[发明专利]一种用于数模混合SOC芯片的自动增益控制系统及方法

说明书

技术领域

本发明涉及通信系统，具体涉及一种用于数模混合SOC芯片的自动增益控制系统及方法。

背景技术

在现代的无线通信系统中，干扰、多径传播和移动接收可能带来接收信号功率的大幅度变化。为了保证有用信号功率在较大动态范围内变化时，输出信噪比都能满足最低的解调要求，需要引入增益可调电路，并且能够自动对增益进行调节，因此能够实现这一功能的电路被称为自动增益控制(AGC)系统。在输入信号功率变化较大的情况下，AGC能使输出信号功率保持恒定或仅在较小范围内变化。

传统的模拟AGC采用模拟信号控制可变增益放大器(VGA)，稳定性与控制精度、调整速度难以兼顾，且设计复杂，而数字AGC用于无线接收机中需要额外的模数转换单元，其功耗与面积难以满足要求。

发明内容

本发明的目的是为了解决上述问题，提出一种用于数模混合SOC芯片的自动增益控制系统及方法，可应用于数字电视、无线通信和导航接收机。

一种用于数模混合SOC芯片的自动增益控制系统，包括可编程增益放大器PGA、功率检测器RSSI、新型模数转换器ADC和数字控制器；

PGA的输入为外部模拟信号，PGA对模拟信号进行放大，PGA由数字控制器提供初始增益数值，RSSI检测PGA输出模拟信号的功率，将输出模拟信号的功率信息转换为电平信息，输出至ADC，ADC将电平信息转换为N位数字信号，输出至数字控制器，数字控制器对N位数字信号进行计算处理，得到当前输出功率信息，当输入新的外部模拟信号时，如果输出信号功率不满足要求，数字控制器获取新的增益数值，并将其输出至PGA，进行反馈控制，直到PGA的输出模拟信号功率满足要求。

一种用于数模混合SOC芯片的自动增益控制方法，具体过程如下：

步骤一：设定一个初始增益数值，此增益数值是由数字控制系统来控制的，并且随时检测输出模拟信号的功率；

步骤二：设目标输出功率下限为P，数字控制增益的调节步长为X，将输出模拟信号的功率与输出功率上限,P,P₁＝P-X(dB),P₂＝P-3X(dB),…,P_N-2＝P-(2^N-2-1)X(dB)做对比，得到当前输出模拟信号的功率区间；

步骤三：由数字控制系统根据当前输出模拟信号的功率区间来适当改变增益数值

(1)输出模拟信号功率大于目标上限，则降低2^N-2X(dB)增益，不低于最低增益；

(2)输出模拟信号功率在目标范围内则保持当前增益不变；

(3)输出模拟信号功率小于P大于P₁则提高X(dB)增益，不高于最高增益；

(4)输出模拟信号功率小于P₁大于P₂则提高2X(dB)增益，不高于最高增益；

(5)以此类推，小于P_N-3大于P_N-2则提高2^N-3X(dB)增益，不高于最高增益；

步骤四：重复步骤三的方法，经过不多于N个周期输出模拟信号功率可保持在目标范围内。

本发明的优点在于：

(1)本发明提供的自动增益控制方法采用数模结合反馈控制，能够在较少的反馈周期内精确调整增益幅度，且增益控制范围较大，适用于高精度、高动态的无线通信系统。

(2)本发明提供的自动增益控制方法充分利用数模混合SOC技术，采用了新型模数转换器(ADC)，相比纯模拟方法大幅缩减了结构规模，降低了系统功耗，减少了芯片面积，使其更好地适用于便携式接收设备，并且易于集成；

(3)本发明提供的自动增益控制系统已能够用于调整范围达60dB，控制精度达1dB的系统，调整周期不超过6个环路周期，结构简单易于集成，且功耗面积相对同类范围精度速率的AGC更容易满足要求，可广泛应用于数字电视接收机、通信导航接收机等便携式接收设备。

附图说明

图1为本发明数模混合的自动增益控制系统的结构示意图；

图2为本发明新型模数转换器的结构示意图；

图3为本发明自动增益控制调整环路简略示意图；

图4为本发明实施例中自动增益控制调整周期示意图。

具体实施方式

下面将结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。