薛磊 罗小平 何伟
中国电子科技集团公司第二十九研究所 四川 成都 611713
摘要：对信号检波的检测处理能力影响着系统信息处理能力，因此是大数据时代的重要建设内容，其中至关重要的中视放电路也在不断更新、不断创新。本文首先介绍了中视放电路在有源滤波中的应用，其优势是促进超过截止频率的信号波衰减，且对电容、电阻的性质限制不严格。接着介绍了几种具有良好应用优势的检波对数放大技术，主要包括接收机、双通道并联检波电路（DLVA）和PIN 二极管限幅器电路。
关键词：中视放电路；应用；检波对数放大技术
对于中等视频放大器电路不熟悉的应用场景，可使用此基本分析方法。视放电路是连接到适当的反馈网络的通用设备，可以用作精密的AC和DC放大器，有源滤波器，发生器和电压比较器[1]。
一、中视放电路在有源滤波中的应用
典型的有源滤波器电路（Salen-Kay电路，是Butterworth电路的一种变体）的优点是，它可以使截止频率以上的信号衰减更快，并且滤波器的特性不需要高电容和高电阻。该电路的设计时，在适当的截止频率下，应选择两级RC电路，且电阻R和电容C尽可能匹配；当两步RC电路的电阻和电容级相等时，这称为Sailun Kay电路，可以在满足过滤效率的同时归一化设备类型[2]。
最常用的滤波的二阶有源低通滤波器电路是Butterworth电路，该电路单调递减且曲线平滑，其中的低通滤波器属于Seren Keller仿真电路。对于滤波器，需要了解其截止频率或频率响应[3]。当两级RC电路的电阻和电容值相等时，称为Serenkai电路，其中的负反馈保障了电路的稳定性，以便在高频范围内输出电压迅速下降，大部分群时延是不变的。
二、检波对数放大技术
（一）接收机
接收机的设计取决于不同的应用需求、复杂性、功耗和成本，常用的接收器解决方案包括超外差接收机、瞬时频率接收机、通道接收机和Bragg接收机等。而中视放电路中最常见的为超外差电路和直接检波电路。
1.超外差电路
超外差式型是一种信号变频技术，其通过高频放大器天线时信号波动描述能量增加，在混频器里混入本地振荡器生成信号，实现中频变频，然后发送至频率测量接收器。这种接收器的工作频率通常很宽：当接收不同频率的信号时，通过改变本地振荡器频率fL，可以将IF fi保持在固定值。
从天线接收到的微弱信号经由带通滤波器进行滤波，再进行信噪比改进步骤，首先在噪声放大器将滤波后的信号放大为低电平信号，然后通过图像滤波器组件对图像频率进行滤波，以防止RF信号与LO信号混合干扰图像。混合后的信号由高Q IF滤波器滤去干扰波，然后将信号放大到可以在低频下处理的电平。
超外差式电路的好处：滤波器对Q的要求较低，因为混频后的IF信号远低于RF频率，因此更便于小心处理信号，实施相对稳定合理的增益分配制度，将混合信号用作窄带高增益放大器要容易得多且更稳定。
超外差的缺点：由于非线性，存在许多组合干扰频率。由于实际的混频器不是理想的非线性设备。如果混频产生的合成频率中的干扰频率落入IF频带，而IF滤波器无法对其进行滤波，则会对系统造成干扰。由于超外差接收机通常使用多级IF混频，因此总体设计将更加复杂，具有更多的组件，更高的成本和更低的集成度。另外，使用了许多滤波器，并且功耗很大。无法适应多种通信标准。
2.直接检波式方案
直接检波式是指通过RF放大器直接放大天线接收到的RF信号，然后在检测器上检测以获得低频电路可以处理的电平值。晶体视频接收器使用典型的直接检测电路。晶体视频接收器由晶体检测器二极管和视频放大器组成，以执行检测功能，通常将低噪声放大器添加到输入连接器以提升接收灵敏度。
