[发明专利]线性放大和解调调幅信号的电路布置及其集成半导体元件

说明书

本发明涉及用于线性放大和解调已调幅信号的一种电路布置。这样的电路布置是已知的，并且经常被应用于，例如，广播接收机中，用来放大和解调中频已调幅的声频或视频信号。

重要的是经过大动态范围增益仍保持线性状态，也就是说，应当使放大器不在大信号场强度情况下执行其限定的操作。为此目的，通常的做法是采用自动增益控制。在大信号场强度情况下，将一级增益减小以便使其后各级不执行它们的限定操作。

然而，自动增益控制具有若干缺点。需要许多电路元件用来导出，推迟、放大和/或校平所要求的控制电压。各放大级必须是可控的，为此，必须对各放大级的噪声和/或畸度性能有所让步。此外，自动声量控制（AVC）效应是，使各调制信号的最低频率部分受到抑制，结果在频率特性的最低界限形成解调信号的不希望有的衰减。

本发明的目的是提供一种用于线性放大和解调已调幅信号的电路布置，在该电路布置中，上述有关自动增益控制的各种缺点至少部分得以排除，为此目的，根据本发明的电路布置其特征在于：

-具有若干随输入信号的增大而顺序地执行它们的限定操作的限定放大级、并且对每级都配备有解调电路、对所有级配有公共的加法电路的样式的对数放大器，该对数放大器有一个用于供给已调幅信号的输入端和一个用于供给解调的、用对数改变形状的输出信号的输出端;

-具有连接到对数放大器输出端上的输入端的反对数电路，该电路用于具体补偿对数放大器输出信号的对数失真，并且用于供给解调的调幅信号;以及

-准备使对数放大器输出信号的直流分量不加到反对数电路的输入端的隔直装置。

此外，本发明还有一个目的是提供一种用于这样的电路布置的半导体元件。

本发明在要求线性信号增益的应用中可获得很多的优点，如果已调幅信号首先借助这样的对数放大器进行放大和解调，则与合成场强有关的直流分量受到阻隔，而借助于反对数电路对该用对数变形的信号接着再次进行线性化。

从IEEE，Journal    of    soliol    state    Circuits，卷sc-15，no-3    1980年6月，第291-295页;或者从德国展出说明书2，606，270中已知有上述样式的对数放大器。这些对数放大器被用于对具有大动态范围的调幅信号进行放大和解调，在这些信号中要求大信号振幅压缩，例如，在中频雷达应用或辐射探测器应用中。由于对数压缩的结果，于是就能够取消自动声量控制。

从GB-A-1，600，117中还知道有将对数放大器与反对数电路联合用于非线性放大，例如，按信号的平方放大。

为了获得令人满意的对数特性，各放大级中每一级的增益应当是比较小的（例如，＜15db）。另一方面，加到反对数电路上的信号的振幅，应当具有对于对数失真的最佳补偿的校正值。为满足该两个要求，根据本发明的电路布置，其特征可能在于：对数放大器包括若干放大级，它们具有以给定增益的信号供给下一级的第一输出和以较高增益的信号供给相关的解调电路的第二输出。

用于将对数放大器的解调的、用对数变形的输出信号加到如下串联布置上的装置，用简单的方法可得到反对数电路，该串联布置包括一个电容器，一个半导体元件的pn结，连接到电容器与pn线之间的公共接点上、用于将偏流在正面供给pn结的一个电流源，以及用于从通过pn结的电流中导出解调的调幅信号的装置。如果所述pn结是由晶体管的基极一发射结构成的、电容器和电流源都连接到该晶体管的发射极上，并且，如果将用于解调的调幅信号的输出耦合到所述晶体管的集电极，则可达到节约元件的效果。

应该注意具有随输入信号的增大而顺序地执行它们的限定操作的级联放大级样式的对数放大器本身在调频接收机中应用是已知的，该种对数放大器同时用于供给一种与调频场强有关的控制量的逐级解调，然后将该控制量用于，例如，一个立体声译码电路的与调频场强有关的单立体声控制。由各级联的放大级非线性地进行放大的调频信号于是就被加到用于解调调频信号的一个调频检波器上。

在调幅调频接收机中应用根据本发明的电路布置具有的优点是，各限定的放大级既可以用来对调频信号进行放大，也可以用来对调幅信号进行放大，并且，整个对数放大器可用作两者都接收，即用于调幅信号的非线性放大和检波，并可能一方面在接收的调幅的情况下用于产生一种与场强有关的控制量，另一方面在接收的调频的情况下用于产生一种与场强有关的控制量。