一種基于數(shù)據(jù)鏈端機(jī)的自動(dòng)增益控制裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種基于數(shù)據(jù)鏈端機(jī)的自動(dòng)增益控制裝置，包括比較器、可變?cè)鲆娣糯笃骱头逯禉z波器，VGA的選擇有控制電壓的有效范圍、可變?cè)鲆娣秶⒖勺冊(cè)鲆娣糯笃鞯墓ぷ黝l率范圍以及頻率響應(yīng)等方面。VGA增益與控制電壓的函數(shù)關(guān)系有線性的，指數(shù)型的，對(duì)數(shù)型的等，其中指數(shù)型函數(shù)關(guān)系的VGA，要比線性函數(shù)關(guān)系的VGA的增益有更寬的變化范圍。本發(fā)明中實(shí)現(xiàn)AGC的VGA采用具有指數(shù)增益和線性增益特性相結(jié)合的方法，這是因?yàn)榫€性增益特性的VGA可以使小信號(hào)更好的放大，指數(shù)增益特性的VGA可以使大信號(hào)處于限幅區(qū)，這樣就可以大大增加AGC動(dòng)態(tài)范圍。
【專利說(shuō)明】 一種基于數(shù)據(jù)鏈端機(jī)的自動(dòng)增益控制裝置

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于信息處理【技術(shù)領(lǐng)域】，涉及一種增益控制裝置。

【背景技術(shù)】
[0002]在無(wú)線通信接收機(jī)工作時(shí)，接收機(jī)的輸出電平取決于輸入信號(hào)電平和接收機(jī)的增益，由于多種原因，在通信、導(dǎo)航及遙測(cè)遙控系統(tǒng)，由于受發(fā)射功率大小、收發(fā)距離遠(yuǎn)近、電磁波傳播衰落等各種因素的影響，接收機(jī)的輸入信號(hào)變化范圍往往很大，微弱時(shí)可以是幾微伏或者幾十微伏，信號(hào)強(qiáng)時(shí)可以得到幾百毫伏甚至更大，也就是最強(qiáng)信號(hào)電壓和最弱信號(hào)電壓相差可達(dá)到幾十分貝，顯然在接收微弱信號(hào)時(shí)，希望接收機(jī)的增益高，而接收強(qiáng)信號(hào)時(shí)則希望它的增益低，這樣才能使輸出信號(hào)保持適當(dāng)?shù)碾娖?，不至于因?yàn)檩斎胄盘?hào)太小而無(wú)法正常工作，也不至于因?yàn)檩斎胄盘?hào)太大而使接收機(jī)發(fā)生飽和或者阻塞，所以在接收機(jī)中加入AGC控制回路，使得當(dāng)輸入信號(hào)電平在很大的范圍變化時(shí)，接收機(jī)輸出電平保持在一較小范圍內(nèi)變化或者基本穩(wěn)定，通過(guò)提高對(duì)輸入信號(hào)的控制來(lái)更穩(wěn)定的輸出要求的信號(hào)，以使信息達(dá)到最佳接收效果。
[0003]AGC控制一般比較常用的前饋型AGC控制方法，前饋型AGC框圖如圖1所示，從圖中可以看出，這個(gè)AGC系統(tǒng)是一個(gè)開(kāi)環(huán)的結(jié)構(gòu)，它有兩個(gè)通道，控制通道通過(guò)檢測(cè)輸入信號(hào)的強(qiáng)度，通過(guò)產(chǎn)生一直流電平來(lái)控制VGA的增益，延遲通道則是使信號(hào)延遲到產(chǎn)生控制電平之后，信號(hào)才從可變?cè)鲆娣糯笃?VGA)中通過(guò)。開(kāi)環(huán)AGC系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)是；在輸入信號(hào)幅度發(fā)生一些變化時(shí)，電路仍然可以做到輸出幅度的不變，并且這種結(jié)構(gòu)具有時(shí)間建立迅速的優(yōu)勢(shì)；缺點(diǎn)是對(duì)系統(tǒng)參數(shù)的變化敏感、動(dòng)作遲緩。
