一接脚和第二接脚，该检波管的第一接脚与第二 PIN 二极管的第一接脚连接，而该检波管的第二接脚与运算放大器的第二接脚连接；该运算放大器具有第一接脚、第二接脚和第三接脚，该运算放大器的第二接脚与检波管的第二接脚连接，该运算放大器的第三接脚与供电电源连接，该运算放大器的第一接脚与三极管的基极连接；该三极管具有基极、漏极及集电极，该三极管的基极与运算放大器的第一接脚连接，集电极接供电电源，漏极接该第一 PIN 二极管的第二接脚和第二 PIN 二极管的第三接脚的中间点。
[0007]本实用新型的目的还可以采用以下的技术措施来进一步实现。
[0008]前述的限幅电路，其中该第一 PIN 二极管的第三接脚与供电电源之间，或该第二PIN 二极管的第二接脚与供电电源之间分别串接电阻。
[0009]前述的限幅电路，其中该第一 PIN 二极管或第二 PIN 二极管的型号可以选择HSMP-3814ο
[0010]前述的限幅电路，其中该检波管的型号可选LT5507。
[0011 ] 前述的限幅电路，其中该运算放大器的第三接脚与供电电源之间串接第一电位器，该第一电位器为可调电阻，该可调电阻的一端接地，另一端接供电电源，而中间动触点接运算放大器的第三接脚。
[0012]前述的限幅电路，其中该运算放大器并联有电容，该电容的两端分别与运算放大器的第一接脚和第二接脚连接。
[0013]前述的限幅电路，其中该运算放大器包括放大电路，该放大电路包括第一电阻和第二电阻，该第一电阻和第二电阻串联后，一端接地，另一端接运算放大器的第一接脚，而该第一电阻和第二电阻的中间点与运算放大器的第二接脚连接。
[0014]前述的限幅电路，其中该运算放大器的型号可选LM358。
[0015]前述的限幅电路，其中该三极管的型号可选2SC2873。
[0016]前述的限幅电路，其还包括人为插拔短路子和第二电位器，该人为插拔短路子具有第一接脚、第二接脚和第三接脚，该第二电位器为可调电阻，该可调电阻一端接地，另一端接供电电源，而中间动触点与人为插拔短路子的第三接脚连接，该人为插拔短路子的第一接脚与三极管的漏极连接，该人为插拔短路子的第二接脚与该第一 PIN 二极管的第二接脚和第二 PIN 二极管的第三接脚的中间点连接。
[0017]借由上述技术方案，本实用新型的限幅电路至少具有下列优点及有益效果:
[0018]1、拥有自动输出电平控制和手动输出电平控制功能。
[0019]2、限幅电路的限幅范围可调节。
[0020]3、电平跟踪时间可根据具体需要进行调整(改变C34的容值)。
[0021]4、限幅电路的适用频率范围150MHz至1000MHz。
[0022]5、适用于数字信号和模拟信号。
[0023]6、限幅保护范围可达到OdB至20dB。
[0024]上述说明仅是本实用新型技术方案的概述，为了能够更清楚了解本实用新型的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本实用新型的上述和其他目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举较佳实施例，并配合附图，详细说明如下。
【专利附图】
【附图说明】
[0025]图1:为本实用新型的限幅电路的电路图。
【具体实施方式】
[0026]为更进一步阐述本实用新型为达成预定发明目的所采取的技术手段及功效，以下结合附图及较佳实施例，对依据本实用新型提出的一种限幅电路其【具体实施方式】、结构、特征及其功效，详细说明如后。
[0027]参阅图1所示，为本实用新型的限幅电路的电路图。该限幅电路包括第一 PIN二极管V1、第二 PIN 二极管V2、检波管D3、运算放大器NlA和三极管V4。
[0028]在本实用新型中，该第一 PIN 二极管Vl和第二 PIN 二极管V2分别具有第一接脚
1、第二接脚2和第三接脚3 ;其中，射频信号从该第一 PIN 二极管Vl的第一接脚1(输入端)输入，该第一 PIN 二极管Vl的第三接脚3与供电电源(+5V)连接，而该第一 PIN 二极管Vl的第二接脚2与第二 PIN 二极管V2的第三接脚3连接，该第二 PIN 二极管V2的第二接脚2与供电电源(+5V)连接，该第二 PIN 二极管V2的第一接脚I (输出端)输出稳定的控制信号。该第一 PIN 二极管Vl和第二 PIN 二极管V2在正向偏压下,导通阻抗小,而在反向偏压下，导通阻抗大，且随着偏压的改变可以连续改变阻抗值。在实际应用中，该第一 PIN 二极管Vl或第二 PIN 二极管V2的型号可以选择HSMP-3814。另外，为了限流保护该第一 PIN 二极管Vl和第二 PIN 二极管V2，可以在第一 PIN 二极管Vl的第三接脚3与供电电源之间串接电阻R6，和在第二 PIN 二极管V2的第二接脚2与供电电源之间串接电阻R7。上述电阻R6和R7的大小，本实用新型不对其进行限制，只要起到限流保护的作用即可。
