本發(fā)明涉及一種信號(hào)處理控制模塊及自動(dòng)增益控制方法，尤其涉及一種基于能量統(tǒng)計(jì)的模擬數(shù)字聯(lián)合控制模塊及自動(dòng)增益控制方法。

背景技術(shù)：

自動(dòng)增益控制(automaticgaincontrol，簡稱agc)使放大電路的增益自動(dòng)地隨信號(hào)強(qiáng)度而調(diào)整的自動(dòng)控制方法。自動(dòng)增益控制是限幅輸出的一種，它利用線性放大和壓縮放大的有效組合對(duì)增益可調(diào)放大器的輸出信號(hào)進(jìn)行調(diào)整。當(dāng)弱信號(hào)輸入時(shí)，線性放大電路工作，保證輸出信號(hào)的強(qiáng)度；當(dāng)輸入信號(hào)達(dá)到一定強(qiáng)度時(shí)，啟動(dòng)壓縮放大電路，使輸出幅度降低。也就是說，agc功能可以通過改變輸入輸出壓縮比例自動(dòng)控制增益的幅度。

傳統(tǒng)agc(automaticgaincontrol)控制一般單純地使用模擬或數(shù)字端來控制，存在精度不高，調(diào)試復(fù)雜，動(dòng)態(tài)范圍不足的問題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種基于能量統(tǒng)計(jì)的模擬數(shù)字聯(lián)合控制模塊及自動(dòng)增益控制方法，易于調(diào)試，精度高，具備高靈敏度和高動(dòng)態(tài)范圍，可用于滿足海上中頻數(shù)字廣播系統(tǒng)中船載接收機(jī)的簡易高效低成本的需求。

本發(fā)明為解決上述技術(shù)問題而采用的技術(shù)方案是提供一種基于能量統(tǒng)計(jì)的模擬數(shù)字聯(lián)合控制模塊，包括模擬增益控制單元和數(shù)字信號(hào)處理單元，其中，所述模擬增益控制單元依次通過第一濾波器、adc轉(zhuǎn)化單元、數(shù)字能量統(tǒng)計(jì)單元和數(shù)字信號(hào)處理單元相連，所述模擬增益控制單元通過第二濾波器從輸入接口接收信號(hào)，經(jīng)過濾波后輸送到adc轉(zhuǎn)化單元，所述數(shù)字能量統(tǒng)計(jì)單元接收來自adc轉(zhuǎn)化單元的模擬信號(hào)，對(duì)其能量進(jìn)行統(tǒng)計(jì)并為數(shù)字信號(hào)處理單元設(shè)定基準(zhǔn)信號(hào)強(qiáng)度，所述數(shù)字信號(hào)處理單元的輸出端和輸出接口以及模擬增益控制單元的反饋控制端相連，所述模擬增益控制單元、adc轉(zhuǎn)化單元和數(shù)字能量統(tǒng)計(jì)單元的電源端和電源模塊相連。

上述的基于能量統(tǒng)計(jì)的模擬數(shù)字聯(lián)合控制模塊，其中，所述數(shù)字能量統(tǒng)計(jì)單元中設(shè)置有第一查詢表和第二查詢表，所述第一查詢表存儲(chǔ)差值與衰減量增益的對(duì)應(yīng)關(guān)系,根據(jù)模擬信號(hào)的當(dāng)前能量值與目標(biāo)值的差值查詢衰減量增益；所述第二查詢表存儲(chǔ)衰減量增益與控制信號(hào)的對(duì)應(yīng)關(guān)系,根據(jù)模擬端的衰減增益查詢所需的控制信號(hào)。

上述的基于能量統(tǒng)計(jì)的模擬數(shù)字聯(lián)合控制模塊，其中，所述模擬增益控制單元包括依次相連的第一模擬增益控制單元和第二模擬增益控制單元實(shí)現(xiàn)兩級(jí)信號(hào)放大，所述第一模擬增益控制單元和第二模擬增益控制的反饋控制端均與數(shù)字信號(hào)處理單元的輸出端相連。

