[发明专利]一种基于FPGA的超短波电台数字AGC控制系统和方法

权利要求书

1.一种基于FPGA的超短波电台数字AGC控制系统，其特征在于：包括数控衰减器I、混频器、数控衰减器II、检波器、A/D转换器、可变增益放大器和FPGA，接收机接收的射频信号RFIN首先送到数控衰减器I，之后经混频器，得出中频信号，中频信号分两路，一路送入数控衰减器II，另一路送入检波器检波，检波器检测出的中频场强指示信号IF_RSSI为模拟信号，由A/D转换器将此模拟信号转换成数字信号，并送入FPGA，为了实时准确得判定中频场强指示信号，FPGA采用滑动窗滤波的算法进行信号处理，获得中频信号的平均值，FPGA根据该中频场强指示信号IF_RSSI进行判断，通过RFAGC信号线控制数控衰减器I，同时通过IFAGC1和IFAGC2信号线来控制数控衰减器II，通过SPI接口控制可变增益放大器，实现中频信号的输出恒定；

其中数控衰减器I完成射频AGC功能，数控衰减器II和可变增益放大器完成中频AGC功能。

2.根据权利要求1所述的一种基于FPGA的超短波电台数字AGC控制系统，其特征在于：所述的A/D转换器通过三线同步串口SPI口与FPGA连接；所述的可变增益放大器通过三线同步串口SPI口与FPGA连接。

3.根据权利要求1所述的一种基于FPGA的超短波电台数字AGC控制系统，其特征在于：所述的数控衰减器I为1档，增益为32dB；所述的数控衰减器II为2档，分别为16dB和32dB；所述的可变增益放大器总增益为34dB。

4.根据权利要求1所述的一种基于FPGA的超短波电台数字AGC控制系统，其特征在于：所述的数控衰减器I为HE751芯片，用于控制射频信号的衰减；所述的数控衰减器II为HE751芯片，用于控制中频信号的衰减；所述的混频器为HSP-158，用于将射频信号转换为中频信号；所述的检波器为AD8307芯片，用于检测中频信号的幅度；所述的A/D转换器为TLV1572，用于将中频场强指示信号转换为数字信号；所述的可变增益放大器为AD8370，用于控制中频信号的增益；所述的FPGA为Xilinx XC5VLX110T，完成系统的信号采集和控制功能。

5.一种基于FPGA的超短波电台数字AGC控制方法，其特征在于：具体步骤为：

（1）根据经验值设置中频AGC的可变增益放大器的开启阀值 、射频AGC洄滞区间和中频AGC数控衰减器开启的阀值，中频AGC的可变增益放大器的开启阀值为threshold0，射频AGC洄滞区间在threshold1和threshold2之间，中频AGC数控衰减器的两个阀值分别为threshold3和 threshold4；

（2）当FPGA检测到中频场强指示信号IF_RSSI非常小，小于threshold0时，置RFAGC为低电平，即数控衰减器I不衰减，增益为最大32dB，IFAGC1、IFAGC2都置为低电平，即数控衰减器II两档都不衰减，增益为32dB，控制可变增益放大器为最大增益34dB；

（3）当FPGA检测到中频场强指示信号IF_RSSI大于threshold0，且小于threshold3时，随着信号逐渐增大，控制可变增益放大器的增益，以1dB步进值进行连续调整；

（4）当FPGA检测到中频场强指示信号IF_RSSI大于threshold3，且小于threshold4时，置IFAGC1为高电平，IFAGC2为低电平，即数控衰减器II衰减16dB，同时，随着信号逐渐增大，控制可变增益放大器的增益，保证总增益以1dB步进值进行连续调整；

（5）当FPGA检测到中频场强指示信号IF_RSSI大于threshold4，且小于threshold2时，置IFAGC1、IFAGC2为高电平，即数控衰减器II衰减32dB，同时，随着信号逐渐增大，控制可变增益放大器的增益，保证总增益以1dB步进值进行连续调整；

（6）当FPGA检测到中频场强指示信号IF_RSSI大于threshold2时，置RFAGC为高电平，即数控衰减器I衰减32dB；IFAGC1、IFAGC2都置高电平，即数控衰减器II衰减32dB，同时，保持可变增益放大器之前的增益值不变，达到衰减大信号的目的，为了防止中频信号输出骤然变化，设置射频AGC的洄滞区间，当信号变小，降到threshold1时，置RFAGC为低电平，即数控衰减器I不衰减，增益为32dB；

通过上述步骤调整，能保证输入射频信号在宽动态范围变化时，输出的中频信号仍然维持在稳定范围内，从而实现中频信号的平稳输出。