自動(dòng)增益控制電路的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及移動(dòng)通信系統(tǒng)增益技術(shù)，尤其涉及一種自動(dòng)增益控制電路。
【背景技術(shù)】
[0002] 現(xiàn)代通信技術(shù)日益月異，各種無(wú)線通信標(biāo)準(zhǔn)層出不窮。在信號(hào)的接收過(guò)程中，自動(dòng) 增益控制電路（AGC)是模擬或數(shù)字接收機(jī)的關(guān)鍵組成部分。接收機(jī)的AGC環(huán)路通過(guò)對(duì)前端 模擬增益放大器的增益控制，將模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊的模擬輸入信號(hào)穩(wěn)定在某一最佳值附近，確 保在接收強(qiáng)信號(hào)時(shí)模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊不溢出，同時(shí)在接收弱信號(hào)時(shí)增加模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊有效量化 位數(shù)。但是，由于傳統(tǒng)模擬自動(dòng)增益控制電路抗噪聲能力差，容易受到溫度的影響，難以實(shí) 現(xiàn)高精度控制，且控制穩(wěn)定性和靈活性較差，環(huán)路時(shí)間常數(shù)一旦確定就無(wú)法更改。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 針對(duì)上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明的目的在于提供一種自動(dòng)增益控制電路，其采用數(shù)字 式自動(dòng)增益控制，具有反饋快捷、功耗低等特點(diǎn)。
[0004] 為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：
[0005] 自動(dòng)增益控制電路，包括前級(jí)增益電路、模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊、幅度提取模塊、誤差檢測(cè) 模塊、收斂調(diào)整模塊、環(huán)路濾波模塊以及增益調(diào)節(jié)模塊；所述前級(jí)增益電路，用于將來(lái)自外 部天線的射頻信號(hào)進(jìn)行處理后輸出模擬正交信號(hào)至模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊；所述模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊，用 于將該模擬正交信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字正交信號(hào)，并將該數(shù)字正交信號(hào)分別輸出至幅度提取模塊 和外部的后級(jí)電路；所述幅度提取模塊，用于獲取該數(shù)字正交信號(hào)的當(dāng)前幅度值，并將該當(dāng) 前幅度值發(fā)送至誤差檢測(cè)模塊；所述誤差檢測(cè)模塊，用于根據(jù)該當(dāng)前幅度值與預(yù)設(shè)的目標(biāo) 幅度值進(jìn)行比較計(jì)算出誤差值，并將該誤差值發(fā)送至收斂調(diào)整模塊；所述收斂調(diào)整模塊，用 于根據(jù)誤差值以及預(yù)設(shè)的增益因子輸出調(diào)整值至環(huán)路濾波模塊；所述環(huán)路濾波模塊，用于 將調(diào)整值在預(yù)設(shè)次數(shù)內(nèi)進(jìn)行循環(huán)累加以得到增益值，并將該增益值通過(guò)增益調(diào)節(jié)模塊發(fā)送 至前級(jí)增益電路。
[0006] 優(yōu)選的，所述模擬正交信號(hào)包括模擬正弦信號(hào)和模擬余弦信號(hào)，所述數(shù)字正交信 號(hào)包括數(shù)字正弦信號(hào)和數(shù)字余弦信號(hào)。
