一种自适应稳定零点的视频检波电路的制作方法

1.本实用新型涉及电子电路技术领域，特别是一种自适应稳定零点的视频检波电路。


背景技术：

2.自适应稳定零点的视频检波电路是一种主要用于数字微波通信、移动通信、雷达、电子对抗和制导仪器等电子系统设备中的电子部件。在比副比相的接收电路中，作为多通道的视频检波电路，描述这种产品性能的主要技术指标有：1)工作频率带宽；2)检波动态范围；3)直流零点漂移；4)脉冲上升下降沿；5)线性度；6)视频输出误差；7)输入端电压驻波比；8)幅度一致性。
3.同类视频检波装置产品，由于设计采用的电路拓扑和工艺实现途径的缺陷，在温度变化下，输出视频零点通常波动大，电性能指标均较差。主要缺点有：1)零点在温度变化下波动差；2)幅度一致性差；3)工艺加工难度大；4)调试复杂；5)检测功率动态范围低等。


技术实现要素：

4.本实用新型的目的在于提供一种工艺简单、稳定可靠、成本低的自适应稳定零点的视频检波电路。
5.实现本实用新型目的的技术解决方案为：一种自适应稳定零点的视频检波电路，包括顺次连接的宽带单刀单掷开关、宽带功分器、检波器组、求和运放单元、直流分路单元，所述直流分路单元包括va1信号输出端和va2信号输出端，va1信号输出端接入高速减法单元的同向输入端，va2信号输出端接入控制处理单元的第一输入端口，温度传感器接入控制处理单元的第二输入端口，零点控制使能en接入控制处理单元的使能端，控制处理单元的va3信号输出端接入高速减法单元的反向输入端，高速减法单元的vb信号输出端接入直流分路单元，直流分路单元的vb2信号输出端连接到控制处理单元的第三输入端口，直流分路单元的vb1信号输出端用于输出视频检波信号。
6.进一步地，所述宽带功分器的输出端口与检波器组分别相连，检波器组输出多个信号共同连接到求和运放电路的同向端口；求和运放电路的反向端口分别连接第一电阻r1和第二电阻r2的一端，第一电阻r1的另一端接地，第二电阻r2的另一端与求和运放电路的输出端口相连接。
7.进一步地，所述宽带功分器采用50欧姆匹配的宽带设计。
8.进一步地，所述检波器组集成在gaas工艺的mmic芯片上。
9.进一步地，所述控制处理单元采用atmega2560
‑
16au芯片。
10.本实用新型与现有技术相比，其显著优点是：(1)可自适应不同温度工作环境下，射频信号经过对数检波后输出的零点稳定；(2)多个同类模块之间的视频零点信号幅度一致性好；(3)温度变化下从射频到视频信号稳定性好，电路之间电性能批量一致性好；(4)高低温下可自适应软件调整视频零点，调试工作量小；(5)射频检测动态范围大，成本低。
附图说明
11.图1是本实用新型自适应稳定零点的视频检波电路的结构框图。
12.图2是本实用新型自适应稳定零点的视频检波电路的工作方法的流程图。
具体实施方式
13.本实用新型涉及一种自适应稳定零点的视频检波电路。该电路包括宽带单刀单掷开关、零点控制使能、宽带功分器、宽带放大器、检波器组、求和运放单元、直流分路单元、温度传感器、控制处理单元及高速减法单元等。该电路通过零点控制使能控制位来设定零点自适应校准模式及工作模式切换，在自适应零点校准模式下，宽带射频噪声信号经过宽带功分器输出多路射频信号，第一路射频小信号通过宽带放大器后经过第一路对数检波器后输出直流电压v1，宽带功分器的第二路射频大信号后连接第二路对数检波器，检波输出直流电压v2，宽带功分器的第n路射频大信号后连接第n路对数检波器，检波输出直流电压vn，v1～vn经过求和运放电路单元后得到va信号，va经过直流分路单元分两路直流电压va1和va2，第一个直流电压va1直接进入后面的高速减法单元的正相输入端口，第二个直流电压va2进入控制处理单元的采集输入端口，控制处理单元的第二个输入端口连接温度传感器单元，控制处理单元内部自适应输出的可变参考基准电压va3连接高速比较器单元的反相端口，经过在高速比较器单元的比较后输出稳定的零点电压vb；vb电压通过直流分路单元分别输出vb1为最终自适应的稳定零点输出，vb2反馈到控制处理单元检测与输出相关的电压信号实现完全自适应控制。
14.结合图1，本实用新型自适应稳定零点的视频检波电路，包括顺次连接的宽带单刀单掷开关1、宽带功分器3、检波器组4、求和运放单元5、直流分路单元6，所述直流分路单元6包括va1信号输出端和va2信号输出端，va1信号输出端接入高速减法单元9的同向输入端，va2信号输出端接入控制处理单元8的第一输入端口，温度传感器7接入控制处理单元8的第二输入端口，零点控制使能en2接入控制处理单元8的使能端，控制处理单元8的va3信号输出端接入高速减法单元9的反向输入端，高速减法单元9的vb信号输出端接入直流分路单元10，直流分路单元10的vb2信号输出端连接到控制处理单元8的第三输入端口，直流分路单元10的vb1信号输出端用于输出视频检波信号。
