一种带有偏置且阻抗恒定的可变增益电路的制作方法

本技术涉及一种增益电路，具体涉及一种带有偏置且阻抗恒定的可变增益电路。

背景技术：

1、增益电路是在输入信号幅度变化较大时，能使输出信号幅度稳定不变或限制在一个很小范围内变化的特殊电路。自动增益电路是无线电接收设备中的重要电路，用来保证接收幅度的稳定，已广泛用于各种接收机、录音机和信号采集系统中，另外在光纤通信、微波通信、卫星通信等通信系统以及雷达、广播电视系统中也得到了广泛的应用。现有的增益电路具有这些缺点：(1)增益大小为固定值，很难做到程序可控制其增益大小；(2)可变增益电路的输入阻抗太低，对输入信号影响很大；(3)现有可变增益电路的综合带宽太低，普遍在100m以下。

技术实现思路

1、本实用新型的目的在于：提供一种带有偏置且阻抗恒定的可变增益电路，以解决...的问题。

2、本实用新型采用的技术方案如下：

3、一种带有偏置且阻抗恒定的可变增益电路，包括二选一无源衰减单元、高低频分流单元、交直流耦合单元、阻抗匹配单元、六选一无源衰减单元、带宽限制单元、直流偏置单元和末级放大单元；数字信号输入二选一无源衰减的单元，无源衰减单元连接高低频分流单元的一端，高低频分流单元于交直流耦合单元并联，高低频分流单元的另一端与阻抗匹配单元的一端连接，交直流耦合的单元的一端也与阻抗匹配单元连接，阻抗匹配单元的另一端与六选一无源衰减单元的一端连接，六选一无源衰减单元的另一端与末级放大单元的输入端连接，末级放大单元的输入端还与带宽限制单元和直流偏置单元分别连接，末级放大单元的输出端输出数字信号。

4、具体地，所述二选一无源衰减单元包括继电器re1，继电器re1用于控制是否需要进行固定衰减，若选择为衰减档位则输入信号按照衰减固定比例衰减后再流向高低频分流单元；输入信号连接继电器re1的一端子，且此端子还连接电阻r3的一端和电容c1的一端，电容c1的另一端接地，电阻r3的另一端分为三路，一路依次连接电阻r1和电阻r2后接地，一路依次连接电容c2、电阻r4电阻r5、电容c3后接地，另一路连接电容c4的一端，电容c4的另一端、电阻r1的一端和电阻r4的一端共同与电阻r7连接，电阻r7的另一端连接继电器re1的另一端子。

5、具体地，所述高低频分流单元包括依次连接的电容c6和电阻r19以及双向二极管d1。

6、具体地，所述交直流耦合单元包括两个并列的运算放大器u1b和u1a，交直流耦合单元的输入信号分为两路，分别流入电阻r9的一端和电阻r10的一端，电阻r9的另一端分别连接电阻r11的一端和运算放大器u1b的同相输入端，电阻r11的另一端依次连接电阻r14、电阻r17和电阻r20和u2的一端，运算放大器u1b的反相输入端连接电阻r14和电阻r17之间，运算放大器u1b的输出端连接电阻r17和电阻r20之间，电阻r20还连接r23后接地；电阻r11的另一端还依次连接电阻r13、电阻r18、电阻r22，电阻r22的另一端接入单路模拟开关u2，电阻r13、电阻r11和电阻r14共同接地；电阻r10的另一端连接电容c5接入运算放大器u1a的同相输入端，电阻r10的另一端还连接电阻r15，电阻r15的另一端、电阻r13的另一端共同接入运算放大器u1a的反向输入端，电阻r10、电阻r15和电容c5均匀电容r12的一端连接，电阻r12的另一端接地，电容c5和运算放大器u1a同相输入端之间还连接电容r16，电容r16的另一端接地；运算放大器u1a的输出端连接电阻r22后连接单路模拟开关u2,电阻r22与单路模拟开关u2连接的一端通过电阻r21接地；单路模拟开关u2的正极连接pnp型三极管q2的发射极，交直流信号dcac通过电阻r24连接三极管q2的基极，三极管q2的集电极分别连接单路模拟开关u2和电阻r25，电阻r25的另一端与单路模拟开关u2的负极相连；单路模拟开关u2还与电阻r26连接，电阻r26的另一端分别连接电容c7的一端、电阻r27的一端和运算放大器u3的正相输入端，电容c7的另一端接地,运算放大器u3的负相输入端分别连接电阻r27和电容c8,电容c8的另一端分别连接电阻r29和电阻r30，电阻r30的另一端接地，运算放大器u3的输出端分别连接电阻r28和电阻r29，电阻r28的另一端连接高频信号单元，共同作为高低频分流单元的输出。