[0004]自動(dòng)增益控制模塊的功能是實(shí)現(xiàn)對(duì)系統(tǒng)動(dòng)態(tài)范圍控制，是一個(gè)閉環(huán)負(fù)反饋的控制系統(tǒng)，它廣泛的應(yīng)用在有線/無(wú)線通信系統(tǒng)、導(dǎo)航以及遙感遙測(cè)等大動(dòng)態(tài)范圍的系統(tǒng)中，AGC控制電路能調(diào)節(jié)這些系統(tǒng)的增益，使得在很大范圍內(nèi)變化的信號(hào)可以產(chǎn)生恒定的輸出電平,進(jìn)而改善整個(gè)系統(tǒng)的性能。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]為了克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提供一種基于數(shù)據(jù)鏈端機(jī)的自動(dòng)增益控制裝置。
[0006]本發(fā)明解決其技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案是:包括比較器、可變?cè)鲆娣糯笃?VGA)和峰值檢波器(peakdetector)。VGA(可變?cè)鲆娣糯笃?是AGC控制電路中一關(guān)鍵的模塊。不同的可變?cè)鲆娣糯笃?VGA)有著不同的的控制率，應(yīng)根據(jù)實(shí)際情況選擇適合幅度特性的VGA。VGA的選擇有控制電壓的有效范圍、可變?cè)鲆娣秶?、可變?cè)鲆娣糯笃?VGA)的工作頻率范圍以及頻率響應(yīng)等方面。VGA增益與控制電壓的函數(shù)關(guān)系有線性的，指數(shù)型的，對(duì)數(shù)型的等，其中指數(shù)型函數(shù)關(guān)系的VGA，要比線性函數(shù)關(guān)系的VGA的增益有更寬的變化范圍。本發(fā)明中實(shí)現(xiàn)AGC的VGA采用具有指數(shù)增益和線性增益特性相結(jié)合的方法，這是因?yàn)榫€性增益特性的VGA可以使小信號(hào)更好的放大，指數(shù)增益特性的VGA可以使大信號(hào)處于限幅區(qū)，這樣就可以大大增加動(dòng)態(tài)范圍。常用的兩種呈指數(shù)控制律的可變?cè)鲆娣糯笃麟娐酚卸O管衰減器以及雙柵103？?jī)r(jià)場(chǎng)效應(yīng)管，本文采用雙柵場(chǎng)效應(yīng)管和狐芯片級(jí)聯(lián)的方式來(lái)實(shí)現(xiàn)，通過(guò)級(jí)聯(lián)的放大器，可實(shí)現(xiàn)連續(xù)寬范圍調(diào)節(jié)增益大小的目的。
[0007]電壓比較器是種比較常用的運(yùn)算放大電路。在電路中，由于參考信號(hào)采用的是信號(hào)電壓，所以比較器采用電壓比較器，電壓比較器是運(yùn)算放大器非線性應(yīng)用電路，它是將一模擬直流電壓信號(hào)和一參考電平作比較在兩者電平幅度相等附近小范圍內(nèi)，比較器的輸出電壓將產(chǎn)生很大的躍變，相應(yīng)的比較器會(huì)輸出低電平或者高電平。
[0008]峰值檢波器(￠16成(161:601:01-)的作用是從已調(diào)制的高頻(中頻)信號(hào)中將低頻調(diào)制信號(hào)解調(diào)出來(lái)。檢波器按照檢波方法可分為包絡(luò)檢波和同步檢波兩種，包絡(luò)檢波指的是檢波器的輸出電壓跟輸入調(diào)幅波的包絡(luò)成正比例關(guān)系的檢波。同歩檢波是利用一個(gè)與載波同步的本地振蕩信號(hào)與已調(diào)波進(jìn)行差拍從而實(shí)現(xiàn)檢波的，對(duì)于調(diào)制信號(hào)的檢波，同步檢波器要比包絡(luò)檢波器的實(shí)現(xiàn)電路復(fù)雜，所以本發(fā)明采用包絡(luò)檢波的方式，由于調(diào)制信號(hào)幅值大于0.57，故采用峰值包絡(luò)檢波的方式。檢波器由中頻信號(hào)輸入電路、非線性元件、負(fù)載三部分組成，檢波器的中頻信號(hào)輸入電路即中頻變壓器的次級(jí)，它把調(diào)幅中頻信號(hào)送到檢波器的輸人端，非線性元件起著頻譜變換的作用。一般以二極管或三極管作非線性元件，利用其輸入特性曲線的非線性部分，把調(diào)制中頻信號(hào)變成去掉載波保持其包絡(luò)不變的低頻信號(hào)。

【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0009]圖1為前向型八控制原理圖。