[0029]该检波管D3具有第一接脚I和第二接脚2，能够将接收的射频信号检波成直流分量；该检波管D3的第一接脚I与第二 PIN 二极管V2的第一接脚I连接，用于接收输出的射频信号，而该检波管D3的第二接脚2与运算放大器NlA的第二接脚2连接，用于将检波的直流分量输送入运算放大器N1A，即输出电压至运算放大器N1A。该检波管D3的型号可选LT5507。为了保证积分效果，一般使检波后的电压在0.1-0.8V，使运算放大器NlA的控制电压在一定时间内相对恒定。
[0030]该运算放大器NlA具有第一接脚1、第二接脚2和第三接脚3，用于对接收的电压进行放大。该运算放大器NlA的第二接脚2与检波管D3的第二接脚2连接，该运算放大器NlA的第三接脚3与供电电源(+5V)连接，该运算放大器NlA的第一接脚I与三极管V4的基极连接。该运算放大器NlA的型号可选LM358。在实际应用中，该运算放大器NlA的第三接脚3的参考电压必须在0.7V左右(即起控时，该运算放大器NlA的第二接脚2和第三接脚3的电压几乎相等)，太小抗干扰特性差，幅度控制功率变化过于灵敏，而大了又影响控制性能。
[0031 ] 另外，为了使限幅电路在射频通路中的衰减量可以连续可调，需在运算放大器NlA的第三接脚3与供电电源之间串接第一电位器I。该第一电位器可选可调电阻R20，该可调电阻R20的一端接地，另一端接供电电源，而中间动触点接运算放大器NlA的第三接脚3，从而使限幅电路在射频通路中的衰减量连续可调。在连续可调的衰减量下，实现不同频率、不同信号(模拟信号或数字信号)的调整，使电路具备适用于多种工作和宽带的特征。
[0032]此外，为了调整电平跟踪时间，可以与运算放大器NlA并联电容C34，该电容C34的两端分别连接运算放大器NlA的第一接脚I和第二接脚2 ;具体来说，电容C34的容值加大，充电时间会加长，相对调整电平跟踪时间也会加长，相反，电容C34的容值减小，充电时间会减短，相对调整电平跟踪时间也会减短。
[0033]在本实用新型中，该运算放大器NlA还包括放大电路，以调整运算放大器NlA的放大倍数比率。该放大电路包括第一电阻R21和第二电阻R22，该第一电阻R21和第二电阻R22串联后，一端接地，另一端接运算放大器NlA的第一接脚I，而该第一电阻R21和第二电阻R22的中间点与运算放大器NlA的第二接脚2连接。其中该第二电阻R22起到分压电阻的作用，加大或减小第二电阻R22的值可以调整运算放大器NlA的放大倍数比率。
[0034]该三极管V4具有基极、漏极及集电极，同样用于对输入电压的放大；其中，该三极管V4的基极与运算放大器NlA的第一接脚I连接，集电极接供电电源(+12V)，漏极接该第一 PIN 二极管Vl的第二接脚2和第二 PIN 二极管V2的第三接脚3的中间点，用于输出放大后的电压至第一 PIN 二极管Vl和第二 PIN 二极管V2，以控制该第一 PIN 二极管Vl和第二 PIN 二极管V2通过射频信号的强弱，也就是说，三极管V4的输出电压能够自动控制第一 PIN 二极管Vl和第二 PIN 二极管V2的偏压，改变其导通阻抗。该三极管的型号可选2SC2873。
[0035]在本实用新型中，该限幅电路还包括人为插拔短路子Jl和第二电位器II，用于实现自动控制限幅电平和手动控制限幅电平的选择。该人为插拔短路子JI具有第一接脚1、第二接脚2和第三接脚3，该第二电位器II为可调电阻R25，该可调电阻R25 —端接地，另一端接供电电源(+12V)，而中间动触点与人为插拔短路子Jl的第三接脚3连接，即调整该中间动触点，能够调整输出电压。该人为插拔短路子Jl的第一接脚I与三极管V4的漏极连接，该人为插拔短路子Jl的第二接脚2与该第一 PIN 二极管Vl的第二接脚2和第二 PIN二极管V2的第三接脚3的中间点连接，以反馈放大电压至该第一 PIN 二极管Vl和第二 PIN二极管V2。其中，当连接人为插拔短路子Jl的第一接脚I和第二接脚2时，选择的是自动控制限幅电平；而当连接人为插拔短路子Jl的第二接脚2和第三接脚3时，选择的是手动控制限幅电平。这样，当检波管D3、运算放大器NlA或三极管V4损坏时，即自动控制限幅电平不能实现，可以选择手动控制限幅电平，保证射频电路的正常工作。
