连续检波器

可以得到较宽的动态范围和很好的对数精度。在确定了增益以后，就可以按常规
微波电路设计方法设计衰减模块、功分模块及检波模块等。
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下面是我们设计的８ － １ ８ Ｇ Ｈ ｚ Ｓ Ｄ Ｌ Ｖ Ａ 的实测曲线。
其动态范围为 ５ ６ ｄ Ｂ ， 斜
率为 ５ ３ ． ４ １ ９ ｍ Ｖ ／ ｄ Ｂ ， 对数
精度为 ０ ． ９ ３ ８ ｄ Ｂ 。其性
能完全满足系统的技术
要求二
３ ．结语
连续检波对数视频 放大器具有优 良的对数
压缩特性．其响应时间极快， 在高重频窄脉冲和大信号宽脉冲的信号检测上有极 明显的优势．已成为电子系统信号幅度检测的首选。
增益 （ ｄ Ｂ ）
｝ ９
１ ２
１ ６
２ ７ ４ ５ 动 态 范 围（ （ ｄ Ｂ ） ｝ ３ ２ ｝ 对 数 斜 率（ ｍ Ｖ ／ ｄ Ｂ ）一 ｛２ ３ ． ６ 对数精度（ ｄ Ｂ ） １ ０ ． ７ 一 ｝ １ ． 。
｝ 。 ２ ｝ ５ ． ５ 一１ ｝２ 一 ． ２
由仿真曲线以及结合 Ｓ Ｄ Ｌ Ｖ Ａ的工作原理，我们发现当放大器增益在 １ ２ ｄ Ｂ时
导电率，当输入电压越来越大时，
碱 井
困Ｉ 印结的Ｉ － ｖ 曲 线
・５ ０ ６・
压和电 流就呈现出 似对数关系． 欧姆效应变得明显，则电流表现出饱和倾向 电
由图 １ 我们可以清晰看出，二极管的 Ｉ Ｖ 特性分复合电流区、线性区、饱和
区。这里采用它的饱和区特性来实现检波及对数特性。通常对数区输入功率范围
小决定了Ｓ Ｄ Ｌ Ｖ Ａ 的对数特性。
２ ．仿真及测试结果。
在充分了 解了Ｓ Ｄ Ｌ Ｖ Ａ 工作原理后，就该着手设计具体电路了，非常关键的是 如何配置各个模块的指标．其中最重要的是限幅放大模块的增益。为了更好地分 析Ｓ Ｄ Ｌ Ｖ Ａ 的电路特性， 这里用Ｈ Ｐ Ａ Ｄ Ｓ 建立了电 路仿真模型。
Ａ ３ 硬奴均 出
图 ２ 连续检波对数视频放大器原理框图 图２ 给出了由 ５ 个检波对数单元构成的 Ｓ Ｄ Ｌ Ｖ Ａ ，一个为功分对数检波，四个 为限幅放大功分对数检波。每个捡波对数单元都有一段对数幅度特性区域。各个
对数单元严格交替地 （ 即相互衔接地） 工作在对数状态下，则整个 Ｓ Ｄ Ｌ Ｖ Ａ 的对数 动态范围必然为各级的对数动态范围之和。事实上，这种对数放大器的各个对数
宽带连续检波对数视频放大器设计
何胜 吴明远
〔 成都 ６ １ ０ ０ ３ ６信息产业部电子第二十九研究所 ）
【 摘要】 本文阐述了宽带连续检波对数视频放大器的基本工作原理，介绍了计算
机 辅助设计的方法， 给出了 实 际器件的 铡试结果。
关键词 宽带连续检波对数视频放大器 Ｓ Ｄ Ｌ Ｖ Ａ 仿真
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图３ Ｓ Ｄ Ｌ Ｖ Ａ 对数特性仿真曲 线
。 ５ ０ ８．
单元级由后向前逐级进入对数状态的。显然，在进入对数状态之前，可以 认为各
个对数单元都处于线性放大状态。由于末级 （ 第。 级） 的射频增益最大，因此它 最先进入对数状态， 而它的前面各级都处于线性状态。当 输入信号 继续增加，末 级限幅饱和并退出 对数状态。 可使末前级 （ 第。 － １ 级）正 好进入对数状态，并且 使末级退出 对数状态之后不影响己经形成的对数关系的斜率， 那么两个非线性级
