一种自动增益的信号增强器论文和设计-柯跃前

全文摘要

本实用新型涉及一种自动增益的信号增强器，包括微控制器、对称的上行链路与下行链路；每行链路均包括输入端低噪声放大电路、衰减器电路、中级电压放大电路、输出端功率放大电路、检波电路以及放大器电路；所述输入端低噪声放大电路的输出经衰减器电路连接至中级电压放大电路的输入端，所述中级电压放大电路的输出端连接至输出端功率放大电路的输入端，所述输出端功率放大电路的输出端依次经检波电路、放大器电路连接至微控制器的输入端，所述微控制器的输出端连接至衰减器电路。借助本实用新型的电路能够实现信号的自动增益。

设计方案

1.一种自动增益的信号增强器，其特征在于，包括微控制器、对称的上行链路与下行链路；

每行链路均包括输入端低噪声放大电路、衰减器电路、中级电压放大电路、输出端功率放大电路、检波电路以及放大器电路；

所述输入端低噪声放大电路的输出经衰减器电路连接至中级电压放大电路的输入端，所述中级电压放大电路的输出端连接至输出端功率放大电路的输入端，所述输出端功率放大电路的输出端依次经检波电路、放大器电路连接至微控制器的输入端，所述微控制器的输出端连接至衰减器电路。

2.根据权利要求1所述的一种自动增益的信号增强器，其特征在于，所述微控制器为单片机。

3.根据权利要求1所述的一种自动增益的信号增强器，其特征在于，所述输入端低噪声放大电路采用两个参数相同的BL051低噪声放大器。

4.根据权利要求1所述的一种自动增益的信号增强器，其特征在于，所述衰减器电路采用型号为HMC273的衰减器。

5.根据权利要求1所述的一种自动增益的信号增强器，其特征在于，所述中级电压放大电路采用两个参数相同的BG18C 放大器。

6.根据权利要求1所述的一种自动增益的信号增强器，其特征在于，所述输出端功率放大电路采用功率放大器。

7.根据权利要求1所述的一种自动增益的信号增强器，其特征在于，所述检波电路为二极管检波电路。

8.根据权利要求1所述的一种自动增益的信号增强器，其特征在于，所述放大器电路采用LM358放大器。

设计说明书

技术领域

本实用新型涉及通信技术领域，特别是一种自动增益的信号增强器。

背景技术

随着无线技术的不断进步，通信客户也在不断增长，这种情况下，就出现了蜂窝越来越小，基站越来越低的一种现象。另一方面，WCDMA信号是通过电磁波的传播来建立联系的，但是，在现实生活中，因为一些建筑的隔档，在一些比较高大的建筑物里边、地下室、电梯、商场等很多产所，会形成通信的信号盲区。因此需要一种高增益WCDMA信号增强器来增强信号。

在国内，目前市面上有的信号增强器，覆盖面积在300-500平方米，价格在400-500，最大增益有65db，输出功率在20+1dBm。在国外，覆盖面积在300-500平方米，价格在400-500，最大输出功率20dBm，增益有55dB。并且现有技术中的信号增强器均未实现自动高增益的效果。

发明内容

有鉴于此，本实用新型的目的是提供一种自动增益的信号增强器，借助本实用新型的电路，能够实现信号的增益。

本实用新型采用以下方案实现：一种自动增益的信号增强器，包括微控制器、对称的上行链路与下行链路；

每行链路均包括输入端低噪声放大电路、衰减器电路、中级电压放大电路、输出端功率放大电路、检波电路以及放大器电路；

进一步地，所述微控制器为单片机。

进一步地，所述输入端低噪声放大电路采用两个参数相同的BL051低噪声放大器，每个低噪声放大器后都依次连接有退藕电路与滤波器。

进一步地，所述衰减器电路采用型号为HMC273的衰减器。

进一步地，所述中级电压放大电路采用两个参数相同的BG18C 放大器，每个放大器后都依次连接有退藕电路与滤波器。

进一步地，所述输出端功率放大电路采用功率放大器。

进一步地，所述检波电路为二极管检波电路。

进一步地，所述放大器电路采用LM358放大器。

与现有技术相比，本实用新型具有以下有益效果：本实用新型在输入端采用低噪声放大器减少噪声，能够提高输出的信噪比；在中端采用电压放大电路，能够满足电路输出电压幅值；在输出端，采用功率放大器能够保证输出功率足够大。

附图说明

图1为本实用新型实施例的原理框图。

图2为本实用新型实施例的具体电路示意图。

具体实施方式

下面结合附图及实施例对本实用新型做进一步说明。

如图1以及图2所示，本实施例提供了一种自动增益的信号增强器，主要是针对中国电信和中国联通设计的，因模式不同不针对中国移动，中国电信和中国联通采用WCDMA的模式，而中国移动采用TD的模式。本实施例的频段在2110-2170MHz，上行1920-1980MHz、下行 2110-2170MHz。是中国电信和联通的通用频段。

