一种具有提高电路动态范围功能的射频接收机制造技术

本实用新型专利技术公开了一种具有提高电路动态范围功能的射频接收机，涉及通信技术领域，该射频接收机包括，依次串联的限幅器、预选滤波器、电调衰减器、第一级低噪声放大器、耦合器以及第二级低噪声放大器，耦合器的输出端依次连接检波器、A/D转换器和控制器，控制器的输出端连接电调衰减器，从而根据A/D转换器的串码调整输出至电调衰减器的电平以控制电调衰减器的导通和关断；该射频接收机在常规射频接收机的前端电路的基础上增加了一级电调衰减器，并通过耦合器、检波器、A/D转换器和控制器实现对电调衰减器的电平信号的调整从而控制电调衰减器的导通和关断，有效地提高射频接收机的最大线性输入功率，也即提高射频接收机的动态范围。

A Radio Frequency Receiver with the Function of Improving the Dynamic Range of Circuit

The utility model discloses a radio frequency receiver with the function of improving the dynamic range of a circuit, which relates to the field of communication technology. The radio frequency receiver includes a sequential series limiter, a preselected filter, an electric attenuator, a first stage low noise amplifier, a coupler and a second stage low noise amplifier. The output end of the coupler is sequentially connected with a geophone, an A/D converter and a controller. The output terminal of the controller is connected with an electrical attenuator, so that the level of the output to the electrical attenuator can be adjusted according to the serial code of the A/D converter to control the turn-on and turn-off of the electrical attenuator. Based on the front-end circuit of the conventional radio frequency receiver, a primary electrical attenuator is added to the radio frequency receiver, and the electrical attenuator is realized by couplers, detectors, A/D converters and controllers. The adjustment of the level signal controls the turn-on and turn-off of the modulation attenuator, and effectively improves the maximum linear input power of the radio frequency receiver, that is, the dynamic range of the radio frequency receiver.