本發(fā)明為解決上述技術(shù)問題還提供一種船載接收機(jī)，包括主控制器，其中，所述主控制器通過數(shù)據(jù)總線連接以太網(wǎng)接口和/或usb接口，所述主控制器的輸入端和ofdm解調(diào)器相連，所述ofdm解調(diào)器通過射頻前端和中頻接收天線相連，所述射頻前端為上述的基于能量統(tǒng)計(jì)的模擬數(shù)字聯(lián)合控制模塊。

本發(fā)明為解決上述技術(shù)問題還提供一種基于能量統(tǒng)計(jì)的模擬數(shù)字聯(lián)合控制模塊的自動(dòng)增益控制方法，包括如下步驟：s1：對(duì)接收機(jī)放大器增益進(jìn)行分段,調(diào)整其性能達(dá)到最優(yōu)的模擬端性能；s2：根據(jù)最優(yōu)模擬端的值,經(jīng)過adc轉(zhuǎn)化單元處理后,由數(shù)字能量計(jì)算單元對(duì)其能量進(jìn)行統(tǒng)計(jì)并設(shè)定基準(zhǔn)信號(hào)強(qiáng)度,由數(shù)字能量單元計(jì)算出當(dāng)前的數(shù)字能量值,作為數(shù)字能量基準(zhǔn)值；s3：設(shè)置第一查詢表存儲(chǔ)差值與衰減量增益的對(duì)應(yīng)關(guān)系,根據(jù)模擬信號(hào)的當(dāng)前能量值與數(shù)字能量基準(zhǔn)值的差值查詢衰減量增益；s4：設(shè)置第二查詢表存儲(chǔ)衰減量增益與控制信號(hào)的對(duì)應(yīng)關(guān)系,根據(jù)模擬端的衰減增益查詢所需的控制信號(hào)；s5：信號(hào)經(jīng)過adc轉(zhuǎn)化單元之后，由數(shù)字能量計(jì)算單元對(duì)其能量進(jìn)行統(tǒng)計(jì)并設(shè)定基準(zhǔn)信號(hào)強(qiáng)度，同時(shí)反饋給模擬增益控制單元當(dāng)前基準(zhǔn)信號(hào)強(qiáng)度增益；當(dāng)輸入信號(hào)大于這個(gè)基準(zhǔn)信號(hào)強(qiáng)度時(shí)，增益控制信號(hào)反饋模擬增益控制單元的信號(hào)使其減小增益，反之則增大信號(hào)增益。

本發(fā)明對(duì)比現(xiàn)有技術(shù)有如下的有益效果：本發(fā)明提供的基于能量統(tǒng)計(jì)的模擬數(shù)字聯(lián)合控制模塊及自動(dòng)增益控制方法，易于調(diào)試，精度高，具備高靈敏度和高動(dòng)態(tài)范圍，可用于滿足海上中頻數(shù)字廣播系統(tǒng)中船載接收機(jī)的簡易高效低成本的需求。

附圖說明

圖1為本發(fā)明基于能量統(tǒng)計(jì)的模擬數(shù)字聯(lián)合控制模塊的電路方框示意圖；

圖2為采用本發(fā)明模擬數(shù)字聯(lián)合控制模塊的船載接收機(jī)的電路方框圖；

圖3為本發(fā)明基于能量統(tǒng)計(jì)的模數(shù)聯(lián)合控制模塊的自動(dòng)增益控制流程示意圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的描述。