[0007] 進(jìn)一步優(yōu)選的，所述幅度提取模塊包括第一降采樣模塊、第二降采樣模塊、第一提 取模塊、第二提取模塊、第一乘法器以及加法器；所述第一降采樣模塊，用于將數(shù)字正弦信 號(hào)進(jìn)行降采樣處理得到降采樣正弦信號(hào)；所述第二降采樣模塊，用于將數(shù)字余弦信號(hào)進(jìn)行 降采樣處理后得到降采樣余弦信號(hào)；所述第一提取模塊，用于獲取降采樣正弦信號(hào)的峰值 的絕對(duì)值以及獲取降采樣余弦信號(hào)的峰值的絕對(duì)值，將兩者中數(shù)值大的絕對(duì)值發(fā)送至加法 器；所述第二提取模塊，用于獲取降采樣正弦信號(hào)的峰值的絕對(duì)值以及獲取降采樣余弦信 號(hào)的峰值的絕對(duì)值，將兩者中數(shù)值小的絕對(duì)值發(fā)生至第一乘法器；所述第一乘法器，用于將 數(shù)值小的絕對(duì)值與預(yù)設(shè)的乘法系數(shù)進(jìn)行乘法運(yùn)算得到新數(shù)值后發(fā)送至加法器；所述加法 器，用于將數(shù)值大的絕對(duì)值與新數(shù)值進(jìn)行加法運(yùn)算后得到當(dāng)前幅度值，并將該當(dāng)前幅度值 發(fā)送至誤差檢測(cè)模塊。
[0008] 進(jìn)一步優(yōu)選的，所述乘法系數(shù)為0. 3125。
[0009] 進(jìn)一步優(yōu)選的，所述收斂調(diào)整模塊包括第二乘法器，所述第二乘法器用于根據(jù)誤 差值與預(yù)設(shè)的增益因子進(jìn)行運(yùn)算后輸出調(diào)整值至環(huán)路濾波模塊。
[0010] 進(jìn)一步優(yōu)選的，所述環(huán)路濾波模塊包括防溢出處理器、觸發(fā)器、累加器、計(jì)數(shù)器以 及選擇器，所述累加器的輸入端與收斂調(diào)整模塊連接，累加器的輸出端連接防溢出處理器 的輸入端，選擇器的輸出端通過(guò)觸發(fā)器連接累加器的輸入端，所述防溢出處理器的輸出端 還連接增益調(diào)節(jié)模塊，所述計(jì)數(shù)器連接選擇器的控制端，所述計(jì)數(shù)器還連接收斂調(diào)整模塊， 該計(jì)數(shù)器用于當(dāng)收斂調(diào)整模塊首次輸出調(diào)整值時(shí)使防溢出處理器的輸出端與選擇器的輸 入端連接，當(dāng)收斂調(diào)整模塊從第二次輸出調(diào)整值時(shí)開(kāi)始使累加器的輸出端與選擇器的輸入 端連接，當(dāng)收斂調(diào)整模塊輸出調(diào)整值的次數(shù)達(dá)到預(yù)設(shè)次數(shù)且根據(jù)來(lái)自收斂調(diào)整模塊的調(diào)整 值檢測(cè)出射頻信號(hào)發(fā)生功率突變時(shí)，計(jì)數(shù)器清零。
[0011] 進(jìn)一步優(yōu)選的，所述前級(jí)增益電路包括低噪聲放大器、混頻器、第一低通濾波器、 第二低通濾波器、第一增益放大器和第二增益放大器，所述模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊包括第一模數(shù)轉(zhuǎn) 換模塊和第二模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊；所述低噪聲放大器的輸入端與外部天線連接，低噪聲放大器 的輸出端連接混頻器的輸入端，所述第一低通濾波器的輸入端和第二低通濾波器的輸入端 均與混頻器的輸出端連接，所述第一低通濾波器的輸出端通過(guò)第一增益放大器連接第一模 數(shù)轉(zhuǎn)換模塊的輸入端，所述第二低通濾波器的輸出端通過(guò)第二增益放大器連接第二模數(shù)轉(zhuǎn) 換模塊的輸入端，所述第一模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊的輸出端和第二模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊的輸出端均與幅度 提取模塊連接。
[0012] 相比現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明的有益效果在于：
