[发明专利]用于无线通信接收机的数字自动增益控制电路

说明书

本发明公开了一种用于无线通信接收机的数字自动增益控制电路，包括数字放大器、模值计算电路、平均值滤波器、功率计算电路和误差处理电路；数字放大器集成了放大电路、峰值检测电路和误差检测电路；峰值检测电路和误差检测电路主要是针对电路中存在的突变信号设计的，能快速检测突变信号，重新调节数字AGC电路，实现数字AGC的快速锁定；功率计算电路和误差处理电路主要是在对数域对信号进行处理，得到增益系数，用来驱动数字AGC的数字放大器，完成AGC环路。本发明在对数域调节功率，具有建立时间短、控制灵活等特点；而且峰值检测电路和误差检测电路也能够对突变信号快速响应，使得数字AGC环路稳定。

技术领域

本发明涉及一种零中频接收机中数字自动增益控制技术，尤其涉及一种用于无线通信接收机的数字自动增益控制电路。

背景技术

在无线通信系统中由于传输距离以及地形等因素的影响，电波在空间传播过程中存在不同程度的衰落，接收机输入端接收到的信号强度有很大的变化，其变化范围可能高达60～80dB。面对大动态范围的接收信号，高分辨率的ADC固然可以获得较大的动态范围，但是在信号比较小的情况下接收机的性能仍然会受到很大的影响，因此，自动增益控制(Automatic Gain Control，AGC)系统是提升接收机解调性能的一个重要途径。

AGC系统由可变增益放大器、检测器和增益控制电路三部分组成，检测器从可变增益放大器的输出中提取信号强度信息，增益控制电路据此自动调节可变增益放大器的增益，以保证待解调信号的强度处于一个稳定水平来提高接收机的解调性能。卫星定位通信接收机的接收灵敏度通常在噪声水平以下，利用信号的相关性实现解调，这就要求接收机链路实现较大的增益以把信号(包括噪声)放大到显著功率水平以进行量化。此外，近年来零中频架构的接收机由于其系统集成度高，电路结构简单等优点使得其应用逐步取代了超外差接收机。

AGC系统又可以分为模拟AGC、数字AGC和数模混合AGC。模拟AGC系统的可变增益放大器、检测器和增益控制电路都是在模拟域实现的，当输入信号变化时，输出(输入)信号的强度经平方律器件检测信号强度后，反馈(前馈)增益控制信号到可变增益级，使信号强度锁定到规定的范围内。数模混合AGC系统的可变增益放大器采用增益可编程的放大器结构，但是增益控制、甚至信号强度检测都在数字域实现，其增益控制更为灵活、放大器的结构选择更为自由因而可以采用各种反馈技术提高放大器的性能。全数字AGC则完全避免了使用模拟电路，其利用高分辨率的ADC直接将高动态范围的模拟基带信号量化，然后在数字域实现信号增益，这不但具有可靠性高、方便配置、易于调试和精确性高等优点，还减少了模拟信号处理的环节，因而缓解了非线性失真对信噪比的恶化。数字AGC具有更精确的增益调整步长、更强的AGC控制能力，输出信号波动可以小于1dB甚至更小，模拟AGC输出信号波动通常为3～6dB以保证系统的稳定。随着高速高精度ADC设计技术和高速度、低成本的数字信号处理芯片的发展，全数字AGC展现出诸多优势并获得越来越广泛的应用。

发明内容

发明目的：针对以上问题，本发明提出一种用于无线通信接收机的数字自动增益控制电路。

技术方案：为实现本发明的目的，本发明所采用的技术方案是：一种用于无线通信接收机的数字自动增益控制电路，包括数字放大器、模值计算电路、平均值滤波器、功率计算电路、门限比较电路和误差处理电路。

输入信号通过数字放大器后被注入到模值计算电路中，获取基带信号的模值；平均值滤波器对模值计算电路的模值信号进行分段，并求取各段的平均模值；平均模值经过功率计算电路，将平均模值变换到对数域内，获得基带信号的功率值；功率值依次注入到门限比较电路和误差处理电路。

误差处理电路包含增益系数调整电路和反对数运算电路；增益系数调整电路根据门限比较的结果，应用分段调节机制，得到一个在对数域内的增益系数；反对数运算电路将对数域内的增益系数变换到线性域中，用来驱动数字AGC的数字放大器，完成AGC环路。