[发明专利]具有通用解调能力的对数放大器

说明书

描述了一种对数放大器(LDA)，其包括被配置成使调制输入信号振荡的放大器、建立放大器输入和输出之间的180度相移并且维持输入信号的振荡的反馈、连接到放大器输出以使放大器在中心频率或中心频率周围谐振的并联谐振电路、以及连接到放大器输入以循环地每当检测到预定电流阈值就终止输入信号的振荡的控制器，该控制器包括被配置成生成具有重复频率的第二输出信号的低通滤波器。该LDA可以用于具有或不具有PLL和/或超外差的AM。该LDA可以被实现为混频器并且用于相位解调。该LDA可以用于相位解调。该LDA可以用于替换低噪声放大器。

相关申请的交叉引用

本申请要求在2013年3月15日提交的题为“Logarithmic Amplifier withUniversal Demodulation Capabilities”的美国临时申请No.61/798,521的优先权。

技术领域

本公开涉及再生选择性对数检测器放大器(LDA)。

背景技术

本公开涉及关于LDA的改进以及新型的应用。LDA在美国专利No.7,911,235中被首先描述。

本公开的LDA在电路拓扑上在某些方面与超再生接收器(SRO)相似。SRO是幅度灵敏再生器件。SRO还具有外部猝灭(quenching)和高增益。在美国专利No.1,424,065中首先描述了SRO。当用于窄带信号时，SRO典型地受到差的选择性和较高的输出噪声的困扰。当振荡器基于LC时，SRO还会温漂。SRO接收器迅速被用于主流无线电的超外差接收器所替换，因为后者具有出众的选择性和灵敏度。然而，SRO是简单的和低功率的，并且数十年来已被用于遥控系统、短程遥测和无线安全。通过使用表面声波(SAW)器件已解决了选择性和漂移限制。在21世纪的首个十年中，已出现重新将SRO用在高达GHz范围的低功率接收器以及中等至高数据速率应用的兴趣。

SRO在1MHz带宽的接收灵敏度在中等至高的范围，约为-80dBm至-90dBm。SRO的动态范围(最小至最大信号水平范围)是中等的，约为20至60dB。SRO不能固有地或以其他方式对相位调制(PM)解调。SRO不能降低噪声。SRO可以被设置在接收链中的任何位置，但是会损失接收灵敏度，除非靠前设置。SRO被外部猝灭(或同步)。SRO的放大模式是幅度灵敏再生。电路拓扑通常基于Colpitt振荡器。SRO的增益是高的。

本公开还具有与DC或基带对数放大器的某些相似性，DC或基带对数放大器旨在提供宽动态范围上的对数放大。基带对数放大器基于多个Gilbert单元，并且典型地在中等至大的动态范围上在低至高的频率提供良好的线性。更简单的对数放大器(例如，DC对数放大器)基于晶体管的对数电流相对于电压的传输特性，并且专注于从DC到低频的范围的应用。

1MHz带宽的对数放大器的接收灵敏度处在中等至高的范围，约为-80dBm至-90dBm。对数放大器的动态范围(最小至最大信号水平范围)是高的，约为40至90dB。对数放大器不能直接地或间接地对PM解调。对数放大器不能降低噪声。对数放大器不能用在接收链中并且不牵涉猝灭。对数放大器的放大模式是多级放大。电路拓扑典型地是多级Gilbert单元。对数放大器的增益是高的至极高的，约为30至70dB。

因此，SRO和对数放大器均没有能力固有地以高的伞裙比(skirt ratio)、极高的灵敏度和噪声抑制、极高的动态范围、出众的辨别和接收器链中的灵活设置来对相位、幅度和相位、频率以及幅度和频率进行解调且没有缺陷。

已开发了另外的方法对埋入在噪声中的弱信号进行处理，诸如取平均、选择性放大、滤波、同步检测、扩频和非线性RAMAN光学放大器。

在取平均中，在n个周期上降低噪声；然而，信号未被放大。再者，取平均需要关于基准的准确触发，并且该触发在低信号水平可能是有噪声的和成问题的。