[0013] 本發(fā)明采用數(shù)字式自動(dòng)增益控制電路，通過(guò)幅度提取模塊對(duì)數(shù)字正交信號(hào)進(jìn)行提 取，降低采樣點(diǎn)數(shù)量，減少了運(yùn)算量，節(jié)省設(shè)計(jì)面積及功耗，誤差檢測(cè)模塊決定增益調(diào)整方 向，收斂調(diào)整模塊用于實(shí)現(xiàn)調(diào)整速度和精度的調(diào)節(jié)，以適應(yīng)更多場(chǎng)合。
【附圖說(shuō)明】
[0014] 圖1為本發(fā)明的電路結(jié)構(gòu)圖；
[0015] 圖2為本發(fā)明的前級(jí)增益電路和模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊的模塊結(jié)構(gòu)圖；
[0016] 圖3為本發(fā)明的幅度提取模塊的模塊結(jié)構(gòu)圖；
[0017] 圖4為本發(fā)明的環(huán)路濾波模塊的電路結(jié)構(gòu)圖。
【具體實(shí)施方式】
[0018] 下面，結(jié)合附圖以及【具體實(shí)施方式】，對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步描述：
[0019] 參見(jiàn)圖1至圖4,本發(fā)明實(shí)施例提供一種自動(dòng)增益控制電路，其包括前級(jí)增益電 路、模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊、幅度提取模塊、誤差檢測(cè)模塊、收斂調(diào)整模塊、環(huán)路濾波模塊以及增益調(diào) 節(jié)模塊；前級(jí)增益電路，用于將來(lái)自外部天線的射頻信號(hào)進(jìn)行處理后輸出模擬正交信號(hào)至 模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊；模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊，用于將該模擬正交信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字正交信號(hào)，并將該數(shù)字正 交信號(hào)分別輸出至幅度提取模塊和外部的后級(jí)電路；幅度提取模塊，用于獲取該數(shù)字正交 信號(hào)的當(dāng)前幅度值，并將該當(dāng)前幅度值發(fā)送至誤差檢測(cè)模塊；誤差檢測(cè)模塊，用于根據(jù)該 當(dāng)前幅度值與預(yù)設(shè)的目標(biāo)幅度值進(jìn)行比較計(jì)算出誤差值，并將該誤差值發(fā)送至收斂調(diào)整模 塊；收斂調(diào)整模塊，用于根據(jù)誤差值以及預(yù)設(shè)的增益因子輸出調(diào)整值至環(huán)路濾波模塊；環(huán) 路濾波模塊，用于將調(diào)整值在預(yù)設(shè)次數(shù)內(nèi)進(jìn)行循環(huán)累加以得到增益值，并將該增益值通過(guò) 增益調(diào)節(jié)模塊發(fā)送至前級(jí)增益電路。
[0020] 本實(shí)施例一個(gè)總的工作流程為，通過(guò)提取射頻信號(hào)的幅度值，與目標(biāo)幅度值進(jìn)行 誤差值計(jì)算，加誤差值送給收斂調(diào)整模塊得到調(diào)整值之后輸送至環(huán)路濾波模塊，最后經(jīng)過(guò) 增益調(diào)節(jié)模塊進(jìn)行映射后反饋回前級(jí)增益電路，形成一個(gè)反饋回路，能夠保證前級(jí)增益電 路輸出至后級(jí)電路的信號(hào)最接近目標(biāo)值。
[0021] 實(shí)際上，前級(jí)增益電路是將射頻信號(hào)進(jìn)行下變頻、濾波等處理后分成兩路信號(hào)輸 送至模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊，即在輸入單載波情況下，所謂模擬正交信號(hào)包括模擬正弦信號(hào)和模擬 余弦信號(hào)，所謂數(shù)字正交信號(hào)包括數(shù)字正弦信號(hào)和數(shù)字余弦信號(hào)。
