信号源的ALC环路设计

2.2 放大电路设计

RF射频放大电路是本文设计的重点，它的性能好坏对该系统至关重要。由于输入信号频率从250 kHz到1 GHz，频带很宽，这就要求放大器具有很好的带宽；而考虑到其他部分的插入损耗及PIN管的衰减，在输入RF射频信号功率为+0 dBm±1.5 dB时，功率放大增益至少为18 dB才能保证输出信号为+13 dBm，单级放大已经无法满足。本文选用两级功率放大方式：前级放大器为低噪声放大器，选择PHILIPS公司的BFQ34；后级为中功率放大器，选择了PHILIPS公司的LTE21009R。

2.2.1 前级放大电路设计

ALC环路前级放大器电路如图3所示，BFQ34是一款高性能的放大器芯片，工作频率从DC到4 GHz，典型增益为16.3 dB，压缩点P1dB为26 dBm。GUM是放大器最大增益，如下所示：

2.2.2 后级放大电路设计

后级放大电路选用HILIPS公司的LTE21009R，LTE21009也是一款高性能的放大器芯片，工作频率从DC到4.2 GHz，典型增益大于10 dB，压缩点P1dB为28 dBm,，ALC环路后级放大电路如图4所示，RF信号经C3交流耦合输入，C3、C5为隔直电容；C4为交流负反馈电容，为了得到较大功率，使LTE21009工作在最大功放状态，C4选择了较大容值；L1为隔交流电感，因为这里频段较宽，就要求L1不仅有较好的低频响应，还要有很好的高频响应，如果没有单个宽频段频响电感，可选用低频电感和高频电感串连方式替代。

2.2.3 放大电路功率分配

RF射频信号通过调制器后，信号插损3 dB左右，考虑到功分器损耗及电路损耗，RF射频放大电路要求不低于18 dB增益。两级放大电路功率增益分别是：前级放大器增益优于8 dB，根据实际设计效果，BFQ34足够满足这一指标；后级放大器增益优于10 dB，LTE21009也可足够满足这一指标。因为还要考虑噪声影响，这里BFQ34增益并不要调到最大增益，在满足整体功率要求同时，尽量减少噪声影响。这2种放大器都是功率放大器件，需要良好散热，否则会使器件因为过热而损坏。

2.3 功分检波电路设计

功分检波电路一般会选择微波集成模块完成，而微波集成模块一般低端只能到10 MHz，不能覆盖到252 kHz的频率，而且模块体积较大，会占用很大空间，在这里本文设计了一种简单实用的功分检波电路。如图5所示，采用电阻功分方式按比例功分一部分RF射频功率输出到检波器，这种功分方式对RF信号输出功率影响相对较小，经过功分器后，信号插损小于2 dB。因为RF射频信号带宽较宽(0.25～1 000 MHz)，检波器也要满足这一要求，检波器选择选择Agilent公司的器件HSMP2815。HSMP2815是内部带温度补偿的肖特基二极管RF检波器，输入功率从-30 dBm至+15 dBm，检波频率从100 kHz到4 GHz。利用肖特基二极管和外部电容来对RF输入电压进行峰植检波，检波电压输出用于后端求和电路。

3 实际电路设计效果

本设计主要是针对信号源实现功率稳定输出一款电路，针对RF射频信号满足以下指标要求：(1)频率范围为0.25～1 000 MHz；(2)稳幅输出动态范围为-7～+13 dBm；(3)功率准确度为±1.5 dBm；(4)最大稳幅功率为+13dBm。

测试结果如表1和表2所示。

4 结 论

本文的ALC环路具有宽频响(0.25～1 000 MHz)、宽动态范围(20 dB动态范围)、高功率(最大输出功率可达到+13 dBm)、低噪声、性能稳定等优点，是一种理想的稳幅环路。