[0010]圖2為本發(fā)明采用的反饋型八控制原理圖。
[0011]圖3為本發(fā)明采用的篇總體結(jié)構(gòu)圖。

【具體實(shí)施方式】
[0012]下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)一步說(shuō)明，本發(fā)明包括但不僅限于下述實(shí)施例。
[0013]數(shù)據(jù)鏈端機(jī)接收到的信號(hào)由于電離層衰落和接收信號(hào)條件的變化，輸入端信號(hào)電平會(huì)產(chǎn)生比較大范圍的變化，本發(fā)明通過(guò)采用控制方法使接收機(jī)輸出電平保持在一較小范圍內(nèi)變化或者基本穩(wěn)定，可以實(shí)現(xiàn)信息最佳接收。
[0014]本發(fā)明采用的是一種反饋型的結(jié)構(gòu)框圖，這類—般包括可變?cè)鲆娣糯笃鳝h(huán)路濾波器和峰值檢波器三個(gè)主要部分。峰值檢波器檢測(cè)到的可變?cè)鲆娣糯笃骱暗男盘?hào)強(qiáng)度，生成一個(gè)直流電壓并與一直流參考電平相比較，生成的誤差電壓通過(guò)低通濾波器產(chǎn)生一控制電平，從而控制可變?cè)鲆娣糯笃骱暗脑鲆?。反饋型的具有精度高，魯棒性?qiáng)，并有更低噪聲的優(yōu)點(diǎn)，能夠以一定的準(zhǔn)確度來(lái)保持系統(tǒng)輸出電壓幅度不變并且對(duì)系統(tǒng)電路嘗試的變化不敏感，同時(shí)可以具有快速的響應(yīng)。
[0015]本發(fā)明所采用系統(tǒng)環(huán)路的組成部分有比較器、可變?cè)鲆娣糯笃骱?、峰值檢波器6如圖2所示，可變?cè)鲆娣糯笃?是八控制電路中一關(guān)鍵的模塊。不同的可變?cè)鲆娣糯笃骱坝兄煌牡目刂坡?，?yīng)根據(jù)實(shí)際情況選擇適合幅度特性的的選擇有控制電壓的有效范圍、可變?cè)鲆娣秶?、可變?cè)鲆娣糯笃骱暗墓ぷ黝l率范圍以及頻率響應(yīng)等方面。增益與控制電壓的函數(shù)關(guān)系有線性的，指數(shù)型的，對(duì)數(shù)型的等，其中指數(shù)型函數(shù)關(guān)系的要比線性函數(shù)關(guān)系的狐的增益有更寬的變化范圍。本發(fā)明中實(shí)現(xiàn)的^6八采用具有指數(shù)增益和線性增益特性相結(jié)合的方法，這是因?yàn)榫€性增益特性的可以使小信號(hào)更好的放大，指數(shù)增益特性的可以使大信號(hào)處于限幅區(qū)，這樣就可以大大增加動(dòng)態(tài)范圍。常用的兩種呈指數(shù)控制律的可變?cè)鲆娣糯笃麟娐酚卸O管衰減器以及雙柵103？?jī)r(jià)場(chǎng)效應(yīng)管，本文采用雙柵場(chǎng)效應(yīng)管和狐芯片級(jí)聯(lián)的方式來(lái)實(shí)現(xiàn)，通過(guò)級(jí)聯(lián)的放大器，可實(shí)現(xiàn)連續(xù)寬范圍調(diào)節(jié)增益大小的目的，如圖3所示。
[0016]電壓比較器是種比較常用的運(yùn)算放大電路。在電路中，由于參考信號(hào)采用的是信號(hào)電壓，所以比較器采用電壓比較器，電壓比較器是運(yùn)算放大器非線性應(yīng)用電路，它是將一模擬直流電壓信號(hào)和一參考電平作比較在兩者電平幅度相等附近小范圍內(nèi)，比較器的輸出電壓將產(chǎn)生很大的躍變，相應(yīng)的比較器會(huì)輸出低電平或者高電平。
[0017]峰值檢波器(￠16成(161:601:01-)的作用是從已調(diào)制的高頻(中頻)信號(hào)中將低頻調(diào)制信號(hào)解調(diào)出來(lái)。檢波器按照檢波方法可分為包絡(luò)檢波和同步檢波兩種，包絡(luò)檢波指的是檢波器的輸出電壓跟輸入調(diào)幅波的包絡(luò)成正比例關(guān)系的檢波。同歩檢波是利用一個(gè)與載波同步的本地振蕩信號(hào)與已調(diào)波進(jìn)行差拍從而實(shí)現(xiàn)檢波的，對(duì)于調(diào)制信號(hào)的檢波，同步檢波器要比包絡(luò)檢波器的實(shí)現(xiàn)電路復(fù)雜，所以本發(fā)明采用包絡(luò)檢波的方式，由于調(diào)制信號(hào)幅值大于0.57，故采用峰值包絡(luò)檢波的方式。檢波器由中頻信號(hào)輸入電路、非線性元件、負(fù)載三部分組成，檢波器的中頻信號(hào)輸入電路即中頻變壓器的次級(jí)，它把調(diào)幅中頻信號(hào)送到檢波器的輸人端，非線性元件起著頻譜變換的作用。一般以二極管或三極管作非線性元件，利用其輸入特性曲線的非線性部分，把調(diào)制中頻信號(hào)變成去掉載波保持其包絡(luò)不變的低頻信號(hào)。