本实施例的信号增强器具体包括微控制器、对称的上行链路与下行链路；

每行链路均包括输入端低噪声放大电路、衰减器电路、中级电压放大电路、输出端功率放大电路、检波电路以及放大器电路；

在本实施例中，所述微控制器为单片机，具体型号为STC15W408AS。

在本实施例中，所述输入端低噪声放大电路采用两个参数相同的BL051低噪声放大器，每个低噪声放大器后都依次连接有退藕电路与滤波器。

在本实施例中，所述衰减器电路采用型号为HMC273的衰减器。

在本实施例中，所述中级电压放大电路采用两个参数相同的BG18C 放大器，每个放大器后都依次连接有退藕电路与滤波器。中间级是两级放大。

在本实施例中，所述输出端功率放大电路采用功率放大器。

较佳的，功率放大电路与电压放大电路相比，功率放大电路有以下特点：

（1）输出功率尽可能要高。

（2）效率要高。

（3）非线性失真要小，如果晶体管的工作接近极限，非线性失真是不可避免的，所以应该设计它们尽可能避免失真。

（4）在实际应用电路中，晶体管连接一个散热器和一个过流保护链路。

本实施例在输出端采用一级功率放大器，选用性能稳定、效率较高的SXA389放大器。

在本实施例中，所述检波电路为二极管检波电路。

在本实施例中，所述放大器电路采用LM358放大器。

本实施例还提供了一种基于上文所述的自动增益的信号增强器的方法，具体为：对于一行链路，采用输入端低噪声放大电路对输入信号进行采集、放大与降低噪声，采用中级电压放大电路对输入端低噪声放大电路输出的信号的电压进行放大，使其满足要求的的信号幅度，所述输出端功率放大电路对中级电压放大电路的输出信号的功率进行放大。

在本实施例中，所述输出端功率放大电路的输出经检波电路后被所述放大器电路（LM358放大器）放大，微控制器采集放大器电路输出的信号，并判断输出信号的功率大小是否在预设范围内；单片机使用STC系列。若功率超过预设范围，微控制器控制衰减器电路进行衰减，同时判断衰减器衰减的幅值大小，衰减多少能够达到预设范围（可通过多次试验获得）；若功率小于预设范围，则微控制器释放衰减器电路中的衰减幅值；若功率在预设范围内，则直接输出，进而实现电路信号输出功率在预设范围内。

较佳的，本实施例的整个电路组成分成上行电路、下行电路、单片机控制模块，上、下行电路是完全对称的，只是器件的参数不同。每行电路主要分为三部分：（1）输入端——采用低噪声放大器减少噪声，以提高输出的信噪比；（2）中端——为了满足电路输出电压幅值，采用了电压放大电路；（3）输出端——为了保证输出功率够大，采用了功率放大器。

本实施例是一种针对电信和联通WCDMA信号的自动高增益增强器。由射频双工器、低噪声放大器、衰减器、滤波器、功率放大器等元器件构成的上、下行链路，实现功率放大。由检波电路、放大器、单片机、衰减器构成自动增益部分，调节输出功率，使输出功率达到预设值22-25dBm。信号进入每级电路之前都有滤波器进行滤波，达到降噪的作用。

特别的，如图2所示，本实施例输出功率分三个等级通过指示灯（图中的LED1至LED3）来显示。检测结果显示当频段在2110-2170MHz时，达到最大增益72dB，输出功率稳定在22-25dBm。

本实施例的整个设计的电路工作流程是：（1）对信号的采集、放大和降低噪音在输入端低噪声放大电路中完成，本实施例中，低噪声放大电路采用了两个放大器，其参数是完全相同的，很大程度上提高信噪比，并且抑制共模信号。（2）前端低噪声放大器出来的信号电压，在中端这一级进行电压放大，可以满足对信号幅度的要求。（3）输出端功率放大电路，对中间级输出信号的功率进行放大，能够提高整个电路的功率。（4）输出端的信号进入检波电路，检波电路、放大器、衰减器构成自动增益电路，以实现电路信号输出功率在预设范围内。

值得一提的是，本实用新型保护的是硬件结构，至于控制方法等不要求保护。以上仅为本实用新型实施例中一个较佳的实施方案。但是，本实用新型并不限于上述实施方案，凡按本实用新型方案所做的任何均等变化和修饰，所产生的功能作用未超出本方案的范围时，均属于本实用新型的保护范围。

设计图

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