一种高动态范围对数检测器的制造方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种高动态范围对数检测器，包括保护隔离电路、滤波电路、温度补偿电路和输出接口电路，以及依次连接的输入接口电路、阻抗匹配电路和多级限幅放大电路；限幅放大电路的级数为十级且分别为第一限幅放大电路、第二限幅放大电路、第三限幅放大电路、第四限幅放大电路、第五限幅放大电路、第六限幅放大电路、第七限幅放大电路、第八限幅放大电路、第九限幅放大电路和第十限幅放大电路，多级限幅放大电路均与保护隔离电路、滤波电路、温度补偿电路和输出接口电路相接，温度补偿电路的输出端接有参考输出接口电路；动态范围为95dB。本实用新型动态范围高，能够广泛应用在各种射频功率检测场合，能抵消温差带来的误差，应用范围广。
【专利说明】一种高动态范围对数检测器
【技术领域】
[0001]本实用新型属于射频功率测量【技术领域】，具体是涉及一种高动态范围对数检测器。
【背景技术】
[0002]功率是表征射频信号特性的一个重要参数。近年来随着测试技术的迅速发展，准确测量各种系统中的功率已成为关键技术之一。射频功率测量方法有多种多样，其中对数放大器检测法是射频测量的重要方法之一。射频信号检测的实质是如何实现将功率信号无失真地转换成电压信号，而这个转换工作则由对数放大检测器来完成，因此，对数放大检测器是射频测量的关键。它的核心是对数放大器，对数放大器之间采用直接耦合方式，分成N级，每级由对数放大器和检波器组成。每级的输出送到求和器。由求和输出经低通滤波器后得到一个电压信号。N—般取值为5?9级，级数越多，单级增益越小，则输出特性曲线越趋向于线性。
[0003]目前，适合RF测量的基础电路对数放大器的器件很多，如Analog Devices公司的AD8314型产品，它可用于IOOMHz?2.5GHz的信号测量，其动态范围达45dB。AD8314型器件的结构是以该公司的老式AD8313结构为基础的，总共有8个8dB的单元。AD8314型结构包含4个IOdB单元，使动态范围由70dB减少到45dB，而且牺牲了高频性能，但其功耗降低3倍，价格减半。AD8314型在发射机控制应用方面，还有一个富有魅力的特性:除正常输出信号外，直流电压直接与输入RF信号振幅的对数成正比例，第二个输出V_DN表不相反的极性信号和两倍的斜率，这是一种偏移，所以在零信号时，它只需要2.25V电压，并对不断增加的输入信号来说，有所降低。将V_DN信号连接到发射机功率放大器上的增益控制端口，并对RF输出信号(返回到AD8134的输入端)取样,将形成一个闭合环路的功率控制系统。这种方案从一个数/模转换器(DAC)或另外的信息源取得直流设定点信号，以设置输出功率。然而，集成电路对数检测器性能完全不能修改，因此在特定测量场合下还需要进行分立元器件对数检测器的设计，而且，现有技术中集成电路对数检测器的动态范围还不够高。
实用新型内容
[0004]本实用新型所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足，提供一种高动态范围对数检测器，其结构简单，实现方便，动态范围高，能够广泛地应用在需要进行射频功率检测的场合，能够抵消大部分温差带来的误差，应用范围广，便于推广使用。
[0005]为解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案是:一种高动态范围对数检测器，其特征在于:包括保护隔离电路、滤波电路、温度补偿电路和输出接口电路，以及依次连接的输入接口电路、阻抗匹配电路和多级限幅放大电路；所述限幅放大电路的级数为十级且分别为第一限幅放大电路、第二限幅放大电路、第三限幅放大电路、第四限幅放大电路、第五限幅放大电路、第六限幅放大电路、第七限幅放大电路、第八限幅放大电路、第九限幅放大电路和第十限幅放大电路，所述第一限幅放大电路、第二限幅放大电路、第三限幅放大电路、第四限幅放大电路、第五限幅放大电路、第六限幅放大电路、第七限幅放大电路、第八限幅放大电路、第九限幅放大电路和第十限幅放大电路均与保护隔离电路、滤波电路、温度补偿电路和输出接口电路相接，所述温度补偿电路的输出端接有参考输出接口电路；所述动态范围为95dB。
[0006]上述的一种高动态范围对数检测器，其特征在于:所述输入接口电路由五脚接线端口 Jl构成，所述五脚接线端口 Jl的引脚1、引脚2、引脚3和引脚4均接地，所述五脚接线端口 Jl的引脚5为所述输入接口电路的输出端。
[0007]上述的一种高动态范围对数检测器，其特征在于:所述阻抗匹配电路由电阻Rl和可变电感LTl，以及电容Cl、C2和C3组成；所述电阻Rl的一端和电容Cl的一端相接且为所述阻抗匹配电路的输入端，所述电阻Rl的另一端接地，所述电容Cl的另一端与可变电感LTl的线圈的一端和电容C3的一端相接，所述可变电感LTl的电感调节端与电容C2的一端相接，所述电容C2的另一端接地，所述可变电感LTl的线圈的另一端与电容C3的另一端相接。
[0008]上述的一种高动态范围对数检测器，其特征在于:所述保护隔离电路由电阻R2、R3和R4，以及电容C4和C5组成；所述电阻R2的一端和电阻R3的一端均与电容C2的一端相接，所述电阻R2的另一端接地，所述电阻R3的另一端与电阻R4的一端和电容C4的一端相接，所述电容C4的另一端接地，所述电阻R4的另一端通过电容C5接地。
