微波檢波信號(hào)增益自動(dòng)控制方法研究與實(shí)現(xiàn)
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由于第三級(jí)放大電路與第二級(jí)放大電路的電路形式相同，故第三級(jí)程控放大電路增益為：
根據(jù)所選數(shù)字電位器MCP4351的參數(shù)，結(jié)合電路的形式，在保證信號(hào)不失真的情況下，可以得出程控放大電路各級(jí)輸出電壓范圍為：
在如此寬的動(dòng)態(tài)范圍內(nèi)，如何分配各級(jí)增益才能使整個(gè)放大電路的輸出信號(hào)幅值達(dá)到最佳值?在實(shí)驗(yàn)中，先后采用了兩種方法分配各級(jí)增益。
第一種方法是三級(jí)增益同步調(diào)節(jié)(同大同小)，由于各級(jí)輸出電壓的限制，導(dǎo)致增益可調(diào)范圍變窄。如果同時(shí)調(diào)的過(guò)大，則總增益過(guò)大，從而將造成信號(hào)幅值太大引起失真；如果調(diào)的太小，總增益就變得很小，造成信號(hào)難以被檢測(cè)出來(lái)。
第二種方法是將第一級(jí)增益與后兩級(jí)增益分開調(diào)節(jié)。由于第一級(jí)增益的變化范圍大，既可以將微波檢波信號(hào)放大又可以將其壓縮，所以第一級(jí)放大電路在整個(gè)三級(jí)放大電路中起到關(guān)鍵作用。第二級(jí)和第三級(jí)電路形式完全相同，這兩級(jí)放大電路只能將信號(hào)幅值放大。因此，在總增益不變的情況下，先調(diào)節(jié)第二級(jí)和第三級(jí)增益，當(dāng)這兩級(jí)增益確定后，再根據(jù)需要調(diào)節(jié)第一級(jí)增益。
第二級(jí)和第三級(jí)放大電路的增益公式相同，為了提高調(diào)節(jié)效率，將第二級(jí)和第三級(jí)增益進(jìn)行同步調(diào)節(jié)，即g3=g2。故總增益為：
因此，只要先確定出g2，就可以很方便地得到g1的值。這種方法有效地解決了第一種方法中存在增益調(diào)節(jié)范圍小的缺點(diǎn)。
各級(jí)增益計(jì)算步驟為：
(1)將總增益G線性等分成4 096級(jí)(靈敏度A／D采樣位數(shù)為12位)；
(2)再根據(jù)式(13)和式(14)所確定的各級(jí)增益范圍，對(duì)應(yīng)每級(jí)的G確定出每級(jí)g2的值，并根據(jù)式(9)確定出第二、三級(jí)放大電路數(shù)字電位器刀口位置調(diào)整值N2和N3；
(3)g2確定后，根據(jù)式(16)即可得出每級(jí)g1的值，進(jìn)而根據(jù)式(4)計(jì)算出第一級(jí)放大電路數(shù)字電位器刀口位置調(diào)整值N1。
3 增益自動(dòng)控制軟件設(shè)計(jì)
制作軟件時(shí)，將計(jì)算好的各級(jí)放大器對(duì)應(yīng)的比例值N21，N2和N3做成表存入處理器MSP430F149中，以備調(diào)節(jié)時(shí)由處理程序查找。系統(tǒng)工作時(shí)，通過(guò)調(diào)節(jié)靈敏度旋鈕控制總增益G，當(dāng)靈敏度旋鈕被調(diào)到一個(gè)值后，MSP430F149讀取靈敏度值得出對(duì)應(yīng)的總增益值，通過(guò)查表方式得到各級(jí)數(shù)字電位器放大比例值N1，N2和N3，并將其輸出給MCP4351的各存儲(chǔ)器，MCP4351再按照存儲(chǔ)器中N1，N2和N3的值調(diào)節(jié)數(shù)字電位器，改變反饋電阻阻值，從而實(shí)現(xiàn)增益調(diào)控。
4 結(jié)論
本文設(shè)計(jì)的三級(jí)級(jí)聯(lián)放大電路應(yīng)用于智能微波開關(guān)接收部分的增益控制電路，實(shí)現(xiàn)了對(duì)微波解調(diào)信號(hào)增益的動(dòng)態(tài)控制。在多級(jí)增益分配過(guò)程中，局部增益線性分配，其余按照約束方程計(jì)算，并形成增益分配表，供CPU查表控制增益。在增益自動(dòng)控制的放大電路中，硬件電路實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)便；適用于1～37 234寬動(dòng)態(tài)范圍增益的調(diào)節(jié)；又由于增益的調(diào)節(jié)是CPU通過(guò)查表方式完成的，節(jié)省了系統(tǒng)計(jì)算時(shí)間，降低了編程難度，整個(gè)系統(tǒng)工作效率高。實(shí)際應(yīng)用中能夠滿足工業(yè)要求，并取得了理想的效果。本文引用地址：http://m.butianyuan.cn/article/187073.htm
評(píng)論