一种短波发射机内部增益控制电路的制作方法

1.本实用新型涉及增益控制电路，具体涉及一种短波发射机内部增益控制电路。


背景技术：

2.短波发射机工作时内部的主控制器对其输出功率进行实时检测，根据获得的前向电压取样值来进行峰包功率保护，同时根据获得的前向电压取样值和反向电压取样值计算得出当前驻波值来进行驻波保护。但当短波发射机主控制器出现异常，短波发射机输出的峰包功率将会超出其最大输出功率限值；或当驻波检测不准确，而实际驻波值很大，仍可额定功率发射，这时若不能进一步有效保护，将会造成短波发射机过载工作而烧毁。


技术实现要素：

3.本实用新型的目的在于提供一种短波发射机内部增益控制电路，该电路不依赖于主控制器的软件保护机制，可对短波发射机的峰包功率和驻波进行双重保护，有效提高短波发射机的可靠性。
4.实现本实用新型目的的技术方案为：一种短波发射机内部增益控制电路，包括前向电压调整电路、反向电压调整电路、峰包功率限制电路、驻波限制电路、增益控制信号驱动电路和增益调整电路；所述前向电压调整电路用于调整前向电压幅度，其和峰包功率限制电路连接，所述反向电压调整电路用于调整反向电压幅度，其和驻波限制电路连接，峰包功率限制电路和驻波限制电路的输出端均和增益控制信号驱动电路输入端连接，所述增益控制信号驱动电路的输出端和增益调整电路连接，所述增益调整电路用于减小射频信号电流。
5.进一步的，所述前向电压调整电路包括第一可调电位器rp1、第一电阻r1、第二电阻r2、第一电容c1和第一运算放大器n1a，所述第一可调电位器rp1的2个静触点分别连接前向电压和接地，其动触点连接第一电阻r1的一端，第一电阻r1的另一端连接第一运算放大器n1a的同相输入端，第一运算放大器n1a的反相输入端连接第二电阻r2的一端，第二电阻r2的另一端和第一运算放大器n1a输出端连接，第一运算放大器n1a的正电源端分别接电源和第一电容c1的一端，第一电容c1另一端接地；所述第一运算放大器n1a输出端和峰包功率限制电路输入端连接。
6.进一步的，所述峰包功率限制电路包括第三电阻r3、第四电阻r4、第五电阻r5、第六电阻r6、第七电阻r7、第二运算放大器n2a、第二电容c2和第一开关二极管v1，所述第三电阻r3的一端和第一运算放大器n1a输出端连接，其另一端和第二运算放大器n2a的同相输入端连接，第二运算放大器n2a的反相输入端分别和第四电阻r4、第五电阻r5、第六电阻r6的一端连接，所述第四电阻r4另一端、第二运算放大器n2a电源端和第二电容c2一端连接电源vcc，第二电容c2另一端接地；所述第二运算放大器n2a输出端连接第七电阻r7一端，第七电阻r7另一端连接第六电阻r6另一端和第一开关二极管v1正极，所述第一开关二极管v1负极连接增益控制信号驱动电路。
7.进一步的，所述反向电压调整电路包括第二可调电位器rp2、第八电阻r8、第九电阻r9和第三运算放大器n1b，所述第二可调电位器rp2的2个静触点分别连接反向电压和接地，其动触点连接第八电阻r8一端，第八电阻r8另一端连接第三运算放大器n1b的同相输入端，第三运算放大器n1b的反相输入端连接第九电阻r9一端，第三运算放大器n1b的输出端连接第九电阻r9另一端和驻波限制电路输入端。
8.进一步的，所述驻波限制电路包括第十电阻r10、第十一电阻r11、第十二电阻r12、第十三电阻r13、第十四电阻r14、第十五电阻r15、第四运算放大器n2b和第二开关二极管v2；所述第十一电阻r11一端和第三运算放大器n1b的输出端连接，第十一电阻r11另一端和第十电阻r10一端与第四运算放大器n2b同相输入端连接，所述第十电阻r10另一端和峰包功率限制电路输入端连接，所述第十二电阻r12、第十三电阻r13和第十四电阻r14的一端与第四运算放大器n2b反相输入端连接，所述第十二电阻r12另一端接电源，第十三电阻r13另一端接地，所述第四运算放大器n2b输出端和第十五电阻r15一端连接，第十五电阻r15另一端与第十四电阻r14另一端和第二开关二极管v2正极连接，所述第二开关二极管v2负极和增益控制信号驱动电路输入端连接。
9.进一步的，所述第十电阻r10和第十一电阻r11的阻值相同。