[0009]上述的一种高动态范围对数检测器，其特征在于:所述第一限幅放大电路由电容C15，三极管Qll和Q12，以及电阻R14、R15、R16、R17、R18和R19组成；所述三极管Qll的基极与电容C3的另一端相接，所述三极管QlI的集电极与电阻R15的一端相接，所述电阻R15的另一端和电阻R18的一端均与滤波电路和温度补偿电路相接，所述三极管Qll的发射极与电阻R16的一端、电阻R19的一端和电容C15的一端相接,所述电阻R16的另一端接地，所述电容C15的另一端与三极管Q12的发射极、电阻R17的一端和电阻R14的一端相接，所述电阻R17的另一端接地，所述电阻R19的另一端和电阻R14的另一端均与滤波电路和输出接口电路相接，所述三极管Q12的基极与电容C3的一端相接，所述三极管Q12的集电极与电阻R18的另一端相接；所述第二限幅放大电路由电容C25，三极管Q21和Q22，以及电阻R24、R25、R26、R27、R28和R29组成；所述三极管Q21的基极与三极管Qll的集电极相接，所述三极管Q21的集电极与电阻R25的一端相接，所述电阻R25的另一端和电阻R28的一端均与滤波电路和温度补偿电路相接，所述三极管Q21的发射极与电阻R26的一端、电阻R29的一端和电容C25的一端相接，所述电阻R26的另一端接地，所述电容C25的另一端与三极管Q22的发射极、电阻R27的一端和电阻R24的一端相接，所述电阻R27的另一端接地，所述电阻R29的另一端和电阻R24的另一端均与滤波电路和输出接口电路相接，所述三极管Q22的基极与三极管Q12的集电极相接，所述三极管Q22的集电极与电阻R28的另一端相接；所述第三限幅放大电路由电容C35，三极管Q31和Q32，以及电阻R34、R35、R36、R37、R38和R39组成；所述三极管Q31的基极与三极管Q21的集电极相接，所述三极管Q31的集电极与电阻R35的一端相接，所述电阻R35的另一端和电阻R38的一端均与滤波电路和温度补偿电路相接，所述三极管Q31的发射极与电阻R36的一端、电阻R39的一端和电容C35的一端相接，所述电阻R36的另一端接地，所述电容C35的另一端与三极管Q32的发射极、电阻R37的一端和电阻R34的一端相接，所述电阻R37的另一端接地，所述电阻R39的另一端和电阻R34的另一端均与滤波电路和输出接口电路相接，所述三极管Q32的基极与三极管Q22的集电极相接，所述三极管Q32的集电极与电阻R38的另一端相接；所述第四限幅放大电路由电容C45，三极管Q41和Q42，以及电阻R44、R45、R46、R47、R48和R49组成；所述三极管Q41的基极与三极管Q31的集电极相接，所述三极管Q41的集电极与电阻R45的一端相接，所述电阻R45的另一端和电阻R48的一端均与滤波电路和温度补偿电路相接，所述三极管Q41的发射极与电阻R46的一端、电阻R49的一端和电容C45的一端相接,所述电阻R46的另一端接地，所述电容C45的另一端与三极管Q42的发射极、电阻R47的一端和电阻R44的一端相接，所述电阻R47的另一端接地，所述电阻R49的另一端和电阻R44的另一端均与滤波电路和输出接口电路相接，所述三极管Q42的基极与三极管Q32的集电极相接，所述三极管Q42的集电极与电阻R48的另一端相接；所述第五限幅放大电路由电容C55，三极管Q51和Q52，以及电阻R54、R55、R56、R57、R58和R59组成；所述三极管Q51的基极与三极管Q41的集电极相接，所述三极管Q51的集电极与电阻R55的一端相接，所述电阻R55的另一端和电阻R58的一端均与滤波电路和温度补偿电路相接，所述三极管Q51的发射极与电阻R56的一端、电阻R59的一端和电容C55的一端相接,所述电阻R56的另一端接地,所述电容C55的另一端与三极管Q52的发射极、电阻R57的一端和电阻R54的一端相接,所述电阻R57的另一端接地，所述电阻R59的另一端和电阻R54的另一端均与滤波电路和输出接口电路相接，所述三极管Q52的基极与三极管Q42的集电极相接，所述三极管Q52的集电极与电阻R58的另一端相接；所述第六限幅放大电路由电容C65，三极管Q61和Q62，以及电阻R64、R65、R66、R67、R68和R69组成；所述三极管Q61的基极与三极管Q51的集电极相接，所述三极管Q61的集电极与电阻R65的一端相接，所述电阻R65的另一端和电阻R68的一端均与滤波电路和温度补偿电路相接，所述三极管Q61的发射极与电阻R66的一端、电阻R69的一端和电容C65的一端相接,所述电阻R66的另一端接地,所述电容C65的另一端与三极管Q62的发射极、电阻R67的一端和电阻R64的一端相接，所述电阻R67的另一端接地，所述电阻R69的另一端和电阻R64的另一端均与滤波电路和输出接口电路相接，所述三极管Q62的基极与三极管Q52的集电极相接，所述三极管Q62的集电极与电阻R68的另一端相接；所述第七限幅放大电路由电容C75，三极管Q71和Q72，以及电阻R74、R75、R76、R77、R78和R79组成；所述三极管Q71的基极与三极管Q61的集电极相接，所述三极管Q71的集电极与电阻R75的一端相接，所述电阻R75的另一端和电阻R78的一端均与滤波电路和温度补偿电路相接，所述三极管Q71的发射极与电阻R76的一端、电阻R79的一端和电容C75的一端相接，所述电阻R76的另一端接地，所述电容C75的另一端与三极管Q72的发射极、电阻R77的一端和电阻R74的一端相接，所述电阻R77的另一端接地，所述电阻R79的另一端和电阻R74的另一端均与滤波电路和输出接口电路相接，所述三极管Q72的基极与三极管Q62的集电极相接，所述三极管Q72的集电极与电阻R78的另一端相接；所述第八限幅放大电路由电容C85，三极管Q81和Q82，以及电阻R84、R85、R86、R87、R88和R89组成；所述三极管Q81的基极与三极管Q71的集电极相接，所述三极管Q81的集电极与电阻R85的一端相接，所述电阻R85的另一端和电阻R88的一端均与滤波电路和温度补偿电路相接，所述三极管Q81的发射极与电阻R86的一端、电阻R89的一端和电容C85的一端相接,所述电阻R86的另一端接地，所述电容C85的另一端与三极管Q82的发射极、电阻R87的一端和电阻R84的一端相接，所述电阻R87的另一端接地，所述电阻R89的另一端和电阻R84的另一端均与滤波电路和输出接口电路相接，所述三极管Q82的基极与三极管Q72的集电极相接，所述三极管Q82的集电极与电阻R88的另一端相接；所述第九限幅放大电路由电容C95，三极管Q91和Q92，以及电阻R94、R95、R96、R97、R98和R99组成；所述三极管Q91的基极与三极管Q81的集电极相接，所述三极