自适应增益放大器的制作方法

本发明涉及无线局域网和射频集成电路领域，特别涉及自适应增益放大器。

背景技术：

1、可变增益放大器(vga)是通信发射器中的一个关键模块，它与反馈环路一起组成自动增益控制电路(agc)，agc用来处理幅度变化范围很大的输入信号，使输出信号幅度保持恒定或仅在较小范围内变化，不至于因为输入信号太大或太小而使得发射器无法正常工作，高功率效率和高线性是agc主要的性能要求，而现有的可变增益放大器的可变增益步长都比较大，到底增益稳定性较差。

技术实现思路

1、针对上述技术问题，本发明的目的是提供一种自适应增益放大器，包括增益模块，所述增益模块包括第一运算放大器u1、第二运算放大器u2、第三运算放大器u3、第四数字电位器u4、第一电阻r1、第一pmos管q1、第二nmos管q2、第一输出端out1、第一输入端in1，所述第一运算放大器u1同相端和第一输入端in1连接，第一运算放大器u1反相端和第一电阻r1一端、第四数字电位器u4的h引脚连接，第一电阻r1另一端和第一运算放大器u1输出端、第二运算放大器u2反相端、第三运算放大器u3反相端、第一输出端out1连接，第二运算放大器u2输出端和第一pmos管q1栅极、第四数字电位器u4的din引脚连接，第一pmos管q1漏极和第二nmos管q2源极、第四数字电位器u4的clk引脚连接，第四数字电位器u4的w引脚、l引脚和接地端连接，第二nmos管q2的栅极和第三运算放大器u3输出端连接，第二nmos管q2的漏极和第一pmos管q1源极连接；

2、第一输入端in1用于被放大信号输入，第一运算放大器u1用于反馈放大，第二运算放大器u2和第三运算放大器u3用于区域反馈，第一输入端in1输入信号时，信号经第一电阻r1、第四数字电位器u4进行负反馈增益，当第一运算放大器u1输出反馈到第二运算放大器u2和第三运算放大器u3反相端，第二运算放大器u2和第三运算放大器u3同相端用于设置增益输出后的幅值区域阈值，若第一输入端in1经第一运算放大器u1反馈增益后趋近于最大增益幅值时，第二运算放大器u2输出，第二运算放大器u2输出分别反馈到第四数字电位器u4的din引脚和第一pmos管q1，第一pmos管q1截止，若第一输入端in1经过第一运算放大器u1反馈增益后趋近于最小增益幅值时，第三运算放大器u3输出，第三运算放大器u3输出使第二nmos管q2导通而第四数字电位器u4的din引脚无输入，din的引脚状态表为最大增益幅值和最小增益幅值时的调节信号，第四数字电位器u4的clk引脚和第一pmos管q1漏极、第二nmos管q2源极引脚连接，第一pmos管q1的源极和第二nmos管q2的漏极和调节信号连接，完成增益信号幅值临近区域时进行自动调节。

3、进一步的，所述增益模块还包括第五运算放大器u5、第二电阻r2、第三电阻r3、第四电阻r4、第五电阻r5、第六电阻r6、第一电容c1，所述第五运算放大器u5输出端和第二电阻r2一端、第三电阻r3一端、第一pmos管q1源极、第二nmos管q2漏极连接，第三电阻r3另一端和第五运算放大器u5反相端、第一电容c1一端连接，第二电阻r2另一端和第四电阻r4一端、第五电阻r5一端、第六电阻r6一端、第五运算放大器u5同相端连接，第五电阻r5另一端和电源连接，第六电阻r6另一端、第一电容c1另一端、第四电阻r4另一端和接地端连接；

4、考虑模块化的使用配置，调节信号通过第五运算放大器u5输出完成，采用第二电阻r2和第四电阻r4对第五运算放大器u5进行固定幅值同相增益，第五电阻r5和第六电阻r6用于第五运算放大器u5同相端初始信号输入，第三电阻r3和第一电容c1用于第五运算放大器u5输出积分后使第五运算放大器u5跳变，以此循环使第五运算放大器u5输出模拟调节信号到第一pmos管q1和第二nmos管q2。