7、具体地，所述阻抗匹配单元包括nmos管q3、npn晶体管q4、npn晶体管q5、npn晶体管q6,nmos管的栅极连接高低频分流单元，漏极连接晶体管q5的集电极，晶体管q5的集电极还分别连接电容c10、电阻r35、电阻r31和二极管d2的阴极，电阻r35连接r34后接地，二极管d2的阳极接地，电容c10的另一端接地，三极管q5的基极连接nmos管的源极；nmos管的源极还连接三极管q4的集电极，三极管q4的发射极依次连接电阻r39和二极管d3后接地，三极管q4的基极连接并联的电阻r32和电容c9后接地，电容c9和电阻32的另一端连接电阻r36、电阻r37和电阻r38，电阻r38的另一端接地，三极管q4的基极还连接三极管q6的基极，三极管q6的发射极依次连接电阻r40和电容c11,电阻r40连接c11的一端还连接电阻r39、电阻r36和电阻r33，三极管q6的集电极和三极管q5的发射级相连且共同作为阻抗匹配单元的输出。

8、具体地，所述六选一无源衰减单元，包括模拟开关芯片u4，模拟开关芯片u4连接六条并联的支路，每条支路的结构相同，包括此电阻、电容和二极管，其中一条支路的具体连接结构为：电阻r41和电容c12并联后和npn型二极管q9的集电极连接，二极管q9的发射极连接电阻r53。

9、具体地，所述带宽限制单元包括npn三极管q7和pnp三极管q8，三极管q7的集电极通过电容c23连接末级放大单元，三极管q7的基极分别连接电阻r57和电阻r58，电阻r57和三极管q7的发射极连接负电源，电阻r58的另一端连接三极管q8的集电极，三极管q8的基极连接电阻r61，三极管q8的发射机连接电源电压。

10、具体地，所述直流偏置单元包括运算放大器u5b和单路模拟开关u7，运算放大器u5b的正相输入端依次连接电阻r65、电阻r69，电阻r69的另一端连接单路模拟开关u7，运算放大器u5b的输出端连接电阻r56，电阻r56的另一端与末级放大电路连接，运算放大器u5b的负相输入端连接电阻r59的一端，电阻r59的另一端连接电阻r56；单路模拟开关u7连接电容c30的一端，电容c30的另一端连接二极管d4的正极且接地，二极管d4的负极连接电阻r72后连接电源电压。

11、具体地，所述末级放大单元包括运算放大器u5a和运算放大器u6，运算放大器u5a的正相输入端连接电阻r54和电阻r55，电阻r54的另一端连接带宽限制单元和无源衰减单元，运算放大器u5a的负相输入端连接电容c26，电容c26的另一端连接电阻r60和电阻r63，运算放大器u5a的输出端连接电阻r62和电阻r60，电容c25的一端连接电阻r54，另一端连接r62和运算放大器u6的正相输入端，运算放大器u6的负相输入端连接电阻r64、电阻r67、电阻r68，电容c27的两端分别连接电阻r64和电阻r67，电阻r63、电容r64的一端共同连接电阻r66，电阻r66的另一端连接电阻r70，电阻r70的另一端连接运算放大器u6的输出极，运算放大器u6的输出端作为末级放大单元的输出。

12、采用上述方案后，有益效果如下：

13、(1)本实用新型更低的本征直流温漂和偏置漂移，因为前级采用多级负反馈且偏置部分在后级，后级偏置部分不仅能够提供自由的偏置功能，而且还能够克服末级高带宽运放温漂大的缺点。

14、(2)本实用新型拥有更高的带宽，很低的元器件成本即可实现高达500mhz带宽，关键地方在于中间级的六选一无源衰减悬浮式模拟开关驱动电路，射频三极管拥有极低的集电极电容和射极电容，并且通过基极电阻阻断了高频负载回路，模拟开关电路的负载容抗几乎为零，大大降低信号衰减，从而提高带宽。

15、(3)本实用新型拥有更加稳定的输入阻抗，直流和交流分流部分为有源分流，而非现有的光耦继电器无源切换方案，光耦继电器切换方案的输入阻抗在切换时会产生变化，对前级影响较大。