15.进一步地，所述宽带功分器3的输出端口与检波器组4分别相连，检波器组4输出多个信号共同连接到求和运放电路5的同向端口；求和运放电路5的反向端口分别连接第一电阻r1和第二电阻r2的一端，第一电阻r1的另一端接地，第二电阻r2的另一端与求和运放电路5的输出端口相连接。
16.进一步地，所述宽带功分器2采用50欧姆匹配的宽带设计。
17.进一步地，所述检波器组4集成在gaas工艺的mmic芯片上。
18.进一步地，所述控制处理单元8采用atmega2560
‑
16au芯片。
19.结合图2，本实用新型自适应稳定零点的视频检波电路的工作方法，包括自适应零点校准模式和工作模式，其中：
20.自适应零点校准模式：零点控制使能en2信号有效，通过宽带单刀单掷开关1将外部输入的宽带射频信号隔离，内部的噪声信号经过宽带功分器3后分为n路射频信号，经过检波器组4把每一路对应的射频信号转换为直流信号v1～vn输出；
21.由于v1～vn在不同的温度下会产生变化，通过求和运放电路5输出的直流放大信号va也将变化，第一电阻r1的一个端口连接到求和运放电路5的反向输入端口，第一电阻r1的另一个端口接地，第二电阻r2的一个端口连接到求和运放电路5的反向输入端口，第二电阻r2的另一个端口连接到求和运放电路5的输出端口，第一电阻r1与第二电阻r2组合为求和运放电路的放大倍数，放大倍数为1+(r2/r1)：
22.va＝[1+(r2/r1)]
×
∑(v1、v2...vn)
[0023]
求和运放电路5输出的直流放大信号va经过直流分路单元6后分路为va1信号和va2信号，其中va1信号输入到高速减法单元9的同向输入端，va2信号输入到控制处理单元8的第一输入端口，控制处理单元8的另外一个ad输入2端口连接到温度传感器7的输出端口，温度传感器7接入控制处理单元8的第二输入端口；
[0024]
控制处理单元8的va3信号输出端接入高速减法单元9的反向输入端，高速减法单元9的vb信号输出端接入直流分路单元10；直流分路单元10分路vb1、vb2两组信号，vb1信号输出端用于输出视频检波信号，vb2信号输出端连接到控制处理单元8的第三输入端口，控制处理单元8对采集到的vb2信号进行自适应判断，调整va3信号电压直至vb2信号电压趋于零点电压；
[0025]
当该电路在不同的温度变化下时，由于内部器件的噪声积分功率对应变化，导致输入到高速减法电路9的同向输入端口的va1信号也随着变化，通过控制处理单元8控制输出va3信号，完成温度变化下的自适应稳定零点校准；
[0026]
在工作模式下，由于零点控制使能en2信号无效，对于外部输入的宽带射频信号，通过宽带单刀单掷开关1将外部信号直通送入宽带功分器3，信号经过宽带功分器3扩充动态范围后分别进入检波器组4，在求和运放电路5的求和下，得到的直流放大信号va经过直流分路单元6进入高速减法单元9，与控制处理单元8的va3信号进行减法后输出vb信号电压，vb信号电压经过直流分路单元10后输出动态变化的视频检波输出vb1信号。
[0027]
进一步地，控制处理单元8所述对采集到的vb2信号进行自适应判断，调整va3信号电压直至vb2信号电压趋于零点电压，判断依据为：
①
当采集到的vb2信号电压为正值且超过系统指标要求的最大基准电压时，通过控制输出的va3信号电压增加；
②
当采集到的vb2信号电压为负值且超过系统指标要求的最大基准电压时，通过控制输出的va3信号电压降低，直至vb2信号电压趋于零点电压则终止调整va3信号电压。
[0028]
进一步地，所述温度变化下的自适应稳定零点校准，具体如下：
[0029]
当温度升高时，通过温度传感器7采集到温度升高信息，va2信号采集到的电压降低，vb2信号电压向负值升高，此时通过控制处理单元8控制输出va3信号减小，直至vb2信号的电压趋向零电压；当温度降低时，通过温度传感器7采集到温度降低信息，va2信号的电压升高，vb2信号的电压向正压升高，此时通过控制处理单元8控制输出va3信号增大，直至vb2信号的电压趋向零电压，完成温度变化下的自适应稳定零点校准。
[0030]