管Q91的集电极与电阻R95的一端相接，所述电阻R95的另一端和电阻R98的一端均与滤波电路和温度补偿电路相接，所述三极管Q91的发射极与电阻R96的一端、电阻R99的一端和电容C95的一端相接,所述电阻R96的另一端接地,所述电容C95的另一端与三极管Q92的发射极、电阻R97的一端和电阻R94的一端相接，所述电阻R97的另一端接地，所述电阻R99的另一端和电阻R94的另一端均与滤波电路和输出接口电路相接，所述三极管Q92的基极与三极管Q82的集电极相接，所述三极管Q92的集电极与电阻R98的另一端相接；所述第十限幅放大电路由电容C105，三极管QlOl和Q102，以及电阻R104、R105、R106、R107、R108和R109组成；所述三极管QlOl的基极与三极管Q91的集电极相接，所述三极管QlOl的集电极与电阻R105的一端相接，所述电阻R105的另一端和电阻R108的一端均与滤波电路和温度补偿电路相接，所述三极管QlOl的发射极与电阻R106的一端、电阻R109的一端和电容C105的一端相接，所述电阻R106的另一端接地，所述电容C105的另一端与三极管Q102的发射极、电阻R107的一端和电阻R104的一端相接，所述电阻R107的另一端接地，所述电阻R109的另一端和电阻R104的另一端均与滤波电路和输出接口电路相接，所述三极管Q102的基极与三极管Q92的集电极相接，所述三极管Q102的集电极与电阻R108的另一端相接。
[0010]上述的一种高动态范围对数检测器，其特征在于:所述滤波电路由电感LI以及电容C6和C7组成，所述电容C6的一端和电感LI的一端均与所述电阻R15的另一端、电阻R18的一端、电阻R25的另一端、电阻R28的一端、电阻R35的另一端、电阻R38的一端、电阻R45的另一端、电阻R48的一端、电阻R55的另一端、电阻R58的一端、电阻R65的另一端、电阻R68的一端、电阻R75的另一端、电阻R78的一端、电阻R85的另一端、电阻R88的一端、电阻R95的另一端、电阻R98的一端、电阻R105的另一端和电阻R108的一端相接，所述电容C7的一端与所述电阻R19的另一端、电阻R14的另一端、电阻R29的另一端、电阻R24的另一端、电阻R39的另一端、电阻R34的另一端、电阻R49的另一端、电阻R44的另一端、电阻R59的另一端、电阻R54的另一端、电阻R69的另一端、电阻R64的另一端、电阻R79的另一端、电阻R74的另一端、电阻R89的另一端、电阻R84的另一端、电阻R99的另一端、电阻R94的另一端、电阻R109的另一端和电阻R104的另一端相接，所述电容C6的另一端和电容C7的另一端均接地，所述电感LI的另一端与+7.5V电源相接。
[0011]上述的一种高动态范围对数检测器，其特征在于:所述温度补偿电路由三极管Qlll以及电阻R117、R118和R119组成，所述电阻R118的一端与所述电阻R15的另一端、电阻R18的一端、电阻R25的另一端、电阻R28的一端、电阻R35的另一端、电阻R38的一端、电阻R45的另一端、电阻R48的一端、电阻R55的另一端、电阻R58的一端、电阻R65的另一端、电阻R68的一端、电阻R75的另一端、电阻R78的一端、电阻R85的另一端、电阻R88的一端、电阻R95的另一端、电阻R98的一端、电阻R105的另一端和电阻R108的一端相接，所述电阻R118的另一端与三极管Qlll的基极和集电极相接，所述三极管Qlll的发射极与电阻R117的一端和电阻R119的一端相接，所述电阻R117的另一端为所述温度补偿电路的输出端，所述电阻Rl 19的另一端接地。[0012]上述的一种高动态范围对数检测器，其特征在于:所述参考输出接口电路由五脚接线端口 J3构成，所述五脚接线端口 J3的引脚1、引脚2、引脚3和引脚4均接地，所述五脚接线端口 J3的引脚5与所述温度补偿电路的输出端相接。
[0013]上述的一种高动态范围对数检测器，其特征在于:所述输出接口电路由五脚接线端口 J2构成，所述五脚接线端口 J2的引脚1、引脚2、引脚3和引脚4均接地，所述五脚接线端口 J2的引脚5与所述电阻R19的另一端、电阻R14的另一端、电阻R29的另一端、电阻R24的另一端、电阻R39的另一端、电阻R34的另一端、电阻R49的另一端、电阻R44的另一端、电阻R59的另一端、电阻R54的另一端、电阻R69的另一端、电阻R64的另一端、电阻R79的另一端、电阻R74的另一端、电阻R89的另一端、电阻R84的另一端、电阻R99的另一端、电阻R94的另一端、电阻R109的另一端和电阻R104的另一端相接。
[0014]本实用新型与现有技术相比具有以下优点:
[0015]1、本实用新型电路结构简单，设计合理，实现方便。
[0016]2、本实用新型采用了分立元器件进行设计，并采用了十级限幅放大电路级联，再结合设计的阻抗匹配电路、护隔离电路和滤波电路，使得对数检测器的动态范围达到了95dB，能够广泛地应用在需要进行射频功率检测的场合。
[0017]3、本实用新型每一级限幅放大电路中都包含了一个电容，对于通用集成电路对数检测器来讲，这样的电容式无法直接集成到其内部的，通过这种耦合电容的方式，可以很方便的设置每一级限幅放大电路的工作点，同时也可以很方便的设置每一级限幅放大电路工
作频率。
[0018]4、本实用新型设计了温度补偿电路和参考输出接口电路，将从输出接口电路输出的信号与参考输出接口电路输出的信号做比较后，能够抵消大部分温差带来的误差。
[0019]5、本实用新型的应用范围广，便于推广使用。
[0020]综上所述，本实用新型结构简单，实现方便，动态范围高，能够广泛地应用在需要进行射频功率检测的场合，能够抵消大部分温差带来的误差，应用范围广，便于推广使用。
[0021]下面通过附图和实施例，对本实用新型的技术方案做进一步的详细描述。
【专利附图】
【附图说明】
[0022]图1为本实用新型的电路原理框图。
[0023]图2为本实用新型的电路原理图。
[0024]附图标记说明:
[0025]1一输入接口电路； 2—阻抗匹配电路；3—第一限幅放大电路；