圖1為本發(fā)明基于能量統(tǒng)計(jì)的模擬數(shù)字聯(lián)合控制模塊的電路方框示意圖。

請(qǐng)參見圖1，本發(fā)明提供的基于能量統(tǒng)計(jì)的模擬數(shù)字聯(lián)合控制模塊，包括模擬增益控制單元和數(shù)字信號(hào)處理單元，其中，所述模擬增益控制單元依次通過第一濾波器、adc轉(zhuǎn)化單元、數(shù)字能量統(tǒng)計(jì)單元和數(shù)字信號(hào)處理單元相連，所述模擬增益控制單元通過第二濾波器從輸入接口接收信號(hào)，經(jīng)過濾波后輸送到adc轉(zhuǎn)化單元，所述數(shù)字能量統(tǒng)計(jì)單元接收來自adc轉(zhuǎn)化單元的模擬信號(hào)，對(duì)其能量進(jìn)行統(tǒng)計(jì)并為數(shù)字信號(hào)處理單元設(shè)定基準(zhǔn)信號(hào)強(qiáng)度，所述數(shù)字信號(hào)處理單元的輸出端和輸出接口以及模擬增益控制單元的反饋控制端相連，所述模擬增益控制單元、adc轉(zhuǎn)化單元和數(shù)字能量統(tǒng)計(jì)單元的電源端和電源模塊相連。

本發(fā)明提供的基于能量統(tǒng)計(jì)的模擬數(shù)字聯(lián)合控制模塊，電源模塊向各個(gè)模塊單元提供電源；信號(hào)從輸入接口進(jìn)入,分別進(jìn)入濾波器,模擬增益控制單元后進(jìn)入adc轉(zhuǎn)化單元,在進(jìn)入數(shù)字能量統(tǒng)計(jì)單元后,經(jīng)數(shù)字信號(hào)處理控制模擬增益控制單元,多次調(diào)解使之,達(dá)到最優(yōu)的性能輸出。

圖2為采用本發(fā)明模擬數(shù)字聯(lián)合控制模塊的船載接收機(jī)的電路方框圖。

請(qǐng)繼續(xù)參見圖2，本發(fā)明還提供一種船載接收機(jī)，包括主控制器，其中，所述主控制器通過數(shù)據(jù)總線連接以太網(wǎng)接口和/或usb接口，所述主控制器的輸入端和ofdm解調(diào)器相連，所述ofdm解調(diào)器通過射頻前端和中頻接收天線相連，所述射頻前端為前述的基于能量統(tǒng)計(jì)的模擬數(shù)字聯(lián)合控制模塊。各單元的主要功能及實(shí)現(xiàn)如下。

一、中頻接收天線

接收頻率范圍覆蓋495khz～505khz的電場(chǎng)或磁場(chǎng)的天線，宜覆蓋486khz、490khz和518khz，以便與navtex公用天線。

二、射頻前端

射頻前端為本發(fā)明基于能量統(tǒng)計(jì)的模擬數(shù)字聯(lián)合控制模塊，將來自天線的rf信號(hào)進(jìn)行濾波、放大和變換，以滿足解調(diào)要求。具備高靈敏度和高動(dòng)態(tài)范圍。

三、ofdm解調(diào)器：對(duì)ofdm信號(hào)進(jìn)行解調(diào)，以恢復(fù)出ds、mis和tis的數(shù)據(jù)流，重新創(chuàng)建包含有已發(fā)送的消息文件的數(shù)據(jù)流。

四、主控制器

采用文件多路分配器接收消息文件；根據(jù)最終應(yīng)用的不同，消息文件可以：a)存儲(chǔ)于可通過船舶網(wǎng)訪問的船載服務(wù)器上；b)直接在接收機(jī)顯示單元顯示；c)發(fā)送給最終應(yīng)用設(shè)備。

五、顯示單元

為顯示并檢查接收參數(shù)提供一個(gè)人機(jī)接口，根據(jù)消息文件的應(yīng)用分類，用于顯示專用消息并通過配置使該接口與專用船載設(shè)備應(yīng)用相連(例如，電子導(dǎo)航)，同時(shí)管理船舶的許可內(nèi)容(船舶標(biāo)識(shí)、加密)。此接口可能是在外部計(jì)算機(jī)運(yùn)行的專門應(yīng)用，接收機(jī)可以是黑匣子設(shè)備。

六、數(shù)據(jù)接口

接收外部gnss等數(shù)據(jù)，控制器根據(jù)消息文件的應(yīng)用分類，通過數(shù)據(jù)接口將消息文件提供給應(yīng)用設(shè)備。設(shè)備應(yīng)提供符合iec61162系列標(biāo)準(zhǔn)的要求的數(shù)據(jù)接口，宜提供以太網(wǎng)和usb接口，以便文件的高速傳輸和傳遞，設(shè)備可提供打印機(jī)接口。