用谐沈平衡法对 Ｓ Ｄ Ｌ Ｖ Ａ的主要性能一 对数特性进行仿真，通过改变限幅放大
，５ ０ ７．
器的增益，仿真其对数特性。图 ３ 是增益为 １ ２ ｄ Ｂ 的对数特性曲线。表 １ 给出了 不同增益下 Ｓ Ｄ Ｌ Ｖ Ａ 的斜率、对数精度和动态范围。
表 １不同增益下 Ｓ Ｄ Ｌ Ｖ Ａ的对数特性
的对数区域就衔接起来了，并形成一条统一的对数曲线。按这种方式，由后至前 逐级进入和退出对数状态的结果，再把各级的视频输出求和，并放大至所需的电
压，就使整个放大器的对数动态范围大大地扩展了， 按这一原理构成wk.baidu.com对数放大
器，通常称为连续检波对数视频放大器。
由上面分析可己看出，单级对数单元性能的好坏以及多级组合所豁的增益大
的对数范围 只有 ｌ ｏ ｄ Ｂ 左右，
显然不能满足大动态检波对
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数的要求 为了 达到 超过５ ０ ｄ Ｂ
的大动态要求，必须采用逐
级进入放大的方法。
参考书 目
半导体物理学 ／ 刘恩科等。－ ４ 版。北京： 国防工业出版社，１ ９ ９ ５ ． ５ １ 版。 北京：国防工业出版社，１ ９ ８ ７ ． ８ 自 动增益控制与对数放大器／ 袁孝康。－
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单元。我们利用二极管的 Ｐ － Ｎ 节的 Ｉ － Ｖ 特性实现对数特性。二极管的一般 Ｉ － Ｖ 特
性可用以下方程描述：
Ｉ ＝ Ｉ （ ｅ ｇ ｖ ！ ８ ７ ｇ 一 １ ）
川
但以上方程只考虑了小信号的情况，由 于半导体区存在有限的电阻 率，将在 半导体内产生一个压降，使得实际出 现在结两端的外加电压减小，出现在结两端
的电 压变为：
电 成 Ｉ 口 ，
ｖ ＝ Ｖ ， ， 一 Ｉ ［ Ｒ ， （ Ｉ ） 一 Ｒ （ Ｉ ） ］ （ ２ ）
式中。 Ｖ － 】 是加 在二 极管两端
的最大峰值电压， 即（ １ ） 和Ｒ ｎ （ Ｉ ） 为体 Ｐ型和 ： 。 型区的电阻，并且是 电流的函数，其特性取决于材料的
呈对数函数关系。Ｓ Ｄ Ｌ Ｖ Ａ具有上升时间快，恢复时间极短（ 小于 Ｉ Ｏ ＮＳ ） ，瞬时大
动态等优点，能响应高重频信号，可满足复杂信号环境中信号幅度检测的需求。
在通信、雷达、电子对抗以及各种电子测量设备中得到应用。
１ ． 连续检波对数视频放大器的工作原理
连续检波对数视频放大器最重要的电路是实现输入与输出呈对数关系的电路
有１ ０ ｄ Ｂ 左右， 这主要由Ｐ Ｎ 结的材料、掺杂浓度等物理性质所决定的。 那么，怎么用二极管来构造我们的连续检波对数视频放大器一 Ｓ Ｄ Ｌ Ｖ Ａ呢？这 就是下面重点要讨论的问题，由 前面的分析我们得知二极管的 即 结可以实现输
入输出对数关系，但是单个
即 Ａ ｔ Ｐ Ｄ Ａ ｔ 阳 Ａ １ Ｐ Ｄ Ａ ］ 阳
０ ．引言
连续检波对数视频放大器 （ Ｓ ｕ ｃ ｃ ｅ ｓ ｓ ｉ ｖ ｅ Ｄ ｅ ｔ ｅ ｃ ｔ ｉ ｏ ｎ Ｌ ｏ ｇ ａ ｒ ｉ ｔ ｈ ｍ ｉ ｃ Ｖ ｉ ｄ ｅ ｏ Ａ ｍ ｐ ｌ ｉ ｆ ｉ ｅ ｒ ， 以下简称 Ｓ Ｄ Ｌ Ｖ Ａ ）的功能是对射频信号上检波，使输入与输出的 信号