[0026]4 一第二限幅放大电路；5—第三限幅放大电路；6—第四限幅放大电路；
[0027]7—第五限幅放大电路；8—第六限幅放大电路；9一第七限幅放大电路；
[0028]10—第八限幅放大电路；11 一第九限幅放大电路；
[0029]12—第十限幅放大电路；13—保护隔离电路；14 一滤波电路；
[0030]15—温度补偿电路； 16—输出接口电路；17—参考输出接口电路。
【具体实施方式】
[0031]如图1所示，本实用新型包括保护隔离电路13、滤波电路14、温度补偿电路15和输出接口电路16，以及依次连接的输入接口电路1、阻抗匹配电路2和多级限幅放大电路；所述限幅放大电路的级数为十级且分别为第一限幅放大电路3、第二限幅放大电路4、第三限幅放大电路5、第四限幅放大电路6、第五限幅放大电路7、第六限幅放大电路8、第七限幅放大电路9、第八限幅放大电路10、第九限幅放大电路11和第十限幅放大电路12，所述第一限幅放大电路3、第二限幅放大电路4、第三限幅放大电路5、第四限幅放大电路6、第五限幅放大电路7、第六限幅放大电路8、第七限幅放大电路9、第八限幅放大电路10、第九限幅放大电路11和第十限幅放大电路12均与保护隔离电路13、滤波电路14、温度补偿电路15和输出接口电路16相接，所述温度补偿电路15的输出端接有参考输出接口电路17 ;所述动态范围为95dB。
[0032]如图2所示，本实施例中，所述输入接口电路I由五脚接线端口 Jl构成，所述五脚接线端口 Jl的引脚1、引脚2、引脚3和引脚4均接地，所述五脚接线端口 Jl的引脚5为所述输入接口电路I的输出端。
[0033]如图2所示，本实施例中，所述阻抗匹配电路2由电阻Rl和可变电感LT1，以及电容C1、C2和C3组成；所述电阻Rl的一端和电容Cl的一端相接且为所述阻抗匹配电路2的输入端，所述电阻Rl的另一端接地，所述电容Cl的另一端与可变电感LTl的线圈的一端和电容C3的一端相接，所述可变电感LTl的电感调节端与电容C2的一端相接，所述电容C2的另一端接地，所述可变电感LTl的线圈的另一端与电容C3的另一端相接。
[0034]如图2所示，本实施例中，所述保护隔离电路13由电阻R2、R3和R4，以及电容C4和C5组成；所述电阻R2的一端和电阻R3的一端均与电容C2的一端相接，所述电阻R2的另一端接地，所述电阻R3的另一端与电阻R4的一端和电容C4的一端相接，所述电容C4的另一端接地，所述电阻R4的另一端通过电容C5接地。 [0035]如图2所示，本实施例中，所述第一限幅放大电路3由电容C15，三极管Ql I和Q12，以及电阻町4、1?15、1?16、1?17、1?18和R19组成；所述三极管Qll的基极与电容C3的另一端相接，所述三极管Qll的集电极与电阻R15的一端相接，所述电阻R15的另一端和电阻R18的一端均与滤波电路14和温度补偿电路15相接，所述三极管QlI的发射极与电阻R16的一端、电阻R19的一端和电容C15的一端相接，所述电阻R16的另一端接地，所述电容C15的另一端与三极管Q12的发射极、电阻R17的一端和电阻R14的一端相接，所述电阻R17的另一端接地，所述电阻R19的另一端和电阻R14的另一端均与滤波电路14和输出接口电路16相接，所述三极管Q12的基极与电容C3的一端相接，所述三极管Q12的集电极与电阻R18的另一端相接；所述第二限幅放大电路4由电容C25，三极管Q21和Q22，以及电阻R24、R25、R26、R27、R28和R29组成；所述三极管Q21的基极与三极管Qll的集电极相接，所述三极管Q21的集电极与电阻R25的一端相接，所述电阻R25的另一端和电阻R28的一端均与滤波电路14和温度补偿电路15相接，所述三极管Q21的发射极与电阻R26的一端、电阻R29的一端和电容C25的一端相接，所述电阻R26的另一端接地，所述电容C25的另一端与三极管Q22的发射极、电阻R27的一端和电阻R24的一端相接，所述电阻R27的另一端接地，所述电阻R29的另一端和电阻R24的另一端均与滤波电路14和输出接口电路16相接，所述三极管Q22的基极与三极管Q12的集电极相接，所述三极管Q22的集电极与电阻R28的另一端相接；所述第三限幅放大电路5由电容C35，三极管Q31和Q32，以及电阻R34、R35、R36、R37、R38和R39组成；所述三极管Q31的基极与三极管Q21的集电极相接，所述三极管Q31的集电极与电阻R35的一端相接，所述电阻R35的另一端和电阻R38的一端均与滤波电路14和温度补偿电路15相接，所述三极管Q31的发射极与电阻R36的一端、电阻R39的一端和电容C35的一端相接，所述电阻R36的另一端接地，所述电容C35的另一端与三极管Q32的发射极、电阻R37的一端和电阻R34的一端相接，所述电阻R37的另一端接地，所述电阻R39的另一端和电阻R34的另一端均与滤波电路14和输出接口电路16相接，所述三极管Q32的基极与三极管Q22的集电极相接，所述三极管Q32的集电极与电阻R38的另一端相接；所述第四限幅放大电路6由电容C45，三极管Q41和Q42，以及电阻R44、R45、R46、R47、R48和R49组成；所述三极管Q41的基极与三极管Q31的集电极相接，所述三极管Q41的集电极与电阻R45的一端相接，所述电阻R45的另一端和电阻R48的一端均与滤波电路14和温度补偿电路15相接，所述三极管Q41的发射极与电阻R46的一端、电阻R49的一端和电容C45的一端相接，所述电阻R46的另一端接地，所述电容C45的另一端与三极管Q42的发射极、电阻R47的一端和电阻R44的一端相接，所述电阻R47的另一端接地，所述电阻R49的另一端和电阻R44的另一端均与滤波电路14和输出接口电路16相接，所述三极管Q42的基极与三极管Q32的集电极相接，所述三极管Q42的集电极与电阻R48的另一端相接；所述第五限幅放大电路7由电容C55，三极管Q51和Q52，以及电阻R54、R55、R56、R57、R58和R59组成；所述三极管Q51的基极与三极管Q41的集电极相接，所述三极管Q