[实用新型]一种增益随时间变化的信号放大电路

说明书

技术领域

本实用新型涉及电子电路技术领域，尤其涉及一种通过可变增益来放大输入信号的可变增益放大电路。

背景技术

在一些信号检测领域，被测量的信号随时间的延长，其信号幅值快速衰减或增大。如采用时差法测量距离的微波信号、超声波信号，信号从传感器向外发出并被介质表面反射回传感器，电子单元对信号从发出到重新被接收的时间进行计时，再根据信号在空间的传播速度来计算出被测距离。对于确定能量的发射信号，被测距离越近，传播的时间越短，反射回的信号越强；距离越远，传播的时间越长，反射回的信号越弱，并且呈指数方式衰减。采用固定放大倍数的信号放大电路不能适应这种信号的变化。需要增益随时间可变的放大电路来适应这种随时间的延长而幅值变化(衰减或增大)的信号。

公知的放大这种随时间变化的信号放大电路，其增益控制通常是采用AGC自动增益控制方式，或者采用数字可编程增益放大器来实现信号的可变增益放大。采用AGC自动增益控制的放大电路其原理框图如图1所示。根据图1，AGC电路构成环节较多，实现相应功能的电路比较复杂，同时如果要求其具有较大的增益变化范围时，需要增加放大级数，从而电路更加复杂，其他的性能指标也会出现变化。

另一种可采用的方式是使用数字可编程增益控制放大器，其电路构成简单，控制方便。但不足之处是这种电路的增益范围小，同时其工作频率、转换速率往往也不能满足实际检测的需要。如时差法检测发出的信号通常是脉冲调制信号，要求放大器具有较高的信号转换速率，常见的数字可编程增益控制放大器在这一指标上是难以满足需要的。

实用新型内容

为解决现有信号放大电路存在的上述不足，本实用新型提供了一种结构简单、易于实现的满足检测需要的增益随时间变化的可变增益信号放大电路。

本实用新型为实现上述目的所采用的技术方案是：

方案一，一种增益随时间变化的信号放大电路，包含有放大器(A1)、充放电电容(C1)和可变电阻(RT1)，可变电阻(RT1)接入放大器(A1)的反馈环节，可变电阻(RT1)的阻值大小由充放电电容(C1)上的电压控制。

所述可变电阻(RT1)可由具有可变电阻特性的半导体器件实现。

所述具有可变电阻特性的半导体器件可由场效应管实现，场效应管的栅极与充放电电容(C1)的一端直接相连或通过电阻等器件间接相连，实现控制可变电阻的功能。

所述充放电电容(C1)可由外部高低电平信号控制其充放电。

所述放大器(A1)、充放电电容(C1)和可变电阻(RT1)可以采用如下连接方式实现本技术方案：充放电电容(C1)一端接地或通过电阻等器件接地，另一端与可变电阻(RT1)的控制端直接相接或通过电阻等器件间接相接；充放电电容(C1)还连接电阻(R3)和电阻(R4)，电阻(R3)的另一端连接外部控制电压Vctrl，电阻(R4)的另一端接负电压，可变电阻(RT1)串接电阻(R2)构成的放大器A1的反馈环节并联于放大器A1的输入端和输出端之间。

方案二，一种增益随时间变化的信号放大电路，包含有放大器(A2)、充放电电容(C2)和可变电阻，可变电阻接入放大器(A2)的输入环节，可变电阻的阻值大小由充放电电容(C2)上的电压控制。

所述可变电阻可由具有可变电阻特性的半导体器件实现。

所述具有可变电阻特性的半导体器件可由场效应管(T2)实现，场效应管(T2)的栅极与充放电电容(C2)的一端直接相连或通过电阻等器件间接相连。

所述充放电电容(C2)可由外部高低电平信号控制其充放电。

所述放大器(A2)、充放电电容(C2)和作为可变电阻的场效应管(T2)可以采用如下连接方式实现本技术方案：充放电电容(C2)一端接地或通过电阻等器件接地，另一端与场效应管(T2)的栅极直接相接或通过电阻等器件间接相接，场效应管(T2)的源极接地或通过电阻接地，场效应管(T2)的漏极与电阻(R6)、电阻(R7)相接，电阻(R6)的另一端与输入信号端连接，电阻(R7)的另一端接入放大器(A2)的反向输入端，电阻(R8)为放大器(A2)的反馈电阻，充放电电容(C2)的一端同时与电阻(R9)、电阻(R10)和电阻(R11)相接，电阻(R9)另一端连接外部控制电压Vctrl，电阻(R10)的一端与电阻(R9)、电阻(R11)、充放电电容(C2)相接，电阻(R10)另一端接负电压。在本方案中，作为可变电阻的场效应管(T2)接入到放大器(A2)的输入环节。