优点：设计简单，无需本地振荡器，成本、体积、直流功耗均比较小。
缺点：直接检测型可以通过检测器将RF信号解调为视频脉冲序列或DC信号。但该电路缺乏频率分辨率和选择性，且RF增益需要等于或低于50-60 dB，这与相位信息过滤既系统稳定性息息相关，因此该系统基础运行条件有较大限制。以笔者常常接触和操作的可接收大动态范围微波信号的设备而言，直接检测类型的接收灵敏度为-50至-60 dBm，与超外差型的-100dBm的接收灵敏度相比有一定的差距。
（二） 双通道并联检波电路（DLVA）
典型的单个检测器的动态范围通常约为35 dB，必须使用两个检测器才能达到指示器所需的60 dB的动态范围。设动态范围是P1-P2的理想状态下，RF放大器的增益为G。当输入功率达到最大值时，最大输出功率小于最大值 。检测器的输入功率。如果小于P1-G + 3，则检测器的检测器输入功率小于最小可检测电压，因此可以忽略检测器输出。如果输入功率为P1-G + 3 <P <P2-G + 3，则检测器A仍然没有输入功率。当达到最小检测电压时，可以忽略输出，并且由于有一个G放大器，通道B可以放大检测器工作区域的输入，以随着输入功率的增加来检测输出，到P2。当输入功率增加到P2 + 3时，两个通道的功率达到稳定的输出，并且不再变化。此时，通道A和B的输出被叠加以获得P1-G的输出信号，动态范围为PP + G系统。
（三）PIN 二极管限幅器电路
根据D. Linov经典分析，输入信号会导致PIN二极管的电导率调制。在PIN二极管和HF扼流电感组成的简易电路中，它们通常在应用中并联连接，以减少插入损耗。大多数限制器电路在电路的输入和输出处都有隔离电容器。单步限制器可以将大信号衰减20-30dB。 PIN二极管限制器可以描述为由输入电源控制的可变电阻器。如果输入信号较弱，则限流二极管的阻抗最高，电路的插入损耗最小。此时，电路的阻抗取决于主传输线的损耗。如果输入信号非常强，则二极管阻抗将暂时降至非常低的水平，从而导致电路阻抗失配和削波效应。在响应信号幅度较高时，电平较高，有更高的功率运行需求，使二极管I层的阻抗更低，该部位“导通”层也越薄。若输入功率继续降低，则二极管阻抗会在一定延迟时间（与二极管特性及运行环境有关）后出现跃迁式提升。
应当注意，在大信号状态下，限幅器除了反射大部分输入信号功率外，还将消耗一些功率。通过正确的电路设计，可以创建一个二极管削波器，该削波器可以安全地仅消耗几百毫瓦，还可以保护接收器免受信号损坏的数量级。当然，这是基于这样的假设，即反射信号来自系统天线的辐射，或者来自不可逆设备（例如环行器或隔离器），这些设备可以耗散来自电阻性负载的反射信号功率。
参考文献：
[1]王睿,张柳,王欢.宽带检波对数放大技术及其应用[J].电子制作,2020(21):48-49.
[2]刘雪莲,蒋颖丹,张沁枫.一种宽带大动态范围对数检波器电路的设计[J].固体电子学研究与进展,2019,39(06):444-449.
[3]张智勇. 微波辐射计前端及其宽中频超外差模型与应用[D].电子科技大学,2019.
作者简介1：薛磊，1984-09-01，男，四川绵阳，汉，大学本科，无线电调试技师，中国电子科技集团公司第二十九研究所，研究方向:中视放电路。
作者简介2：罗小平，1983-02-19，男，四川安岳，汉，大学本科，无线电调试技师，中国电子科技集团公司第二十九研究所，研究方向:电磁兼容。
作者简介3：何伟，1983-12-29，男，四川彭州，汉，大学本科，无线电调试技师，中国电子科技集团公司第二十九研究所，研究方向:中频电路。