Como os diodos funcionam juntos em amplificadores de comunicação?

一, o mecanismo sinérgico dos diodos no processamento de sinal
1. Função de limitação e aperto
Nos amplificadores de comunicação, os diodos são comumente usados ​​para limitar a amplitude do sinal e impedir a distorção da sobrecarga. Por exemplo, no amplificador de frequência intermediário de um receptor de modulação de amplitude, um circuito limitante é formado pela conexão paralela reversa de dois diodos. Quando o sinal de entrada excede a tensão de condução direta do diodo (cerca de 0,7V), o diodo conduz, fixando a amplitude do sinal dentro de uma faixa segura. Esse mecanismo pode efetivamente proteger os circuitos subsequentes do forte impacto do sinal, mantendo a integridade do sinal.
2. Funções de retificação e detecção
Os diodos são comumente usados ​​nos amplificadores de comunicação para corrigir e detectar sinais. Por exemplo, em um voltímetro CA na faixa de áudio, o sinal CA é convertido em um sinal CC através de um circuito de retificador de ponte. Quando o sinal de entrada é de meio ciclo positivo, a corrente flui através do diodo D1 até o medidor; No meio ciclo negativo, a corrente flui através do diodo D2 até o medidor. Essa estrutura elimina o erro não linear do diodo e garante a linearidade da medição.
3. Detecção de pico e retenção
No circuito de detecção de pico, diodos e amplificadores operacionais trabalham juntos para obter detecção e manutenção precisas dos picos de sinal. Por exemplo, quando o sinal de entrada é positivo, o amplificador e o diodo operacional formam um seguidor de tensão, carregando rapidamente o capacitor no pico do sinal de entrada; Quando o sinal de entrada diminui, o diodo é desligado e o capacitor mantém sua tensão de pico. Este circuito é amplamente utilizado nos sistemas de controle de ganho automático (AGC), fornecendo referência para o ajuste de ganho subsequente.
2, o mecanismo sinérgico dos diodos na proteção do circuito
1. Proteção de descarga eletrostática (ESD)
Na entrada de um amplificador de comunicação, um par de diodos em série reverso é frequentemente conectado em paralelo para proteção de ESD. Quando o sinal de entrada é muito menor que a tensão de condução direta do diodo, o diodo não funciona; Quando a entrada excede a tensão de condução direta do diodo, o diodo conduz, incorporando o sinal de entrada dentro da faixa de tensão segura. Esse mecanismo pode efetivamente impedir danos ao estágio de entrada do amplificador causado pela descarga eletrostática.
2. Proteção de sobretensão
No final da fonte de alimentação dos amplificadores de comunicação, as matrizes de diodo são frequentemente usadas para proteção de sobretensão. Por exemplo, ao conectar vários diodos em série, a corrente máxima exigida pelos diodos na matriz é limitada dentro de um intervalo seguro, e sua queda de tensão máxima é a soma de todas as quedas de tensão direta. Essa estrutura pode fornecer uma tensão conhecida em uma faixa limitada, protegendo a placa de circuito dos efeitos da sobretensão.
3. Fluxo de continuação e absorção de energia
Nos circuitos de carga indutiva, os diodos são comumente usados ​​para roda livre e absorção de energia. Por exemplo, em uma fonte de alimentação de comutação, quando o transistor de comutação é desligado, a carga indutiva experimenta uma queda repentina na corrente e gera uma força eletromotiva reversa. O diodo de roda livre protege o circuito de comutação do dano, permitindo que o indutor desenhe corrente, impedindo o problema das transportadoras de carga que atravessava a carga do indutor.
3, Mecanismo de sinergia do diodo no controle de ganho dinâmico
1. Aplicação do diodo PIN no AGC
Os diodos PIN têm vantagens significativas no controle de ganho dinâmico devido à sua estrutura única da camada intrínseca. Sua condutividade de microondas é aproximadamente proporcional à corrente CC e sua resistência em série é pequena, resultando em baixa perda de inserção. Nos circuitos AGC, os diodos PIN são frequentemente usados ​​como resistores variáveis ​​no circuito de acoplamento entre estágios dos amplificadores. Quando o sinal de frequência - alta aumenta, a corrente de polarização que flui através do diodo pino aumenta, sua resistência equivalente diminui e o efeito de derivação aumenta, reduzindo assim o ganho do amplificador.
2. Método de controle a termo e método de controle para trás
Nos sistemas AGC, os diodos são comumente usados ​​para implementar métodos de controle avançado e reverso. O método de controle a termo reduz o ganho alterando a corrente de ponto de operação do dispositivo para diminuir seu fator de amplificação de corrente de circuito curto -. A lei de controle reverso reduz o ganho alterando o ponto de operação do amplificador principal, diminuindo sua impedância de entrada. Ambos os métodos atingem o ajuste dinâmico de ganho através do trabalho colaborativo de diodos e amplificadores.
3. Circuito de controle de atraso
Nos circuitos AGC retardados, os diodos trabalham em conjunto com detectores e amplificadores de CC para obter controle de ganho atrasado. Por exemplo, a tensão de saída de detecção é aplicada ao terminal positivo do diodo e somente quando a tensão de detecção excede a tensão de referência, o diodo conduz, permitindo que a tensão de controle AGC atue no amplificador. Esse mecanismo pode evitar a malha do sistema AGC durante pequenos sinais e melhorar a estabilidade do sistema.
4, cenários de aplicação típicos e casos de trabalho colaborativo
1. Sistema AGC no receptor de modulação de amplitude
Nos receptores de modulação da amplitude, o sistema AGC atinge o ajuste automático de ganho através da operação coordenada de diodos e amplificadores. Ambos os amplificadores de frequência - altos e o amplificador de frequência intermediário são amplificadores de ganho controláveis, e seus ganhos são controlados pela tensão de controle AGC. O sinal de saída do amplificador de frequência intermediário é enviado ao detector de pico do envelope do canal principal de um lado e é aplicado a outro detector de pico de envelope do outro lado. A tensão CC proporcional à amplitude da transportadora é desmodulada e comparada com a tensão de referência e, em seguida, a tensão de controle AGC é obtida através do amplificador CC.
2. Frente óptica - termina em receptores de comunicação de fibra óptica
Nos receptores de comunicação de fibra óptica, os fotodiodos e os pré -amplificadores formam a frente óptica -, que converte e amplifica os sinais ópticos em sinais elétricos. Os fotodiodos convertem a luz em fotocorrentes, enquanto os pré -amplificadores convertem a fotocorrente em tensão e amplificam o sinal. Durante esse processo, os diodos realizam a função de conversão de fotocorrente para tensão, trabalhando em conjunto com os amplificadores para garantir amplificação precisa e transmissão de sinais.
3. Supressão de ruído em amplificadores de antena de TV
Nos amplificadores de antena de TV, diodos e amplificadores trabalham juntos para obter supressão de ruído e aprimoramento de sinais. Por exemplo, ao selecionar circuitos de entrada de entrada - de ruído e circuitos de limitação de diodo, a figura de ruído de todo o sistema receptor pode ser reduzida, e o sinal - para -} razão de ruído de imagens de televisão e som acompanhante pode ser melhorado. O diodo desempenha um papel na limitação do sinal e na supressão de ruído durante esse processo, garantindo operação estável do amplificador com alta sensibilidade.
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