10.进一步的，所述增益控制信号驱动电路包括稳压二极管v3、第一晶体三极管v4、第二晶体三极管v5、第五运算放大器n3、第三电容c3、第四电容c4、第五电容c5、第六电容c6、第十六电阻r16、第十七电阻r17、第十八电阻r18、第十九电阻r19、第二十电阻r20、第二十一电阻r21和第一电感l1，所述稳压二极管v3负极和峰包功率限制电路、驻波限制电路的输出端连接，稳压二极管v3正极和第十六电阻r16一端、第一晶体三极管v4基极连接，第十六电阻r16另一端接地，第一晶体三极管v4集电极接电源，其发射极接第十七电阻r17一端，第十七电阻r17另一端与第三电容c3、第十八电阻r18和第十九电阻r19的一端及第五运算放大器n3的同相输入端连接，第五运算放大器n3的反相输入端和第二十电阻r20的一端连接，所述第五运算放大器n3的输出端与第二十电阻r20的另一端、第二十一电阻r21一端和第二晶体三极管v5基极连接，所述第二晶体三极管v5的集电极、第六电容c6一端和第五运算放大器n3正电源端均连接电源，所述第六电容c6另一端接地，第二晶体三极管v5的发射极与第二十一电阻r21另一端、第五电容c5一端和第一电感l1一端连接，所述第五电容c5另一端接地，所述第一电感l1另一端输出电流至增益调整电路。
11.进一步的，所述增益调整电路包括第七电容c7、第八电容c8、第九电容c9、第二十二电阻r22、第二电感l2和二极管v6，所述第九电容c9和第二十二电阻r22的一端接入第一电感l1输出的电流，第九电容c9另一端接地，第二十二电阻r22另一端和第二电感l2一端接地，第二电感l2另一端与第七电容c7、二极管v6正极、第八电容c8的一端连接，第七电容c7另一端接入激励电流信号，二极管v6负极接地，第八电容c8另一端输出激励电流信号。
12.进一步的，所述第二电感l2为一个射频扼流圈。
13.进一步的，所述二极管v6为一个调幅pin二极管。
14.本实用新型与现有技术相比，其显著效果为：
15.(1)本实用新型可通过调整电位器rp1动触点对地的阻值来调整前向电压幅度，可通过调整电位器rp2动触点对地的阻值来调整反向电压幅度；
16.(2)本实用新型中增益调整电路通过pin二极管v6对输入射频激励信号的旁路作
用，来减小进入发射机功率放大器内部放大电路的射频信号电流；对输入射频激励信号的旁路作用越大，进入功率放大器输入端的射频信号电流也就越小，从而可保证功率放大器末级放大电路的功率放大管不至过载而损坏；
17.(3)本实用新型电路可在短波发射机内部主控制器失控或驻波检测不准确时，对发射机输出的最大峰包功率进行限制，以及当驻波超出限值时通过调整发射机增益来对输出功率进行控制，起到保护发射机的作用。
附图说明
18.图1为本实用新型中前向电压调整电路、反向电压调整电路、峰包功率限制电路、驻波限制电路和增益控制信号驱动电路的拓扑图。
19.图2为本实用新型中增益调整电路结构图。
具体实施方式
20.下面将结合附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
21.如图1和图2所示，短波发射机内部增益控制电路由前向电压调整电路、反向电压调整电路、峰包功率限制电路、驻波限制电路、增益控制信号驱动电路和增益调整电路组成，其中：
22.前向电压调整电路由第一可调电位器rp1、第一电阻r1、第二电阻r2、第一电容c1和第一运算放大器n1a组成，其中第二电阻r2和第一运算放大器n1a构成前向电压跟随器，可通过调整电位器rp1动触点对地的阻值来调整前向电压幅度。反向电压调整电路由第二可调电位器rp2、第八电阻r8、第九电阻r9和第三运算放大器n1b组成，其中第九电阻r9和第三运算放大器n1b构成反向电压跟随器，可通过调整电位器rp2动触点对地的阻值来调整反向电压幅度。
23.峰包功率限制电路由第三电阻r3、第四电阻r4、第五电阻r5、第六电阻r6、第七电阻r7、第二运算放大器n2a、第二电容c2和第一开关二极管v1组成。第四电阻r4、第五电阻r5和第六电阻r6连接在第二运算放大器n2a反相输入端构成同相比例放大电路。由于第六电阻r6的阻值远大于第四电阻r4和第五电阻r5的阻值，因此第二运算放大器n2a反相输入端的电压主要由第四电阻r4和第五电阻r5构成的分压网络决定。当短波发射机前向功率超过其额定功率时，施加在第二运算放大器n2a同相输入端的电压增加，超过其反相输入端分压网络的预定值，这时第二运算放大器n2a的输出将由正常的负状态转变为正状态，经放大后的峰包功率限制信号将驱动第一开关二极管v1导通。
