[實用新型]高頻信號放大及控制電路

有效

• 申請號: 201721173361.1
• 申請日: 2017-09-14
• 公開（公告）號: CN207382268U
• 公開（公告）日: 2018-05-18
• 發明（設計）人: 吳迪;陶智;黃敏;王鈺;陳大慶;張曉俊;許宜申;肖仲喆;孫寶印
• 申請（專利權）人: 蘇州大學
• 主分類號: H03F1/26
• 分類號: H03F1/26;H03F1/32;H03F1/48;H03F1/56;H03F3/195;H03F3/21;H03F3/213;H03G3/30
• 代理公司: 蘇州謹和知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 32295
• 代理人: 葉棟

本實用新型涉及一種高頻信號放大及控制電路，包括前級電壓放大電路、中間級程控放大電路及后級功率放大電路，所述前級電壓放大電路接收高頻微弱信號并經過匹配阻抗和噪聲抑制后輸送至所述中間級程控放大電路，所述中間級程控放大電路將由前級電壓放大電路處理過的高頻微弱信號經壓控增益后輸送至后級功率放大電路，所述后級功率放大電路經由中級電壓放大電路處理后的高頻微弱信號經過功率放大后輸出高頻放大信號。本實用新型的運算放大器自帶噪聲抑制、寬帶、低失真且增益線性可變，直接有效的達到放大及控制高頻信號的效果；選用集成電路運算放大器，具有可靠性和靈活性，同時降低成本且結構簡單，使用方便。

技術領域

本實用新型涉及一種高頻信號放大及控制電路，屬于控制電路領域。

背景技術

信號放大器可大致分為四大類。根據所用器件不同，分為晶體管放大器、場效應管放大器和集成電路放大器；根據頻譜寬度的不同，分為窄帶放大器和寬帶放大器；根據電路形式的不同，分為單級放大器和級聯放大器；根據不同負載的不同性質，分為諧振放大器和非諧振放大器。

高頻小信號放大器一般用在通信系統中的接收機中。例如，在新型數字式超聲聲功率計的研制過程中，需要一個小信號放大器用以對傳感器將待測超聲信號轉換而來的電信號進行放大；為了實時測量出近鉆頭處的鉆井參數，就需要一個能有效抑制噪聲的放大器；對于高速破片參數的測量需要設計的放大電路具有低噪聲、高響應速度的特性的同時還要有好的選擇性。高頻放大是信號傳輸電路中的核心部分，理論簡單，但實際設計起來并不簡單。最經常出現的問題是自激震蕩，難以實現各級的阻抗匹配和頻率選擇，這就必須考慮阻抗匹配電路及匹配電路和級間耦合電路對系統電路的影響。

目前，對高頻小信號放大電路的研究集中在用分立元件設計放大電路、使用集成電路運算放大器設計電路以及用諧振回路來設計的放大電路。

一個利用分立元器件和全集成電路來設計的程控放大器，由高頻差分放大器LM733、場效應管3DJ7K、數模轉換器DAC1210組成，該放大電路可以實現100dB的增益，頻率范圍為2.5～7.5MHz，輸入小信號電壓為10mV～4.5V。

而針對小信號諧振放大器的研究現在已比較成熟，廣泛應用于各種通信系統中。小信號諧振放大器利用諧振回路作為負載。其中，晶體管可以用NPN高頻大功率晶體管2N2222A，選取LC諧振回路作為晶體管的負載可以起到選頻濾波的作用，設計完成的LC諧振功率放大器的增益可達60dB，中心頻率為15MHz，還有用OPA355作電壓跟隨器，LM317作穩壓電源用來設計的高頻小信號LC諧振放大器。

2011年，一個實用新型專利研究的一種高頻小信號放大電路，主要是用來檢測OLED/TFT-LCD的電性能，該放大電路由三個共射極組態的晶體管和一個LC諧振電路組成，能夠實現1000倍的放大且帶寬小于300kHz。2014年，又出現了一種高頻跨阻放大器，當某一頻率的高頻電壓進入到該放大器時，通過電路中多個共射極組態的晶體管放大和并聯諧振回路的選頻作用，信號被放大1000倍以上，且放大器的帶寬小于300Hz，這個放大器相比于之前單調諧回路諧振放大電路具有高增益、窄帶寬的優點，并且該放大器采用的還是單電源供電。而后又有一個針對測量高速破片參數的高頻小信號放大電路被設計出來，該放大電路的前置放大級用運算放大器OP07作為核心器件，其中，運算放大器OP07本身是高頻響、低噪聲的；主放大器用運算放大器OP27作為核心器件，其中，運算放大器OP27本身是高精度、高增益的，總體電路的放大增益是93dB，頻率響應速度快，能很好地放大100kHz及以上的高頻小信號。

可以看出，現在放大器的設計要求主要是功率增益要足夠，放大器的噪聲要小，工作要穩定，自激震蕩要消除，阻抗要匹配等。

在上述提到的高頻信號放大電路中，仍有一些未解決的問題存在：