請(qǐng)繼續(xù)參見圖3，本發(fā)明提供的基于能量統(tǒng)計(jì)的模擬數(shù)字聯(lián)合控制模塊的自動(dòng)增益控制過程如下：

步驟s1接收機(jī)放大器增益合理分段,調(diào)整其性能達(dá)到最優(yōu)的模擬端性能。

步驟s2根據(jù)最優(yōu)模擬端的值,經(jīng)過adc處理后,由數(shù)字能量計(jì)算單元對(duì)其能量進(jìn)行統(tǒng)計(jì)并設(shè)定基準(zhǔn)信號(hào)強(qiáng)度,由數(shù)字能量單元計(jì)算出當(dāng)前的數(shù)字能量值,作為數(shù)字能量基準(zhǔn)值(目標(biāo)值)。

步驟s3根據(jù)數(shù)字能量的基準(zhǔn)值,設(shè)置與基準(zhǔn)值的差值設(shè)置第一查詢表,用來查詢與目標(biāo)值的差值。

步驟s4設(shè)置模擬端的模擬增益控制的關(guān)系,設(shè)置為第二查詢表,用來查詢模擬端的衰減量。

步驟s5信號(hào)經(jīng)過adc之后，由數(shù)字能量計(jì)算單元對(duì)其能量進(jìn)行統(tǒng)計(jì)并設(shè)定基準(zhǔn)信號(hào)強(qiáng)度，同時(shí)反饋給模擬增益控制單元當(dāng)前基準(zhǔn)信號(hào)強(qiáng)度增益；當(dāng)輸入信號(hào)大于這個(gè)基準(zhǔn)信號(hào)強(qiáng)度時(shí)，增益控制信號(hào)反饋模擬增益控制單元的信號(hào)使其減小增益，反之則增大信號(hào)增益。通過模擬和數(shù)字兩部分的控制，達(dá)到一個(gè)良好的agc效果。

下面給出一個(gè)具體實(shí)例：

設(shè)置設(shè)備最佳的性能時(shí)候數(shù)字能量統(tǒng)計(jì)單元的值為x，x是接收機(jī)性能最優(yōu)的時(shí)刻的一個(gè)預(yù)設(shè)值，所述預(yù)設(shè)值與選擇的器件等有關(guān)系。

設(shè)置控制數(shù)字能量達(dá)到x的值得時(shí)候,需要的數(shù)字衰減量分別是多少,設(shè)置為第一查詢表，例如x為100,到100的數(shù)字衰減為分別為a1、a2、a3和a4等。

將模擬增益控制單元的衰減量增益與控制信號(hào)的關(guān)系,設(shè)置為第二查詢表，控制關(guān)系是器件本身的特性，不同的型號(hào)的器件是不一樣的值,但是原理是一樣的，該值需要實(shí)際測(cè)試；比如增益為-10時(shí)候控制信號(hào)為b1,增益為0時(shí)候控制信號(hào)為b2,增益為10時(shí)候控制信號(hào)為b3等。

任意信號(hào)從輸入接口進(jìn)入，經(jīng)過處理到數(shù)字能量統(tǒng)計(jì)單元時(shí)能量為y，(y不等于x)計(jì)算y與x的差值，查詢表a，得到所需要的衰減量，根據(jù)得到的衰減量，查詢表b，得到衰減量增益與控制信號(hào)的關(guān)系，多次調(diào)節(jié)控制信號(hào)，使之能量統(tǒng)計(jì)單元的最終能量統(tǒng)計(jì)為本發(fā)明所需要的x，即性能最優(yōu)的時(shí)刻。

雖然本發(fā)明已以較佳實(shí)施例揭示如上，然其并非用以限定本發(fā)明，任何本領(lǐng)域技術(shù)人員，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)，當(dāng)可作些許的修改和完善，因此本發(fā)明的保護(hù)范圍當(dāng)以權(quán)利要求書所界定的為準(zhǔn)。