[发明专利]一种基于共基极放大的高隔离度频率分配电路及分配方法

说明书

本发明涉及一种基于共基极放大的高隔离度频率分配电路，它包括增益控制放大器、分配器、共基极放大网络和滤波器；增益控制放大器实现对输入频率信号的进行增益控制放大和衰减后输入到分配器；分配器对频率信号无附加噪声的功率分配以及隔离，实现多路输出，每路输出连接一个共基极放大网络；共基极放大网络通过共基极三极管电流缓冲器特性提高频率信号的反向隔离特性，实现多路输出频率信号间的高隔离度后输入到滤波器；滤波器对频率信号的带外噪声进行抑制以减小频率信号的谐波和带外噪声。本发明可实现对低噪声频率信号进行放大、分配、隔离、滤波等处理，提升时统设备输出频率信号的集成度，且频率特性具有隔离度高，附加噪声低等优点。

技术领域

本发明涉及低噪声频率分配技术领域，尤其涉及一种基于共基极放大的高隔离度频率分配电路及分配方法。

背景技术

低噪声频率分配技术广泛应用于时频同步领域的高精度时统设备中，可对一路低噪声频率信号进行放大、分配和滤波，实现频率信号一分多的功能且具备低附加噪声优势特性；隔离度是频率分配装置的关键技术指标，表征多路频率信号间功率泄露的程度，隔离度较低将直接导致频率信号间的噪声相互干扰，影响后端用频系统(如雷达系统或者接收机系统)的灵敏度；如何提高隔离度指标是当前频率分配装置急需解决的问题。

目前频率分配装置实现隔离度指标的基本方法包括采用无源功分器和采用运放隔离器两种实现方案；采用无源功分器的隔离度方案具有良好的低附加相位噪声，但是隔离度较低，约为30dB-40dB，且随着频率的增加，隔离度随之会降低；采用运放隔离器的隔离度方案具有隔离度高的优点，可以达到80dB，但是运放的热噪声较高，导致其低噪约为-153dBm，远高于频率分配装置输入的低相位噪声指标(约-170dBc/Hz@10kHz)；因此，如何解决目前频率分配装置低噪声和高隔离度指标共存，实现输出频率同时具备低噪声和高隔离度特性是现阶段需要考虑的。

发明内容

本发明的目的在于克服现有频率分配技术的低噪声和高隔离度不能同时满足的缺点，提供了一种基于共基极放大的高隔离度频率分配电路，解决了目前频率分配装置存在的问题。

本发明的目的通过以下技术方案来实现：一种基于共基极放大的高隔离度频率分配电路，它包括增益控制放大器、分配器、共基极放大网络和滤波器；所述增益控制放大器实现对输入频率信号的进行增益控制放大和衰减后输入到分配器；所述分配器对频率信号无附加噪声的功率分配以及隔离，实现多路输出，每路输出连接一个共基极放大网络；所述共基极放大网络通过共基极三极管电流缓冲器特性提高频率信号的反向隔离，实现多路输出频率信号间的高隔离度后输入到滤波器；所述滤波器对频率信号的带外噪声进行抑制以减小频率信号的谐波和带外噪声。

所述共基极放大网络包括电压转电流电路、三级共基极放大电路以及阻抗匹配和电流转电压电路；所述电压转电流电路将电压频率信号转换为小信号电流频率信号后输入到所述三级共基极放大电路；所述三级共基极放大电路对输入的电流频率信号进行增益控制以及实现反向隔离后将电流信号输入到所述阻抗匹配和电流转电压电路；所述阻抗匹配和电流转电压电路实现阻抗特性的匹配，减少附加相位噪声，并将电流信号转换为电压信号后输入到所述滤波器中。

所述三级共基极放大电路包括晶体管Q1、Q2和Q3，所述电压转电流电路输出电流频率信号到晶体管Q3的发射极，晶体管Q3的集电极与晶体管Q2的发射极连接，晶体管Q2的集电极与晶体管Q1的发射极连接，晶体管Q1的集电极与所述阻抗匹配和电流转电压电路连接；三个晶体管的基极通过连接一个电容后接地，三个晶体管之间传输信号通过共同的发射极耦合输出，实现在集电极和发射极之间形成屏蔽，减少电容耦合达到反向隔离的目的。

所述增益控制放大器包括第一低噪声放大器和增益控制器；所述第一低噪声放大器对输入的信号进行放大后输入到所述增益控制器；所述增益控制器实现对输入频率信号进行增益控制放大后输入到所述分配器中。