[0036]详细来说，射频信号输入至限幅电路，在经过第一 PIN 二极管Vl和第二 PIN 二极管V2时，通过信号的强弱受偏压的控制，再输出，而检波管D3采集输出的射频信号，并将射频信号的强弱转换为电压的高低，随后转换电压经运算放大器NlA和三极管V4的放大成为放大电压，最后三极管V4将放大电压反馈至第一 PIN 二极管Vl和第二 PIN 二极管V2，控制该第一 PIN 二极管Vl和第二 PIN 二极管V2的通过信号的强弱。举例来说，如果该第一PIN 二极管Vl和第二 PIN 二极管V2的偏置电压范围基本是3V到IIV，而检波管D3的输出电压变化范围是0.1到0.7V，在经过运算放大器NlA后放大了 10倍，范围变成了 IV到7V，再经过三极管V4的放大，电压变为了 3V到IIV，然后用3V到IlV的电压去控制第一 PIN 二极管Vl和第二 PIN 二极管V2通过信号的强弱，即运算放大器NlA和三极管V4起的放大电压的作用，保证第一 PIN 二极管Vl和第二 PIN 二极管V2正常工作。而3V到IIV这个值可以由电位器R20或R25控制，这样就能得到理想大小的输出电压信号。
[0037]综上所述，借由本实用新型的限幅电路，不仅节约了成本，提高了可靠性，还可满足于电信和电视发射机的对输入电平控制的需要，减少电路中因输入信号幅度突然变大所造成的影响，保护了电路元器件，提高了产品可靠性。
[0038]以上所述，仅是本实用新型的较佳实施例而已，并非对本实用新型作任何形式上的限制，虽然本实用新型已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本实用新型，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本实用新型技术方案范围内，当可利用上述揭示的技术内容作出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本实用新型技术方案的内容，依据本实用新型的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本实用新型技术方案的范围内。
【权利要求】
1.一种限幅电路，用于射频电路中，其特征在于其包括第一 PIN 二极管、第二 PIN 二极管、检波管、运算放大器和三极管； 其中，该第一 PIN 二极管和第二 PIN 二极管分别具有第一接脚、第二接脚和第三接脚；该第一 PIN二极管的第一接脚是输入端，该第一 PIN二极管的第三接脚与供电电源连接，而该第一 PIN 二极管的第二接脚与第二 PIN 二极管的第三接脚连接，该第二 PIN 二极管的第二接脚与供电电源连接，该第二 PIN 二极管的第一接脚是输出端； 该检波管具有第一接脚和第二接脚，该检波管的第一接脚与第二 PIN 二极管的第一接脚连接，而该检波管的第二接脚与运算放大器的第二接脚连接； 该运算放大器具有第一接脚、第二接脚和第三接脚，该运算放大器的第二接脚与检波管的第二接脚连接，该运算放大器的第三接脚与供电电源连接，该运算放大器的第一接脚与三极管的基极连接； 该三极管具有基极、漏极及集电极，该三极管的基极与运算放大器的第一接脚连接，集电极接供电电源，漏极接该第一 PIN 二极管的第二接脚和第二 PIN 二极管的第三接脚的中间点。
2.根据权利要求1所述的限幅电路，其特征在于其中该第一PIN 二极管的第三接脚与供电电源之间，或该第二 PIN 二极管的第二接脚与供电电源之间分别串接电阻。
3.根据权利要求1所述的限幅电路，其特征在于其中该第一PIN 二极管或第二 PIN 二极管的型号可以选择HSMP-3814。
4.根据权利要求1所述的限幅电路，其特征在于其中该检波管的型号可选LT5507。
5.根据权利要求1所述的限幅电路，其特征在于其中该运算放大器的第三接脚与供电电源之间串接第一电位器，该第一电位器为可调电阻，该可调电阻的一端接地，另一端接供电电源，而中间动触点接运算放大器的第三接脚。
6.根据权利要求1所述的限幅电路，其特征在于其中该运算放大器并联有电容，该电容的两端分别与运算放大器的第一接脚和第二接脚连接。
7.根据权利要求1所述的限幅电路，其特征在于其中该运算放大器包括放大电路，该放大电路包括第一电阻和第二电阻，该第一电阻和第二电阻串联后，一端接地，另一端接运算放大器的第一接脚，而该第一电阻和第二电阻的中间点与运算放大器的第二接脚连接。
8.根据权利要求1所述的限幅电路，其特征在于其中该运算放大器的型号可选LM358。
9.根据权利要求1所述的限幅电路，其特征在于其中该三极管的型号可选2SC2873。
10.根据权利要求1-9任一项所述的限幅电路，其特征在于其还包括人为插拔短路子和第二电位器，该人为插拔短路子具有第一接脚、第二接脚和第三接脚，该第二电位器为可调电阻，该可调电阻一端接地，另一端接供电电源，而中间动触点与人为插拔短路子的第三接脚连接，该人为插拔短路子的第一接脚与三极管的漏极连接，该人为插拔短路子的第二接脚与该第一 PIN 二极管的第二接脚和第二 PIN 二极管的第三接脚的中间点连接。
【文档编号】H03G11/00GK203660999SQ201320797506
【公开日】2014年6月18日 申请日期:2013年12月6日 优先权日:2013年12月6日
【发明者】张宇, 党博, 袁震宇 申请人:北京北广科技股份有限公司