[0018]本發(fā)明要實(shí)現(xiàn)80(18以上的增益，至少需要級(jí)聯(lián)乂以:來(lái)實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)范圍指標(biāo)的要求，將信號(hào)放大到要求的電平上。
[0019](1)從中頻濾波器出來(lái)的41.41取的信號(hào)，首先進(jìn)入雙柵管331(223和仙公司可變?cè)鲆娣糯笃靼?8367組成的級(jí)聯(lián)乂⑶電路，其中前面的雙柵場(chǎng)效應(yīng)管由四級(jí)場(chǎng)效應(yīng)管級(jí)聯(lián)而成，考慮到電路冗余，能實(shí)現(xiàn)50(18左右的增益，接著后面電路是由八08367芯片構(gòu)成的乂％，能實(shí)現(xiàn)30(18左右的增益，這樣基本就實(shí)現(xiàn)80(18左右的增益。
[0020](2)然后通過(guò)峰值檢波二極管進(jìn)行檢波。
[0021〕 (3)經(jīng)檢波后的直流信號(hào)通過(guò)00581運(yùn)放電路進(jìn)行放大負(fù)反饋電路，并與門限電壓進(jìn)行比較，來(lái)控制4個(gè)場(chǎng)效應(yīng)管和一個(gè)八08367芯片的控制引腳，當(dāng)輸入信號(hào)比較大的時(shí)候，通過(guò)比較器比較輸出的控制電壓會(huì)比較小，可變?cè)鲆娣糯笃鞯膶?duì)輸入信號(hào)的增益就會(huì)減少，這樣電路就實(shí)現(xiàn)了對(duì)輸入信號(hào)的大范圍的自動(dòng)控制。
【權(quán)利要求】
1.一種基于數(shù)據(jù)鏈端機(jī)的自動(dòng)增益控制裝置，包括比較器、可變?cè)鲆娣糯笃骱头逯禉z波器，其特征在于:VGA(可變?cè)鲆娣糯笃?是AGC控制電路中一關(guān)鍵的模塊。不同的可變?cè)鲆娣糯笃?VGA)有著不同的的控制率，應(yīng)根據(jù)實(shí)際情況選擇適合幅度特性的VGA。VGA的選擇有控制電壓的有效范圍、可變?cè)鲆娣秶?、可變?cè)鲆娣糯笃?VGA)的工作頻率范圍以及頻率響應(yīng)等方面。VGA增益與控制電壓的函數(shù)關(guān)系有線性的，指數(shù)型的，對(duì)數(shù)型的等，其中指數(shù)型函數(shù)關(guān)系的VGA，要比線性函數(shù)關(guān)系的VGA的增益有更寬的變化范圍。本發(fā)明中實(shí)現(xiàn)AGC的VGA采用具有指數(shù)增益和線性增益特性相結(jié)合的方法，這是因?yàn)榫€性增益特性的VGA可以使小信號(hào)更好的放大，指數(shù)增益特性的VGA可以使大信號(hào)處于限幅區(qū)，這樣就可以大大增加AGC動(dòng)態(tài)范圍。常用的兩種呈指數(shù)控制律的可變?cè)鲆娣糯笃麟娐酚蠵IN 二極管衰減器以及雙柵MOSFET場(chǎng)效應(yīng)管，本文采用雙柵場(chǎng)效應(yīng)管和VGA芯片級(jí)聯(lián)的方式來(lái)實(shí)現(xiàn)，通過(guò)級(jí)聯(lián)的放大器，可實(shí)現(xiàn)連續(xù)寬范圍調(diào)節(jié)增益大小的目的。
【文檔編號(hào)】H03G3/20GK104410429SQ201410764633
【公開(kāi)日】2015年3月11日 申請(qǐng)日期:2014年12月11日 優(yōu)先權(quán)日:2014年12月11日
【發(fā)明者】李曉冬, 王輝球, 魏海剛, 黃振 申請(qǐng)人:中國(guó)電子科技集團(tuán)公司第二十研究所