51的集电极与电阻R55的一端相接,所述电阻R55的另一端和电阻R58的一端均与滤波电路14和温度补偿电路15相接，所述三极管Q51的发射极与电阻R56的一端、电阻R59的一端和电容C55的一端相接，所述电阻R56的另一端接地，所述电容C55的另一端与三极管Q52的发射极、电阻R57的一端和电阻R54的一端相接，所述电阻R57的另一端接地，所述电阻R59的另一端和电阻R54的另一端均与滤波电路14和输出接口电路16相接，所述三极管Q52的基极与三极管Q42的集电极相接，所述三极管Q52的集电极与电阻R58的另一端相接；所述第六限幅放大电路8由电容C65，三极管Q61和Q62，以及电阻R64、R65、R66、R67、R68和R69组成；所述三极管Q61的基极与三极管Q51的集电极相接，所述三极管Q61的集电极与电阻R65的一端相接，所述电阻R65的另一端和电阻R68的一端均与滤波电路14和温度补偿电路15相接，所述三极管Q61的发射极与电阻R66的一端、电阻R69的一端和电容C65的一端相接，所述电阻R66的另一端接地,所述电容C65的另一端与三极管Q62的发射极、电阻R67的一端和电阻R64的一端相接，所述电阻R67的另一端接地，所述电阻R69的另一端和电阻R64的另一端均与滤波电路14和输出接口电路16相接，所述三极管Q62的基极与三极管Q52的集电极相接，所述三极管Q62的集电极与电阻R68的另一端相接；所述第七限幅放大电路9由电容C75，三极管Q71和Q72，以及电阻R74、R75、R76、R77、R78和R79组成；所述三极管Q71的基极与三极管Q61的集电极相接，所述三极管Q71的集电极与电阻R75的一端相接，所述电阻R75的另一端和电阻R78的一端均与滤波电路14和温度补偿电路15相接，所述三极管Q71的发射极与电阻R76的一端、电阻R79的一端和电容C75的一端相接,所述电阻R76的另一端接地，所述电容C75的另一端与三极管Q72的发射极、电阻R77的一端和电阻R74的一端相接，所述电阻R77的另一端接地，所述电阻R79的另一端和电阻R74的另一端均与滤波电路14和输出接口电路16相接，所述三极管Q72的基极与三极管Q62的集电极相接，所述三极管Q72的集电极与电阻R78的另一端相接；所述第八限幅放大电路10由电容C85，三极管Q81和Q82，以及电阻R84、R85、R86、R87、R88和R89组成；所述三极管Q81的基极与三极管Q71的集电极相接，所述三极管Q81的集电极与电阻R85的一端相接，所述电阻R85的另一端和电阻R88的一端均与滤波电路14和温度补偿电路15相接，所述三极管Q81的发射极与电阻R86的一端、电阻R89的一端和电容C85的一端相接，所述电阻R86的另一端接地，所述电容C85的另一端与三极管Q82的发射极、电阻R87的一端和电阻R84的一端相接，所述电阻R87的另一端接地，所述电阻R89的另一端和电阻R84的另一端均与滤波电路14和输出接口电路16相接，所述三极管Q82的基极与三极管Q72的集电极相接，所述三极管Q82的集电极与电阻R88的另一端相接；所述第九限幅放大电路11由电容C95，三极管Q91和Q92，以及电阻R94、R95、R96、R97、R98和R99组成；所述三极管Q91的基极与三极管Q81的集电极相接，所述三极管Q91的集电极与电阻R95的一端相接，所述电阻R95的另一端和电阻R98的一端均与滤波电路14和温度补偿电路15相接，所述三极管Q91的发射极与电阻R96的一端、电阻R99的一端和电容C95的一端相接，所述电阻R96的另一端接地，所述电容C95的另一端与三极管Q92的发射极、电阻R97的一端和电阻R94的一端相接，所述电阻R97的另一端接地，所述电阻R99的另一端和电阻R94的另一端均与滤波电路14和输出接口电路16相接，所述三极管Q92的基极与三极管Q82的集电极相接，所述三极管Q92的集电极与电阻R98的另一端相接；所述第十限幅放大电路12由电容C105，三极管QlOl和Q102,以及电阻R104、R105、R106、R107、R108和R109组成；所述三极管QlOl的基极与三极管Q91的集电极相接，所述三极管QlOl的集电极与电阻R105的一端相接，所述电阻R105的另一端和电阻R108的一端均与滤波电路14和温度补偿电路15相接，所述三极管QlOl的发射极与电阻R106的一端、电阻R109的一端和电容C105的一端相接,所述电阻R106的另一端接地，所述电容C105的另一端与三极管Q102的发射极、电阻R107的一端和电阻R104的一端相接，所述电阻R107的另一端接地，所述电阻R109的另一端和电阻R104的另一端均与滤波电路14和输出接口电路16相接，所述三极管Q102的基极与三极管Q92的集电极相接，所述三极管Q102的集电极与电阻R108的另一端相接。具体实施时，所述电容 C15、C25、C35、C45、C55、C65、C75、C85、C95 和 C105 均采用 了 470pF 电容，每一级限幅放大电路中都包含了一个470pF的电容，对于通用集成电路对数检测器来讲，这样的电容式无法直接集成到其内部的，通过这种耦合电容的方式，可以很方便的设置每一级限幅放大电路的工作点，同时也可以很方便的设置每一级限幅放大电路工作频率。