[0022] 上述前級(jí)增益電路包括低噪聲放大器、混頻器、第一低通濾波器、第二低通濾波 器、第一增益放大器和第二增益放大器，模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊包括第一模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊和第二模數(shù) 轉(zhuǎn)換模塊；低噪聲放大器的輸入端與外部天線連接，低噪聲放大器的輸出端連接混頻器的 輸入端，第一低通濾波器的輸入端和第二低通濾波器的輸入端均與混頻器的輸出端連接， 第一低通濾波器的輸出端通過(guò)第一增益放大器連接第一模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊的輸入端，第二低通 濾波器的輸出端通過(guò)第二增益放大器連接第二模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊的輸入端，第一模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊 的輸出端和第二模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊的輸出端均與幅度提取模塊連接。低噪聲放大電路用于減少 對(duì)后面電路噪聲的影響。混頻器將射頻信號(hào)分成兩路信號(hào)，單載波輸入的情況下，一路為模 擬正弦信號(hào)，一路為模擬余弦信號(hào)，該兩路信號(hào)依次經(jīng)過(guò)低通濾波、放大增益之后由模數(shù)轉(zhuǎn) 換器進(jìn)行轉(zhuǎn)換為數(shù)字正弦信號(hào)和數(shù)字余弦信號(hào)。
[0023] 幅度提取模塊包括第一降采樣模塊、第二降采樣模塊、第一提取模塊、第二提取模 塊、第一乘法器A1以及加法器B1 ;第一降采樣模塊，用于將數(shù)字正弦信號(hào)進(jìn)行降采樣處理 得到降采樣正弦信號(hào)；第二降采樣模塊，用于將數(shù)字余弦信號(hào)進(jìn)行降采樣處理后得到降采 樣余弦信號(hào)；第一提取模塊，用于獲取降采樣正弦信號(hào)的峰值的絕對(duì)值以及獲取降采樣余 弦信號(hào)的峰值的絕對(duì)值，將兩者中數(shù)值大的絕對(duì)值發(fā)送至加法器B1 ;第二提取模塊，用于 獲取降采樣正弦信號(hào)的峰值的絕對(duì)值以及獲取降采樣余弦信號(hào)的峰值的絕對(duì)值，將兩者中 數(shù)值小的絕對(duì)值發(fā)送至第一乘法器A1 ;第一乘法器A1，用于將數(shù)值小的絕對(duì)值與預(yù)設(shè)的乘 法系數(shù)進(jìn)行乘法運(yùn)算得到新數(shù)值后發(fā)送至加法器B1 ;加法器B1，用于將數(shù)值大的絕對(duì)值與 新數(shù)值進(jìn)行加法運(yùn)算后得到當(dāng)前幅度值，并將該當(dāng)前幅度值發(fā)送至誤差檢測(cè)模塊。
[0024] 上述幅度提取模塊采用求模值的方式，但為了減少運(yùn)算量，節(jié)省設(shè)計(jì)面積及功 耗，求取模值不采用平方開(kāi)根號(hào)這種復(fù)雜的計(jì)算方式，而是采用近似的方式進(jìn)行等效，采 用等效的公式為
，其中，I為數(shù)字正弦信號(hào)，Q為數(shù)字余弦信 號(hào)，N為乘法系數(shù)，本實(shí)施例中，N優(yōu)選為0.3125,L為降采樣正弦信號(hào)的峰值的絕對(duì)值和 降采樣余弦信號(hào)的峰值的絕對(duì)值這兩者中較大的一個(gè)絕對(duì)值，而S即為降采樣正弦信號(hào) 的峰值的絕對(duì)值和降采樣余弦信號(hào)的峰值的絕對(duì)值這兩者中較小的一個(gè)絕對(duì)值，即L= MAX{|I|，|Q|};S=MIN{|I|，|Q|}。I、Q兩路信號(hào)相位相差90度。整個(gè)幅度提取模塊先分 別對(duì)I、Q兩路信號(hào)進(jìn)行降采樣處理，本實(shí)施例優(yōu)選為8倍降采樣，然后對(duì)該兩路信號(hào)的絕對(duì) 值中較小的值乘以0. 3125,然后加上該兩路信號(hào)的