接收系統中頻放大電路工程實現

楊 林

（西安導航技術研究所，陜西 西安 710068）

0 引 言

在雷達接收系統中，中頻接收系統首要的任務是把微弱的目標回波信號放大到足以進行信號處理的電平。在復雜電磁環境下，要求接收機具有更小的內部噪聲、較高的增益、寬工作頻帶、高靈敏度、大動態范圍及抗干擾能力[1-2]。本文研究了一種具備增益放大、數控衰減、檢測輸出、閉環增益控制等功能的中頻放大電路，并對該電路進行模塊化設計，研究各模塊的工程實現。

1 電路設計總體思路

設計的步進衰減中頻放大器應用于雷達的中頻接收機中，信號的輸入為來自于前端微波接收機處理后的微弱模擬信號Si。對Si采用寬大放大器進行多級放大，在多級放大中介入數控衰減，然后濾波處理，再進行寬帶放大，經定向耦合后一路直接輸出，另一路幅度經檢波處理、A/D 變換、DAGC 變換[2]送出控制步進衰減電路的控制碼，實現閉環AGC 控制[3]。根據工程實際的需要，在輸入信號較小的情況下，本放大電路工作在線性放大區，放大后的信號滿足后級電路系統使用。隨著輸入信號的逐漸增大，放大電路進入飽和狀態[4]，此時需要AGC 的介入，使放大電路退飽和。在外部控制信號作用下，DAGC 電路輸出多種DAGC控制碼，從而擴大了輸入信號的功率范圍，輸出穩定的中頻信號So，使系統工作范圍增大。幅度檢波后的信號還可放大、門限比較后送檢測電路。當信號傳輸上發生斷開或者某級放大器失效等其他原因造成的放大增益變化△G（dB）時送出高電平，用來故障指示，如圖1 所示。

2 電路各模塊設計

2.1 寬帶放大電路設計

放大模塊需要獲得較高的增益輸出和較低的噪聲，需要選用良好的放大器。本電路采用的寬帶放大器為XN451（A），其管腳1 為輸入，2 為輸出，3、4 接地，需要的外圍輔助電路簡單，R1、R2保證放大器工作在線性放大區，L1、L2、C1、C2進行電源濾波，其單級放大能力為13～14 dB。工程實際中，多級串聯帶來了噪聲大、飽和等問題，需要根據總體要求進行功率分配。兩級串聯放大電路如圖2 所示。

圖1 步進衰減中頻放大器原理框圖

圖2 寬帶放大電路示意圖

2.2 步進衰減控制電路設計

衰減控制電路采用步進衰減器HMC424G16。該芯片理論情況下可獲得0～31.5 dB 的衰減量，步進為0.5 dB。為獲得更大的衰減控制量，本電路采用兩片組合的方式設計。受外來數字衰減控制碼/DAGC 碼（D6～D0）后對通路上的信號進行不同程度的衰減，在工程實際中（D6～D0）7 位DAGC 碼可根據用戶的需求來設定。外來的控制電平經過反向、穩壓后通過EPROM，再經過驅動后送出DAGC 碼。EPROM 中的碼表通過編程寫入。步進衰減控制電路如圖3 所示。

2.3 幅度檢波與檢測電路

電路的輸出端信號往往不僅作為輸出供后級使用，還可以經過后續處理作為反饋信號用于前端的控制，或者作為檢測信號檢測前端電路是否正常工作。本放大電路將耦合輸出的信號進行了限幅、放大、檢波處理，得到AGC 采樣信號一方面用于DAGC 閉環控制，另一方面經過后續的集成運放、比較器輸出高低電平信號用于后續的檢測電路，如圖4 所示。V1起到限幅的作用，二極管V2、V3進行幅度檢波，運放采用AD842SQ，R5起到負反饋的作用。比較器采用AD8561AN，R10采用可調電阻進行“門限”調節。

圖3 步進衰減控制電路示意圖

圖4 檢波檢測電路

3 結 論

本文提出了一種多功能的放大中頻電路的工程實現，并對各模塊電路進行了研究設計，已成功應用于某接收機上。該電路簡單可靠，成本低，調試和維修方便。隨著現代電子技術的發展，改進新的接收機工藝結構，采用中頻單片集成電路（IMIC）和專用集成電路，進行微電子化及模塊化結構設計成為主流發展方向。