24.驻波限制电路由第十电阻r10、第十一电阻r11、第十二电阻r12、第十三电阻r13、第十四电阻r14、第十五电阻r15、第四运算放大器n2b和第二开关二极管v2组成。第十电阻r10和第十一电阻r11的阻值相同，保证第四运算放大器n2b同相输入端的电压值为前向电压调整电路输出电压值和反向电压调整电路输出电压值之和的一半。电阻器r12、电阻器r13和第十四电阻r14连接在第四运算放大器n2b反相输入端构成同相比例放大电路。由于
第十四电阻r14的阻值远大于第十二电阻r12和第十三电阻r13的阻值，因此第四运算放大器n2b反相输入端的电压主要由第十二电阻r12和第十三电阻r13组成的分压网络决定。当短波发射机输出额定功率且负载驻波比超过2时，施加在第四运算放大器n2b同相输入端的电压增加，超过其反相输入端分压网络的预定值，第四运算放大器n2b的输出将由正常的负状态转变为正状态，经放大后的驻波限制信号将驱动第二开关二极管v2导通。
25.增益控制信号驱动电路由稳压二极管v3、第一晶体三极管v4、第二晶体三极管v5、第五运算放大器n3、第三电容c3、第四电容c4、第五电容c5、第十六电阻r16、第十七电阻r17、第十八电阻r18、第十九电阻r19、第二十电阻r20、第二十一电阻r21和第一电感l1组成。当短波发射机输出功率超出其额定功率1db，或当短波发射机输出功率达到额定功率、负载驻波比超过3时，峰包功率限制电路或驻波限制电路输出的控制信号将驱动二极管v1和二极管v2至少有一个导通，这时增益控制信号驱动电路开始动作，直至触发稳压二极管v3导通。该控制信号将驱动第一晶体三极管v4导通，然后由第一晶体三极管v4构成的射频跟随器缓冲放大，接着经第三电容c3、第四电容c4和第十八电阻r18组成的滤波网络滤波，再送至由第五运算放大器n3a和第二十电阻r20构成的电压跟随器缓冲放大，电压跟随器输出信号送至第二晶体三极管v5的基极，进一步驱动第二晶体三极管v5导通，最后在第二晶体三极管v5的发射极产生足够大的驱动电流，该控制信号经第六电容c6、第一电感l1滤波后输出igc(内部增益控制)信号送入增益调整电路，用于实现内部增益控制。
26.增益调整电路由第七电容c7、第八电容c8、第九电容c9、第二十二电阻r22、第二电感l2和二极管v6组成，其中二极管v6为一个调幅pin二极管。igc信号通过第二十二电阻r22和第二电感l2为pin二极管v6提供正向偏置工作电压，pin二极管v6与射频信号通路并联。第二电感l2为一个射频扼流圈，其在dc下短路而在射频下开路，用于将dc回路与射频信号通路分离开。第八电容c8和第八电容c8为隔直电容，第九电容c9为旁路电容。当igc信号电压是正向时，对于射频信号，pin二极管v6相当于一可变电阻器，其阻值随进入的igc驱动电流增大而变小，对射频激励输入信号来说等同于一个高插入损耗的衰减器，可使输出端的射频激励信号小到几乎可忽略。
27.当短波发射机主控制器失控时，若发射机激励器输出的射频激励信号过大，将会导致发射机输出功率超出最大功率限值而损坏，这时可通过第一可调电位器rp1来调整前向电压值，从而驱动峰包功率限制电路和增益控制信号驱动电路起控，直至输出一定的igc控制电流信号。或当短波发射机输出额定功率、负载驻波比超过3时，可通过第二可调电位器rp2来调整反向电压值，这时前向电压调整电路输出电压值应是反向电压调整电路输出电压值的2倍，从而驱动驻波限制电路和增益控制信号驱动电路起控，直至也输出一定的igc控制电流信号。该电流信号送至增益调整电路pin二极管v6的正极，通过pin二极管v6对输入射频激励信号的旁路作用，来减小进入发射机功率放大器内部放大电路的射频信号电流。igc控制电流信号越大，pin二极管v6的射频电阻越小，对输入射频激励信号的旁路作用越大，进入功率放大器输入端的射频信号电流也就越小，从而可保证功率放大器末级放大电路的功率放大管不至过载而损坏。