自動增益控制電路的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及移動通信系統(tǒng)增益技術(shù)，尤其涉及一種自動增益控制電路。
【背景技術(shù)】
[0002] 現(xiàn)代通信技術(shù)日益月異，各種無線通信標準層出不窮。在信號的接收過程中，自動 增益控制電路（AGC)是模擬或數(shù)字接收機的關(guān)鍵組成部分。接收機的AGC環(huán)路通過對前端 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穩(wěn)定在某一最佳值附近，確 保在接收強信號時模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊不溢出，同時在接收弱信號時增加模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊有效量化 位數(shù)。但是，由于傳統(tǒng)模擬自動增益控制電路抗噪聲能力差，容易受到溫度的影響，難以實 現(xiàn)高精度控制，且控制穩(wěn)定性和靈活性較差，環(huán)路時間常數(shù)一旦確定就無法更改。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 針對上述技術(shù)問題，本發(fā)明的目的在于提供一種自動增益控制電路，其采用數(shù)字 式自動增益控制，具有反饋快捷、功耗低等特點。
[0004] 為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：
[0005] 自動增益控制電路，包括前級增益電路、模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊、幅度提取模塊、誤差檢測 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；所述前級增益電路，用于將來自外 部天線的射頻信號進行處理后輸出模擬正交信號至模數(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轉(zhuǎn)換為數(shù)字正交信號，并將該數(shù)字正交信號分別輸出至幅度提取模塊 和外部的后級電路；所述幅度提取模塊，用于獲取該數(shù)字正交信號的當前幅度值，并將該當 前幅度值發(fā)送至誤差檢測模塊；所述誤差檢測模塊，用于根據(jù)該當前幅度值與預(yù)設(shè)的目標 幅度值進行比較計算出誤差值，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)進行循環(huán)累加以得到增益值，并將該增益值通過增益調(diào)節(jié)模塊發(fā)送 至前級增益電路。
[0006] 優(yōu)選的，所述模擬正交信號包括模擬正弦信號和模擬余弦信號，所述數(shù)字正交信 號包括數(shù)字正弦信號和數(shù)字余弦信號。
[0007] 進一步優(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 號進行降采樣處理得到降采樣正弦信號；所述第二降采樣模塊，用于將數(shù)字余弦信號進行 降采樣處理后得到降采樣余弦信號；所述第一提取模塊，用于獲取降采樣正弦信號的峰值 的絕對值以及獲取降采樣余弦信號的峰值的絕對值，將兩者中數(shù)值大的絕對值發(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的峰值的絕對值以及獲取降采樣余弦信 號的峰值的絕對值，將兩者中數(shù)值小的絕對值發(fā)生至第一乘法器；所述第一乘法器，用于將 數(shù)值小的絕對值與預(yù)設(shè)的乘法系數(shù)進行乘法運算得到新數(shù)值后發(fā)送至加法器；所述加法 器，用于將數(shù)值大的絕對值與新數(shù)值進行加法運算后得到當前幅度值，并將該當前幅度值 發(fā)送至誤差檢測模塊。
[0008] 進一步優(yōu)選的，所述乘法系數(shù)為0. 3125。
[0009] 進一步優(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)的增益因子進行運算后輸出調(diào)整值至環(huán)路濾波模塊。
[0010] 進一步優(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，所述計數(shù)器連接選擇器的控制端，所述計數(shù)器還連接收斂調(diào)整模塊， 該計數(shù)器用于當收斂調(diào)整模塊首次輸出調(diào)整值時使防溢出處理器的輸出端與選擇器的輸 入端連接，當收斂調(diào)整模塊從第二次輸出調(diào)整值時開始使累加器的輸出端與選擇器的輸入 端連接，當收斂調(diào)整模塊輸出調(diào)整值的次數(shù)達到預(yù)設(shè)次數(shù)且根據(jù)來自收斂調(diào)整模塊的調(diào)整 值檢測出射頻信號發(fā)生功率突變時，計數(shù)器清零。
