一种双通道接收机的设计

接收机在无线通信系统中扮演着至关重要的角色，它们负责接收和处理来自空间的各种无线电信号。在实际应用中，这些信号可能具有极大的动态范围，例如在雷达、声纳和其他高频无线电系统中，动态范围可能超过120 dB。面对如此宽广的动态范围，传统的线性放大器往往难以胜任，因为它们可能会在信号过强时饱和，导致信号失真或信息丢失。 为了解决这一问题，一种双通道接收机的设计应运而生。这种设计巧妙地结合了线性压缩和非线性压缩技术。线性压缩通过使用压控放大器（VCA）实现，其增益不受输入信号大小的影响，能保持输出信号的基本恒定，从而减少谐波失真。另一方面，非线性压缩的典型代表是对数放大器，它的输入输出呈对数关系，能够有效地压缩信号动态范围，且无需像自动增益控制（AGC）系统那样依赖输入信号电平来调整增益。 在本文中提到的接收机设计中，接收机需处理L波段的脉冲调制信号，要求具有80 dB的动态范围、60 dB以上的瞬态变化范围，并且需要分别处理宽、窄两个通道的信号。宽通道的带宽为5 MHz，窄通道的带宽为0.5 MHz，两者都需要具有良好的镜频抑制性能。为了达到这些要求，接收机的前端高频部分采用了选频和镜频抑制技术，同时使用了声表面滤波器（SAW Filter）来提供精确的带通选择性和低插入损耗。 声表面滤波器在中频处理阶段起到了关键作用，第一级滤波器的带宽为5 MHz，用于两个通道共享，而第二级则针对窄通道采用了0.5 MHz的带宽滤波器，以进一步提高信号纯度。值得注意的是，这种设计会导致宽带信号比窄带信号提前5 μs到达，这在视频信号输出时造成了时间上的错位。 为了在大信号到来时避免线性通道的阻塞，设计者引入了一个加法器，将对数通道的输出与线性通道的视频信号反向相加。这样，在小信号条件下，线性通道的信号主导输出，而在大信号情况下，对数通道的非线性特性能够防止信号阻塞，同时通过反向相加分离脉冲，确保视频处理电路能够正确识别并生成AGC电压，实现自动增益控制，从而保持视频信号输出幅度的稳定。 经过实际调试，该接收机在输入信号-90 dBm到-10 dBm的范围内，能够保持脉冲的清晰度和编码的准确性，满足后续电路的需求。这种双通道接收机设计的优势在于，它充分挖掘了对数通道的大动态范围特性，扩展了线性通道的瞬态响应能力，为其他接收机设计提供了有价值的参考。