[0036]如图2所示，本实施例中，所述滤波电路14由电感LI以及电容C6和C7组成，所述电容C6的一端和电感LI的一端均与所述电阻R15的另一端、电阻R18的一端、电阻R25的另一端、电阻R28的一端、电阻R35的另一端、电阻R38的一端、电阻R45的另一端、电阻R48的一端、电阻R55的另一端、电阻R58的一端、电阻R65的另一端、电阻R68的一端、电阻R75的另一端、电阻R78的一端、电阻R85的另一端、电阻R88的一端、电阻R95的另一端、电阻R98的一端、电阻R105的另一端和电阻R108的一端相接，所述电容C7的一端与所述电阻R19的另一端、电阻R14的另一端、电阻R29的另一端、电阻R24的另一端、电阻R39的另一端、电阻R34的另一端、电阻R49的另一端、电阻R44的另一端、电阻R59的另一端、电阻R54的另一端、电阻R69的另一端、电阻R64的另一端、电阻R79的另一端、电阻R74的另一端、电阻R89的另一端、电阻R84的另一端、电阻R99的另一端、电阻R94的另一端、电阻R109的另一端和电阻R104的另一端相接，所述电容C6的另一端和电容C7的另一端均接地，所述电感LI的另一端与+7.5V电源相接。[0037]如图2所示，本实施例中，所述温度补偿电路15由三极管Qlll以及电阻R117、R118和R119组成，所述电阻R118的一端与所述电阻R15的另一端、电阻R18的一端、电阻R25的另一端、电阻R28的一端、电阻R35的另一端、电阻R38的一端、电阻R45的另一端、电阻R48的一端、电阻R55的另一端、电阻R58的一端、电阻R65的另一端、电阻R68的一端、电阻R75的另一端、电阻R78的一端、电阻R85的另一端、电阻R88的一端、电阻R95的另一端、电阻R98的一端、电阻R105的另一端和电阻R108的一端相接，所述电阻R118的另一端与三极管Qlll的基极和集电极相接，所述三极管Qlll的发射极与电阻R117的一端和电阻R119的一端相接，所述电阻R117的另一端为所述温度补偿电路15的输出端，所述电阻Rl 19的另一端接地。
[0038]如图2所示，本实施例中，所述参考输出接口电路17由五脚接线端口 J3构成，所述五脚接线端口 J3的引脚1、引脚2、引脚3和引脚4均接地，所述五脚接线端口 J3的引脚5与所述温度补偿电路15的输出端相接。
[0039]如图2所示，本实施例中，所述输出接口电路16由五脚接线端口 J2构成，所述五脚接线端口 J2的引脚1、引脚2、引脚3和引脚4均接地，所述五脚接线端口 J2的引脚5与所述电阻R19的另一端、电阻R14的另一端、电阻R29的另一端、电阻R24的另一端、电阻R39的另一端、电阻R34的另一端、电阻R49的另一端、电阻R44的另一端、电阻R59的另一端、电阻R54的另一端、电阻R69的另一端、电阻R64的另一端、电阻R79的另一端、电阻R74的另一端、电阻R89的另一端、电阻R84的另一端、电阻R99的另一端、电阻R94的另一端、电阻R109的另一端和电阻R104的另一端相接。
[0040]本实用新型采用了分立元器件进行设计，并采用了十级限幅放大电路级联，同时作为线性检查器，每一级限幅放大电路都包含了一个平衡放大器，此设计允许系统稳定的非常高的总增益，同时包含了精确定义的饱和处理机制；每一级限幅放大电路的增益在IOdB?12dB之间时，对数检测器的对数增益就是每一级限幅放大电路的线性增益之和。本实用新型输入接口电路I与多级限幅放大电路之间接有阻抗匹配电路2，且设置有护隔离电路13和滤波电路14，避免了 Ι/f噪声与低频噪声，这样设计使得对数检测器的动态范围进一步加大了 20dB，对数检测器的本底噪声约为_105dBm，对数检测器可以检测的最大信号为-1OdBm,从而对数检测器的动态范围达到了 95dB，能够广泛地应用在需要进行射频功率检测的场合，在面对高动态范围的信号，例如信号范围为-1OOdBm?OdBm时，能够保证正常测量。
[0041]另外，为了避免温度变化带来的测量误差，本实用新型还设计了温度补偿电路15和参考输出接口电路17，将从输出接口电路16输出的信号与参考输出接口电路17输出的信号做比较后，即可抵消大部分温差带来的误差。
[0042]以上所述，仅是本实用新型的较佳实施例，并非对本实用新型作任何限制，凡是根据本实用新型技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、变更以及等效结构变化，均仍属于本实用新型技术方案的保护范围内。
【权利要求】
1.一种高动态范围对数检测器，其特征在于:包括保护隔离电路(13)、滤波电路(14)、温度补偿电路(15)和输出接口电路(16)，以及依次连接的输入接口电路(1)、阻抗匹配电路(2)和多级限幅放大电路；所述限幅放大电路的级数为十级且分别为第一限幅放大电路(3)、第二限幅放大电路(4)、第三限幅放大电路(5)、第四限幅放大电路(6)、第五限幅放大电路(7)、第六限幅放大电路(8)、第七限幅放大电路(9)、第八限幅放大电路(10)、第九限幅放大电路(11)和第十限幅放大电路(12)，所述第一限幅放大电路(3)、第二限幅放大电路(4)、第三限幅放大电路(5)、第四限幅放大电路(6)、第五限幅放大电路(7)、第六限幅放大电路(8)、第七限幅放大电路(9)、第八限幅放大电路(10)、第九限幅放大电路(11)和第十限幅放大电路(12)均与保护隔离电路(13)、滤波电路(14)、温度补偿电路(15)和输出接口电路(16 )相接，所述温度补偿电路(15 )的输出端接有参考输出接口电路(17 );所述动态范围为95dB。
2.按照权利要求1所述的一种高动态范围对数检测器，其特征在于:所述输入接口电路(I)由五脚接线端口 Jl构成，所述五脚接线端口 Jl的引脚1、引脚2、引脚3和引脚4均接地，所述五脚接线端口 Jl的引脚5为所述输入接口电路(I)的输出端。
3.按照权利要求1所述的一种高动态范围对数检测器，其特征在于:所述阻抗匹配电路(2)由电阻Rl和可变电感LTl，以及电容Cl、C2和C3组成；所述电阻Rl的一端和电容Cl的一端相接且为所述阻抗匹配电路(2)的输入端，所述电阻Rl的另一端接地，所述电容Cl的另一端与可变电感LTl的线圈的一端和电容C3的一端相接，所述可变电感LTl的电感调节端与电容C2的一端相接，所述电容C2的另一端接地，所述可变电感LTl的线圈的另一端与电容C3的另一端相接。
4.按照权利要求3所述的一种高动态范围对数检测器，其特征在于:所述保护隔离电路(13)由电阻R2、R3和R4，以及电容C4和C5组成；所述电阻R2的一端和电阻R3的一端均与电容C2的一端相接，所述电阻R2的另一端接地，所述电阻R3的另一端与电阻R4的一端和电容C4的一端相接，所述电容C4的另一端接地，所述电阻R4的另一端通过电容C5接地。