本实用新型具有在较宽的工作温度范围内零点幅度一致性高、幅相检测一致性好、可通过软件自动校准修正输出零点等优点，应用前景广泛。
[0031]
下面结合附图及具体实施例对本实用新型作进一步详细描述。
[0032]
实施例
[0033]
结合图1和图2，本实用新型的自适应稳定零点的视频检波电路，它由宽带单刀单
掷开关1、零点控制使能en2、宽带功分器3、检波器组4、求和运放单元5、直流分路单元6、温度传感器单元7、控制处理单元8、高速减法单元9和直流分路单元10共同组成。
[0034]
该电路分为自适应零点校准模式和工作模式两种状态。
[0035]
在自适应零点校准模式时：零点控制使能en2信号有效后、对于外部输入的宽带射频信号，通过宽带单刀单掷开关1将外部信号隔离后，内部的噪声信号经过宽带功分器3后，经过检波器组4后输入端口；检波器组4把对应的射频信号转换为直流信号v1～vn输出。
[0036]
通过v1、v2到vn求和电路，可以把输入信号的动态范围提高多倍。由于v1、v2到vn在不同的温度下会产生变化，通过求和运放电路5输出的直流放大信号va也会有变化。电阻r1的一端口连接到求和运放电路5的反向输入端口，另外的一个端口连接到地，与求和运放电路5的反向输入端口及电阻r1的一个端口相连的还有电阻r2的一个端口，电阻r2的另外一个端口连接到求和运放电路5的输出端口，r1与r2组合为求和运放电路的放大倍数，放大倍数为＝1+(r2/r1)：
[0037]
va＝[1+(r2/r1)]
×
∑(v1、v2...vn)
[0038]
va经过直流分路单元6后分路为va1和va2的直流信号。其中的va1直流信号输入到高速减法单元9的同向输入端口。另外的一个直流信号va2输入控制处理单元8的ad输入1端口。控制处理单元8的另外的一个ad输入2端口连接到温度传感器7的输出端口。
[0039]
控制处理单元8的da输出1端口va3电压连接到高速减法单元9的反向输入端口。
[0040]
经过高速减法单元9的输出端口vb，连接到直流分路单元10的输入端口；
[0041]
直流分路单元10分路两组信号，其中的一个vb1为视频出检波信号，另外的一个vb2信号反馈输入给控制处理单元8的ad输入3端口。控制处理单元8对采集到的vb2电压进行软件自适应判断，判断依据为：
①
当采集到的vb2电压为正值且超过系统指标要求的最大基准电压时，通过控制输出的va3电压增加；
②
当采集到的vb2电压为负值且超过系统指标要求的最大基准电压时，通过控制输出的va3电压降低。直至vb2电压满足零点电压附近而终止调整va3电压。
[0042]
当该电路在不同的温度变化下时，由于内部器件的噪声积分功率对应变化，导致输入到高速减法电路9的同向输入端口的va1也随着变化，当温度升高时，通过温度传感器采集到温度升高信息，va2采集到的电压降低，vb2电压向负值升高，此时通过控制处理单元8控制输出va3减小，直至vb2的电压趋向零电压；当温度降低时，通过温度传感器采集到温度降低信息，va2采集的电压升高，vb2电压向正压升高，此时通过控制处理单元8控制输出va3增大，直至vb2的电压趋向零电压。
[0043]
在工作模式下，由于零点控制使能en2信号无效后，对于外部输入的宽带射频信号，是连续波也可以是脉冲信号，通过宽带单刀单掷开关1将外部信号直通送入宽带功分器3，信号经过宽带功分器3扩充动态范围后分别进入检波器组4，在求和运放电路5的求和下，信号进入高速减法单元9，与控制处理单元的给出的门限电压va3进行减法后输出vb电压，vb电压经过直流分路单元10后输出可动态变化的视频检波输出信号vb1。
[0044]
本实用新型电路基于零点控制使能、温度传感器，制处理单元的第一个端口采集温度变化，第三个端口采集输出视频检波信号，可自适应解决由于温度的变化影响下，射频信号在视频基底噪声功率积分后所产生的检波电压变化，以及与对应的参考电压的变化，两者形成的差值电压会产生大的离散变化，第二个采集端口采集求和后的检波电压变化，
在控制处理单元内部存储形成一组记忆的数据表，然后通过控制处理单元输出变化的参考基准电压。求和后的检波电压与参考基准电压通过高速的减法电路可输出稳定的零点电压。由于自适应稳定的零点电压，可提高多个组件间的起始视频检波电压的准确度，改善多个模块之间在不同温度变化的器件的离散性，拓宽视频检测模块的温度适应性，提高视频模块检测幅度一致性，改善整个检测系统的检测准确性，成品率高，可软件自适应的稳定零点的视频电路，调试工作量低、可无人值守自动校准视频零点的一致性等优点。