接收系統(tǒng)中頻放大電路工程實(shí)現(xiàn)

楊 林

（西安導(dǎo)航技術(shù)研究所，陜西 西安 710068）

0 引 言

在雷達(dá)接收系統(tǒng)中，中頻接收系統(tǒng)首要的任務(wù)是把微弱的目標(biāo)回波信號放大到足以進(jìn)行信號處理的電平。在復(fù)雜電磁環(huán)境下，要求接收機(jī)具有更小的內(nèi)部噪聲、較高的增益、寬工作頻帶、高靈敏度、大動態(tài)范圍及抗干擾能力[1-2]。本文研究了一種具備增益放大、數(shù)控衰減、檢測輸出、閉環(huán)增益控制等功能的中頻放大電路，并對該電路進(jìn)行模塊化設(shè)計，研究各模塊的工程實(shí)現(xiàn)。

1 電路設(shè)計總體思路

設(shè)計的步進(jìn)衰減中頻放大器應(yīng)用于雷達(dá)的中頻接收機(jī)中，信號的輸入為來自于前端微波接收機(jī)處理后的微弱模擬信號Si。對Si采用寬大放大器進(jìn)行多級放大，在多級放大中介入數(shù)控衰減，然后濾波處理，再進(jìn)行寬帶放大，經(jīng)定向耦合后一路直接輸出，另一路幅度經(jīng)檢波處理、A/D 變換、DAGC 變換[2]送出控制步進(jìn)衰減電路的控制碼，實(shí)現(xiàn)閉環(huán)AGC 控制[3]。根據(jù)工程實(shí)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(qū)，放大后的信號滿足后級電路系統(tǒng)使用。隨著輸入信號的逐漸增大，放大電路進(jìn)入飽和狀態(tài)[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(kuò)大了輸入信號的功率范圍，輸出穩(wěn)定的中頻信號So，使系統(tǒng)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(dāng)信號傳輸上發(fā)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(shè)計

2.1 寬帶放大電路設(shè)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(qū)，L1、L2、C1、C2進(jìn)行電源濾波，其單級放大能力為13～14 dB。工程實(shí)際中，多級串聯(lián)帶來了噪聲大、飽和等問題，需要根據(jù)總體要求進(jìn)行功率分配。兩級串聯(lián)放大電路如圖2 所示。

圖1 步進(jìn)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(jìn)衰減控制電路設(shè)計

衰減控制電路采用步進(jìn)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(jìn)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(shè)計。受外來數(shù)字衰減控制碼/DAGC 碼（D6～D0）后對通路上的信號進(jìn)行不同程度的衰減，在工程實(shí)際中（D6～D0）7 位DAGC 碼可根據(jù)用戶的需求來設(shè)定。外來的控制電平經(jīng)過反向、穩(wěn)壓后通過EPROM，再經(jīng)過驅(qū)動后送出DAGC 碼。EPROM 中的碼表通過編程寫入。步進(jìn)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(jīng)過后續(xù)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(jìn)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(huán)控制，另一方面經(jīng)過后續(xù)的集成運(yùn)放、比較器輸出高低電平信號用于后續(xù)的檢測電路，如圖4 所示。V1起到限幅的作用，二極管V2、V3進(jìn)行幅度檢波，運(yùn)放采用AD842SQ，R5起到負(fù)反饋的作用。比較器采用AD8561AN，R10采用可調(diào)電阻進(jìn)行“門限”調(diào)節(jié)。

圖3 步進(jìn)衰減控制電路示意圖

圖4 檢波檢測電路

3 結(jié) 論

本文提出了一種多功能的放大中頻電路的工程實(shí)現(xiàn)，并對各模塊電路進(jìn)行了研究設(shè)計，已成功應(yīng)用于某接收機(jī)上。該電路簡單可靠，成本低，調(diào)試和維修方便。隨著現(xiàn)代電子技術(shù)的發(fā)展，改進(jìn)新的接收機(jī)工藝結(jié)構(gòu)，采用中頻單片集成電路（IMIC）和專用集成電路，進(jìn)行微電子化及模塊化結(jié)構(gòu)設(shè)計成為主流發(fā)展方向。