5.按照权利要求4所述的一种高动态范围对数检测器，其特征在于:所述第一限幅放大电路(3)由电容C15，三极管Qll和Q12，以及电阻R14、R15、R16、R17、R18和R19组成；所述三极管Qll的基极与电容C3的另一端相接，所述三极管Qll的集电极与电阻R15的一端相接，所述电阻R15的另一端和电阻R18的一端均与滤波电路(14)和温度补偿电路(15)相接，所述三极管Qll的发射极与电阻R16的一端、电阻R19的一端和电容C15的一端相接，所述电阻R16的另一端接地，所述电容C15的另一端与三极管Q12的发射极、电阻R17的一端和电阻R14的一端相接，所述电阻R17的另一端接地，所述电阻R19的另一端和电阻R14的另一端均与滤波电路(14)和输出接口电路(16)相接，所述三极管Q12的基极与电容C3的一端相接，所述三极管Q12的集电极与电阻R18的另一端相接；所述第二限幅放大电路(4)由电容C25，三极管Q21和Q22，以及电阻R24、R25、R26、R27、R28和R29组成；所述三极管Q21的基极与三极管Qll的集电极相接，所述三极管Q21的集电极与电阻R25的一端相接，所述电阻R25的另一端和电阻R28的一端均与滤波电路(14)和温度补偿电路(15)相接，所述三极管Q21的发射极与电阻R26的一端、电阻R29的一端和电容C25的一端相接,所述电阻R26的另一端接地，所述电容C25的另一端与三极管Q22的发射极、电阻R27的一端和电阻R24的一端相接，所述电阻R27的另一端接地，所述电阻R29的另一端和电阻R24的另一端均与滤波电路(14)和输出接口电路(16)相接，所述三极管Q22的基极与三极管Q12的集电极相接，所述三极管Q22的集电极与电阻R28的另一端相接；所述第三限幅放大电路(5)由电容C35，三极管Q31和Q32，以及电阻R34、R35、R36、R37、R38和R39组成；所述三极管Q31的基极与三极管Q21的集电极相接，所述三极管Q31的集电极与电阻R35的一端相接，所述电阻R35的另一端和电阻R38的一端均与滤波电路(14)和温度补偿电路(15)相接，所述三极管Q31的发射极与电阻R36的一端、电阻R39的一端和电容C35的一端相接,所述电阻R36的另一端接地，所述电容C35的另一端与三极管Q32的发射极、电阻R37的一端和电阻R34的一端相接，所述电阻R37的另一端接地，所述电阻R39的另一端和电阻R34的另一端均与滤波电路(14)和输出接口电路(16)相接，所述三极管Q32的基极与三极管Q22的集电极相接，所述三极管Q32的集电极与电阻R38的另一端相接；所述第四限幅放大电路(6)由电容C45，三极管Q41和Q42，以及电阻R44、R45、R46、R47、R48和R49组成；所述三极管Q41的基极与三极管Q31的集电极相接，所述三极管Q41的集电极与电阻R45的一端相接，所述电阻R45的另一端和电阻R48的一端均与滤波电路(14)和温度补偿电路(15)相接，所述三极管Q41的发射极与电阻R46的一端、电阻R49的一端和电容C45的一端相接,所述电阻R46的另一端接地，所述电容C45的另一端与三极管Q42的发射极、电阻R47的一端和电阻R44的一端相接，所述电阻R47的另一端接地，所述电阻R49的另一端和电阻R44的另一端均与滤波电路(14)和输出接口电路(16)相接，所述三极管Q42的基极与三极管Q32的集电极相接，所述三极管Q42的集电极与电阻R48的另一端相接；所述第五限幅放大电路(7)由电容C55，三极管Q51和Q52，以及电阻R54、R55、R56、R57、R58和R59组成；所述三极管Q51的基极与三极管Q41的集电极相接，所述三极管Q51的集电极与电阻R55的一端相接，所述电阻R55的另一端和电阻R58的一端均与滤波电路(14)和温度补偿电路(15)相接，所述三极管Q51的发射极与电阻R56的一端、电阻R59的一端和电容C55的一端相接,所述电阻R56的另一端接地，所述电容C55的另一端与三极管Q52的发射极、电阻R57的一端和电阻R54的一端相接，所述电阻R57的另一端接地，所述电阻R59的另一端和电阻R54的另一端均与滤波电路(14)和 输出接口电路(16)相接，所述三极管Q52的基极与三极管Q42的集电极相接，所述三极管Q52的集电极与电阻R58的另一端相接；所述第六限幅放大电路(8)由电容C65，三极管Q61和Q62，以及电阻R64、R65、R66、R67、R68和R69组成；所述三极管Q61的基极与三极管Q51的集电极相接，所述三极管Q61的集电极与电阻R65的一端相接，所述电阻R65的另一端和电阻R68的一端均与滤波电路(14)和温度补偿电路(15)相接，所述三极管Q61的发射极与电阻R66的一端、电阻R69的一端和电容C65的一端相接,所述电阻R66的另一端接地,所述电容C65的另一端与三极管Q62的发射极、电阻R67的一端和电阻R64的一端相接，所述电阻R67的另一端接地，所述电阻R69的另一端和电阻R64的另一端均与滤波电路(14)和输出接口电路(16)相接，所述三极管Q62的基极与三极管Q52的集电极相接，所述三极管Q62的集电极与电阻R68的另一端相接；所述第七限幅放大电路(9)由电容C75，三极管Q71和Q72，以及电阻R74、R75、R76、R77、R78和R79组成；所述三极管Q71的基极与三极管Q61的集电极相接，所述三极管Q71的集电极与电阻R75的一端相接，所述电阻R75的另一端和电阻R78的一端均与滤波电路(14)和温度补偿电路(15)相接，所述三极管Q71的发射极与电阻R76的一端、电阻R79的一端和电容C75的一端相接,所述电阻R76的另一端接地，所述电容C75的另一端与三极管Q72的发射极、电阻R77的一端和电阻R74的一端相接，所述电阻R77的另一端接地，所述电阻R79的另一端和电阻R74的另一端均与滤波电路(14)和输出接口电路(16)相接，所述三极管Q72的基极与三极管Q62的集电极相接，所述三极管Q72的集电极与电阻R78的另一端相接；所述第八限幅放大电路(10)由电容C85，三极管Q81和