微波檢波信號增益自動控制方法研究與實現(xiàn)
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由于第三級放大電路與第二級放大電路的電路形式相同，故第三級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，在保證信號不失真的情況下，可以得出程控放大電路各級輸出電壓范圍為：
在如此寬的動態(tài)范圍內(nèi)，如何分配各級增益才能使整個放大電路的輸出信號幅值達到最佳值?在實驗中，先后采用了兩種方法分配各級增益。
第一種方法是三級增益同步調(diào)節(jié)(同大同小)，由于各級輸出電壓的限制，導致增益可調(diào)范圍變窄。如果同時調(diào)的過大，則總增益過大，從而將造成信號幅值太大引起失真；如果調(diào)的太小，總增益就變得很小，造成信號難以被檢測出來。
第二種方法是將第一級增益與后兩級增益分開調(diào)節(jié)。由于第一級增益的變化范圍大，既可以將微波檢波信號放大又可以將其壓縮，所以第一級放大電路在整個三級放大電路中起到關(guān)鍵作用。第二級和第三級電路形式完全相同，這兩級放大電路只能將信號幅值放大。因此，在總增益不變的情況下，先調(diào)節(jié)第二級和第三級增益，當這兩級增益確定后，再根據(jù)需要調(diào)節(jié)第一級增益。
第二級和第三級放大電路的增益公式相同，為了提高調(diào)節(jié)效率，將第二級和第三級增益進行同步調(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。
各級增益計算步驟為：
(1)將總增益G線性等分成4 096級(靈敏度A／D采樣位數(shù)為12位)；
(2)再根據(jù)式(13)和式(14)所確定的各級增益范圍，對應(yīng)每級的G確定出每級g2的值，并根據(jù)式(9)確定出第二、三級放大電路數(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g1的值，進而根據(jù)式(4)計算出第一級放大電路數(shù)字電位器刀口位置調(diào)整值N1。
3 增益自動控制軟件設(shè)計
制作軟件時，將計算好的各級放大器對應(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)時由處理程序查找。系統(tǒng)工作時，通過調(diào)節(jié)靈敏度旋鈕控制總增益G，當靈敏度旋鈕被調(diào)到一個值后，MSP430F149讀取靈敏度值得出對應(yīng)的總增益值，通過查表方式得到各級數(shù)字電位器放大比例值N1，N2和N3，并將其輸出給MCP4351的各存儲器，MCP4351再按照存儲器中N1，N2和N3的值調(diào)節(jié)數(shù)字電位器，改變反饋電阻阻值，從而實現(xiàn)增益調(diào)控。
4 結(jié)論
本文設(shè)計的三級級聯(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，實現(xiàn)了對微波解調(diào)信號增益的動態(tài)控制。在多級增益分配過程中，局部增益線性分配，其余按照約束方程計算，并形成增益分配表，供CPU查表控制增益。在增益自動控制的放大電路中，硬件電路實現(xiàn)簡便；適用于1～37 234寬動態(tài)范圍增益的調(diào)節(jié)；又由于增益的調(diào)節(jié)是CPU通過查表方式完成的，節(jié)省了系統(tǒng)計算時間，降低了編程難度，整個系統(tǒng)工作效率高。實際應(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://www.butianyuan.cn/article/187073.htm
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