5、进一步的，所述增益模块还包括第六运算放大器u6、第七电阻r7、第八电阻r8，所述第六运算放大器u6同相端和第五运算放大器u5输出端连接，第六运算放大器u6输出端和第七电阻r7一端连接，第七电阻r7另一端和第一pmos管q1源极、第二nmos管q2漏极、第八电阻r8一端连接，第八电阻r8另一端和接地端连接；

6、考虑到第五运算放大器u5输出的模拟信号会经第一pmos管q1和第二nmos管q2的反馈到第四数字电位器u4的次数因第一pmos管q1和第二nmos管q2的导通门限会出现次数衰减或与预设的调节出现偏差，通过第六运算放大器u6信号转换后进行输出，第七电阻r7、第八电阻r8分压配置第一pmos管q1、第二nmos管q2的导通电压参数，第六运算放大器u6输出后经第七电阻r7反馈到第一pmos管q1的源极和第二nmos管q2的漏极，进行调节，第四数字电位器u4的clk引脚接收信号时，根据第四数字电位器u4的din引脚不同状态变化，使w引脚距h或l引脚进行调节，调节第一电阻r1和第四数字电位器u4的增益倍数，最终使第一运算放大器u1输出钳制在第二运算放大器u2和第三运算放大器u3的增益幅值区域内，完成自适应变化；

7、进一步的，所述增益模块还包括第九电阻r9、第十电阻r10、第十一电阻r11、第十二电阻r12，所述第九电阻r9一端、第十电阻r10一端和电源连接，第九电阻r9另一端和第二运算放大器u2同相端、第十一电阻r11一端连接，第十电阻r10另一端和第三运算放大器u3同相端、第十二电阻r12一端连接，第十一电阻r11另一端、第十二电阻r12另一端和接地端连接。

8、进一步的，所述增益模块还包括第十三电阻r13、第十四电阻r14，所述第十三电阻r13一端和第三运算放大器u3输出端连接，第十三电阻r13一端和第二运算放大器u2输出端、第四数字电位器u4的din引脚连接，第十三电阻r13另一端、第十四电阻r14另一端和接地端连接。

9、进一步的，所述增益模块还包括第十五电阻r15、第十六电阻r16，所述第十五电阻r15一端和电源连接，第十五电阻r15另一端和第六运算放大器u6反相端、第十六电阻r16一端连接，第十六电阻r16另一端和接地端连接。

10、进一步的，所述增益模块还包括第一光电二极管d1、第三光电三极管q3、第十七电阻r17，所述第一光电二极管d1阳极和第二nmos管q2源极连接，第一光电二极管d1和第三光电三极管q3耦合封装，第三光电三极管q3集电极和电源连接，第三光电三极管q3发射极和第十七电阻r17一端连接，第十七电阻r17另一端、第一光电二极管d1阴极和接地端连接。

11、进一步的，所述增益模块还包括第二输入端in2，所述第二输入端in2和第四数字电位器u4的cs反引脚连接；

12、第二运算放大器u2和第三运算放大器u3的幅值区域阈值通过第九电阻r9、第十电阻r10、第十一电阻r11、第十二电阻r12进行设置，也可通过电源模块进行设置，因通过一个第二运算放大器u2输出端控制第四数字电位器u4的din引脚，通过第十四电阻r14在第二运算放大器u2无输出时进行下拉和第一pmos管q1释放，第十三电阻r13用于第二nmos管q2释放，第十六电阻r16用于第六运算放大器u6反相端下拉，为放置第六运算放大器u6虚短时第六运算放大器u6故障输出，设置第十五电阻r15，故障时电源经第十五电阻r15限流后反馈到第六运算放大器u6使第六运算放大器u6截止，第一光电二极管d1和第三光电三极管q3耦合封装后可通过跳脚替换第一pmos管q1和第二nmos管q2输入到第四数字电位器u4的信号，通过隔离防止干扰出现故障调节，当需要对第一输出端out1输出的信号进行检测时，通过第二输入端in2输入锁定自适应调节，第二输入端in2的输入可使用mcu进行控制，需要说明的是，无需对第一输出端out1检测时，需要对第二输入端in2配置下拉电阻，防止增益模块调节故障。

13、本发明与现有技术相比的有益效果是：

14、对光接收机或发射的增益放大后的信号进行检测，在临近增益幅值区域时进行自动调节，提高稳定性，防止信号衰减。