Q82，以及电阻R84、R85、R86、R87、R88和R89组成；所述三极管Q81的基极与三极管Q71的集电极相接，所述三极管Q81的集电极与电阻R85的一端相接，所述电阻R85的另一端和电阻R88的一端均与滤波电路(14)和温度补偿电路(15)相接，所述三极管Q81的发射极与电阻R86的一端、电阻R89的一端和电容C85的一端相接，所述电阻R86的另一端接地，所述电容C85的另一端与三极管Q82的发射极、电阻R87的一端和电阻R84的一端相接，所述电阻R87的另一端接地，所述电阻R89的另一端和电阻R84的另一端均与滤波电路(14)和输出接口电路(16)相接，所述三极管Q82的基极与三极管Q72的集电极相接，所述三极管Q82的集电极与电阻R88的另一端相接；所述第九限幅放大电路(11)由电容C95，三极管Q91和Q92，以及电阻R94、R95、R96、R97、R98和R99组成；所述三极管Q91的基极与三极管Q81的集电极相接，所述三极管Q91的集电极与电阻R95的一端相接，所述电阻R95的另一端和电阻R98的一端均与滤波电路(14)和温度补偿电路(15)相接，所述三极管Q91的发射极与电阻R96的一端、电阻R99的一端和电容C95的一端相接，所述电阻R96的另一端接地，所述电容C95的另一端与三极管Q92的发射极、电阻R97的一端和电阻R94的一端相接，所述电阻R97的另一端接地，所述电阻R99的另一端和电阻R94的另一端均与滤波电路(14)和输出接口电路(16)相接，所述三极管Q92的基极与三极管Q82的集电极相接，所述三极管Q92的集电极与电阻R98的另一端相接；所述第十限幅放大电路(12)由电容C105，三极管 QlOl 和 Q102,以及电阻 R104、R105、R106、R107、R108 和 R109 组成；所述三极管QlOl的基极与三极管Q91的集电极相接，所述三极管QlOl的集电极与电阻R105的一端相接，所述电阻R105的另一端和电阻R108的一端均与滤波电路(14)和温度补偿电路(15)相接，所述三极管QlOl的发射极与电阻R106的一端、电阻R109的一端和电容C105的一端相接，所述电阻R106的另一端接地，所述电容C105的另一端与三极管Q102的发射极、电阻R107的一端和电阻R104的一端相接，所述电阻R107的另一端接地，所述电阻R109的另一端和电阻R104的另一端均与滤波电路(14)和输出接口电路(16)相接，所述三极管Q102的基极与三极管Q92的集电极相接，所述三极管Q102的集电极与电阻R108的另一端相接。
6.按照权利要求5所述的一种高动态范围对数检测器，其特征在于:所述滤波电路(14)由电感LI以及电容C6和C7组成，所述电容C6的一端和电感LI的一端均与所述电阻R15的另一端、电阻R18的一端、电阻R25的另一端、电阻R28的一端、电阻R35的另一端、电阻R38的一端、电阻R45的另一端、电阻R48的一端、电阻R55的另一端、电阻R58的一端、电阻R65的另一端、电阻R68的一端、电阻R75的另一端、电阻R78的一端、电阻R85的另一端、电阻R88的一端、电阻R95的另一端、电阻R98的一端、电阻R105的另一端和电阻R108的一端相接，所述电容C7的一端与所述电阻R19的另一端、电阻R14的另一端、电阻R29的另一端、电阻R24的另一端、电阻R39的另一端、电阻R34的另一端、电阻R49的另一端、电阻R44的另一端、电阻R59的另一端、电阻R54的另一端、电阻R69的另一端、电阻R64的另一端、电阻R79的另一端、电阻R74的另一端、电阻R89的另一端、电阻R84的另一端、电阻R99的另一端、电阻R94的另一端、电阻R109的另一端和电阻R104的另一端相接，所述电容C6的另一端和电容C7的另一端均接地，所述电感LI的另一端与+7.5V电源相接。
7.按照权利要求5所述的一种高动态范围对数检测器，其特征在于:所述温度补偿电路(15)由三极管Qlll以及电阻R117、R118和R119组成，所述电阻R118的一端与所述电阻R15的另一端、电阻R18的一端、电阻R25的另一端、电阻R28的一端、电阻R35的另一端、电阻R38的一端、电阻R45的另一端、电阻R48的一端、电阻R55的另一端、电阻R58的一端、电阻R65的另一端、电阻R68的一端、电阻R75的另一端、电阻R78的一端、电阻R85的另一端、电阻R88的一端、电阻R95的另一端、电阻R98的一端、电阻R105的另一端和电阻R108的一端相接，所述电阻R118的另一端与三极管Qlll的基极和集电极相接，所述三极管Qlll的发射极与电阻R117的一端和电阻R119的一端相接，所述电阻R117的另一端为所述温度补偿电路(15)的输出端，所述电阻R119的另一端接地。
8.按照权利要求7所述的一种高动态范围对数检测器，其特征在于:所述参考输出接口电路(17)由五脚接线端口 J3构成，所述五脚接线端口 J3的引脚1、引脚2、引脚3和引脚4均接地，所述五脚接线端口 J3的引脚5与所述温度补偿电路(15)的输出端相接。
9.按照权利要求5所述的一种高动态范围对数检测器，其特征在于:所述输出接口电路(16)由五脚接线端口 J2构成，所述五脚接线端口 J2的引脚1、引脚2、引脚3和引脚4均接地，所述五脚接线端口 J2的引脚5与所述电阻R19的另一端、电阻R14的另一端、电阻R29的另一端、电阻R24的另一端、电阻R39的另一端、电阻R34的另一端、电阻R49的另一端、电阻R44的另一端、电阻R59的另一端、电阻R54的另一端、电阻R69的另一端、电阻R64的另一端、电阻R79的另一端、电阻R74的另一端、电阻R89的另一端、电阻R84的另一端、电阻R99的另一端、电阻 R94的另一端、电阻R109的另一端和电阻R104的另一端相接。
【文档编号】H04B17/00GK203734681SQ201420074045
【公开日】2014年7月23日 申请日期:2014年2月20日 优先权日:2014年2月20日
【发明者】孙翠珍, 毛昕蓉, 姚军 申请人:西安科技大学