【技术实现步骤摘要】
一种具有提高电路动态范围功能的射频接收机
本技术涉及通信
，尤其是一种具有提高电路动态范围功能的射频接收机。
技术介绍
随着国内微波技术的发展，其相关设备的技术要求也越来越高，在射频接收机的设计中，既要保证接收机小信号下的噪声系数，又要提高接收机的饱和输入电平，由于低噪声放大器本身的指标限制，这两种指标相互矛盾。请参考图1，常规的射频接收机的前端电路元器件顺序依次为限幅器、预选滤波器以及多级低噪声放大器，图1以两级低噪声放大器为例。一般而言，射频接收机的噪声系数主要由第一级低噪声放大器决定，而对于低噪声放大器而言，噪声系数越好，也意味着增益越高，同时输出1dB压缩点越小。在小信号输入的情况下，低噪声放大器工作在线性状态。而随着输入信号的增大，低噪声放大器逐渐开始饱和，对于此功率以上的输入信号，接收机都工作在饱和状态，此时接收机的通讯质量直线下降。所以，研究输入信号过大的情况下，如何保持信道的线性非常重要。
技术实现思路
本专利技术人针对上述问题及技术需求，提出了一种具有提高电路动态范围功能的射频接收机，该射频接收机可以提高电路动态范围。本技术的技术方案如下：一种具有提高电路动态范围功能的射频接收机，该射频接收机包括限幅器、预选滤波器、电调衰减器、第一级低噪声放大器、耦合器、检波器、A/D转换器、控制器以及第二级低噪声放大器，射频输入信号从限幅器的输入端输入，限幅器的输出端连接预选滤波器的输入端，预选滤波器的输出端连接电调衰减器的输入端，电调衰减器的输出端连接第一级低噪声放大器的输入端，第一级低噪声放大器的输出端连接耦合器的输入端，耦合器的第一输出端连接第二级低噪声放大器的输入端，射频输出信号从第二级低噪声放大器的输出端输出，耦合器的第二输出端连接检波器的输入端，检波器的输出端连接A/D转换器的输入端，A/D转换器的输出端连接控制器的输入端，控制器的输出端连接电调衰减器的控制端；耦合器用于将射频信号耦合至检波器，检波器用于将射频信号转化为电平信号，A/D转换器用于将电平信号转化为串码，控制器用于监测串码并根据串码控制电调衰减器的开通与关断。其进一步的技术方案为，A/D转换器为12位A/D转换器并用于将电平信号转化为12位串码，A/D转换器的供电电压为3.3V，A/D转换器的检测精度为0.0008V。其进一步的技术方案为，电调衰减器的插入损耗小于0.8dB。其进一步的技术方案为，控制器采用现场可编程门阵列FPGA实现。本技术的有益技术效果是：本申请公开的射频接收机在常规射频接收机的前端电路的基础上增加了一级电调衰减器，并通过耦合器、检波器、A/D转换器和控制器实现对电调衰减器的电平信号的调整从而控制电调衰减器的导通和关断，有效地提高射频接收机的最大线性输入功率，也即提高射频接收机的动态范围，电路设计简单、控制简便。且控制器根据A/D转换器的串码调整输出至电调衰减器的电平，相比于常规电路使用比较器来说，精确度更高。附图说明图1是现有的射频接收机的电路图。图2是本申请公开的具有提高电路动态范围功能的射频接收机的电路图。具体实施方式下面结合附图对本技术的具体实施方式做进一步说明。本申请公开的具有提高电路动态范围功能的射频接收机在常规射频接收机的前端电路的基础上增加了一级电调衰减器和相应的控制电路，请参考图2，该射频接收机包括限幅器、预选滤波器、电调衰减器、第一级低噪声放大器、耦合器、检波器、A/D转换器(模数转换器)、控制器以及第二级低噪声放大器。射频输入信号从限幅器的输入端输入，限幅器的输出端连接预选滤波器的输入端，预选滤波器的输出端连接电调衰减器的输入端，电调衰减器的输出端连接第一级低噪声放大器的输入端，第一级低噪声放大器的输出端连接耦合器的输入端，耦合器的第一输出端连接第二级低噪声放大器的输入端，射频输出信号从第二级低噪声放大器的输出端输出，实际若还包括其他多级低噪声放大器，则同理级联在第二级低噪声放大器之后。耦合器的第二输出端连接检波器的输入端，检波器的输出端连接A/D转换器的输入端，A/D转换器的输出端连接控制器的输入端，控制器的输出端连接电调衰减器的控制端。在本申请中，控制器通常采用FPGA(Field－ProgrammableGateArray，即现场可编程门阵列)实现。电调衰减器的插入损耗小于0.8dB，以保证信号的噪声系数。A/D转换器为12位A/D转换器并用于将电平信号转化为12位串码，A/D转换器的供电电压为3.3V，A/D转换器的检测精度为3.3V/(212)＝0.0008V。各个元器件所采用的具体的元器件型号本申请不作限定。为了通过计算说明该射频接收机对最大线性输入功率的提高作用，现规定各元器件的指标如下：按照图1所示的常规射频接收机前端电路计算可得，当输入功率为-17dBm的时候，第二级低噪声放大器即达到饱和状态，此时整个接收电路饱和，接收灵敏度降低，接收机无法完成信号解析任务。而按照图2所示的本申请公开的射频接收机工作原理可知：在射频接收机工作过程中，耦合器将第一级低噪声放大器后的射频信号耦合至检波器，耦合系数为20dB，检波器将射频信号转化为电平信号，A/D转换器将电平信号转化为串码。当输入功率为-17dBm时，耦合至检波器的信号功率为-14dBm，检波器输出与该-14dBm信号功率对应的电平信号，该电平信号经过A/D转换器得到一个12位的串码，控制器根据此12位的串码设置门限。后续当监测到的串码小于此串码时，表示输入功率小于-17dBm，则控制器向电调衰减器输出相应电平控制电调衰减器处于导通状态；当监测到的串码大于此串码时，表示输入功率大于-17dBm，则控制器向电调衰减器输出相应电平控制电调衰减器处于关断状态。因此，当输入功率小于-17dBm时，第一级低噪声放大器前的电调衰减器处于导通状态，插入损耗为0.8dB。当输入功率达到-17dBm时，电调衰减器由导通状态转换为关断状态，插损为25dB，此时输入到第一级低噪声放大器的信号功率下降25dB，所以当输入功率达到8dBm时，电路才开始达到饱和状态。由上所述，本申请公开的射频接收机在上述指标的基础上，相比于常规的射频接收机的电路将电路动态范围提高了25dB。同时，若采用比较器来实现电调衰减器的电平的反转，则由于运放的器件限制，电压分辨率最小为0.01V，当电压在临界电平处，比较器输出往往无法准确确定输出高低，便会产生振荡。而如上所述，本申请采用的A/D转换器的分辨率电平，也即检测精度为0.0008V，远远小于比较器的电压分辨率。当输入电压增大0.0008V时，输出串码增加1位，控制器可根据串码进行比较，调整输出电平控制电调衰减器的导通和关断，可以有效防止在比较电平处的振荡状态。以上所述的仅是本申请的优选实施方式，本技术不限于以上实施例。可以理解，本领域技术人员在不脱离本技术的精神和构思的前提下直接导出或联想到的其他改进和变化，均应认为包含在本技术的保护范围之内。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种具有提高电路动态范围功能的射频接收机，其特征在于，所述射频接收机包括限幅器、预选滤波器、电调衰减器、第一级低噪声放大器、耦合器、检波器、A/D转换器、控制器以及第二级低噪声放大器，射频输入信号从所述限幅器的输入端输入，所述限幅器的输出端连接所述预选滤波器的输入端，所述预选滤波器的输出端连接所述电调衰减器的输入端，所述电调衰减器的输出端连接所述第一级低噪声放大器的输入端，所述第一级低噪声放大器的输出端连接所述耦合器的输入端，所述耦合器的第一输出端连接所述第二级低噪声放大器的输入端，射频输出信号从所述第二级低噪声放大器的输出端输出，所述耦合器的第二输出端连接所述检波器的输入端，所述检波器的输出端连接所述A/D转换器的输入端，所述A/D转换器的输出端连接所述控制器的输入端，所述控制器的输出端连接所述电调衰减器的控制端；所述耦合器用于将射频信号耦合至所述检波器，所述检波器用于将所述射频信号转化为电平信号，所述A/D转换器用于将所述电平信号转化为串码，所述控制器用于监测所述串码并根据所述串码控制所述电调衰减器的开通与关断。

【技术特征摘要】
1.一种具有提高电路动态范围功能的射频接收机，其特征在于，所述射频接收机包括限幅器、预选滤波器、电调衰减器、第一级低噪声放大器、耦合器、检波器、A/D转换器、控制器以及第二级低噪声放大器，射频输入信号从所述限幅器的输入端输入，所述限幅器的输出端连接所述预选滤波器的输入端，所述预选滤波器的输出端连接所述电调衰减器的输入端，所述电调衰减器的输出端连接所述第一级低噪声放大器的输入端，所述第一级低噪声放大器的输出端连接所述耦合器的输入端，所述耦合器的第一输出端连接所述第二级低噪声放大器的输入端，射频输出信号从所述第二级低噪声放大器的输出端输出，所述耦合器的第二输出端连接所述检波器的输入端，所述检波器的输出端连接所述A/D转换器的输入端，所述A/D转换器的输出...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐鹏程，
申请(专利权)人：无锡华测电子系统有限公司，
类型：新型
国别省市：江苏,32