[0011] 進一步優(yōu)選的，所述前級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)字式自動增益控制電路，通過幅度提取模塊對數(shù)字正交信號進行提 取，降低采樣點數(shù)量，減少了運算量，節(jié)省設(shè)計面積及功耗，誤差檢測模塊決定增益調(diào)整方 向，收斂調(diào)整模塊用于實現(xiàn)調(diào)整速度和精度的調(diào)節(jié)，以適應(yīng)更多場合。
【附圖說明】
[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。
【具體實施方式】
[0018] 下面，結(jié)合附圖以及【具體實施方式】，對本發(fā)明做進一步描述：
[0019] 參見圖1至圖4,本發(fā)明實施例提供一種自動增益控制電路，其包括前級增益電 路、模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊、幅度提取模塊、誤差檢測模塊、收斂調(diào)整模塊、環(huán)路濾波模塊以及增益調(diào) 節(jié)模塊；前級增益電路，用于將來自外部天線的射頻信號進行處理后輸出模擬正交信號至 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轉(zhuǎn)換為數(shù)字正交信號，并將該數(shù)字正 交信號分別輸出至幅度提取模塊和外部的后級電路；幅度提取模塊，用于獲取該數(shù)字正交 信號的當前幅度值，并將該當前幅度值發(fā)送至誤差檢測模塊；誤差檢測模塊，用于根據(jù)該 當前幅度值與預(yù)設(shè)的目標幅度值進行比較計算出誤差值，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)進行循環(huán)累加以得到增益值，并將該增益值通過 增益調(diào)節(jié)模塊發(fā)送至前級增益電路。
[0020] 本實施例一個總的工作流程為，通過提取射頻信號的幅度值，與目標幅度值進行 誤差值計算，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 增益調(diào)節(jié)模塊進行映射后反饋回前級增益電路，形成一個反饋回路，能夠保證前級增益電 路輸出至后級電路的信號最接近目標值。
[0021] 實際上，前級增益電路是將射頻信號進行下變頻、濾波等處理后分成兩路信號輸 送至模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊，即在輸入單載波情況下，所謂模擬正交信號包括模擬正弦信號和模擬 余弦信號，所謂數(shù)字正交信號包括數(shù)字正弦信號和數(shù)字余弦信號。
[0022] 上述前級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 對后面電路噪聲的影響?；祛l器將射頻信號分成兩路信號，單載波輸入的情況下，一路為模 擬正弦信號，一路為模擬余弦信號，該兩路信號依次經(jīng)過低通濾波、放大增益之后由模數(shù)轉(zhuǎn) 換器進行轉(zhuǎn)換為數(shù)字正弦信號和數(shù)字余弦信號。
[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)字正弦信號進行降采樣處理 得到降采樣正弦信號；第二降采樣模塊，用于將數(shù)字余弦信號進行降采樣處理后得到降采 樣余弦信號；第一提取模塊，用于獲取降采樣正弦信號的峰值的絕對值以及獲取降采樣余 弦信號的峰值的絕對值，將兩者中數(shù)值大的絕對值發(fā)送至加法器B1 ;第二提取模塊，用于 獲取降采樣正弦信號的峰值的絕對值以及獲取降采樣余弦信號的峰值的絕對值，將兩者中 數(shù)值小的絕對值發(fā)送至第一乘法器A1 ;第一乘法器A1，用于將數(shù)值小的絕對值與預(yù)設(shè)的乘 法系數(shù)進行乘法運算得到新數(shù)值后發(fā)送至加法器B1 ;加法器B1，用于將數(shù)值大的絕對值與 新數(shù)值進行加法運算后得到當前幅度值，并將該當前幅度值發(fā)送至誤差檢測模塊。
[0024] 上述幅度提取模塊采用求模值的方式，但為了減少運算量，節(jié)省設(shè)計面積及功 耗，求取模值不采用平方開根號這種復(fù)雜的計算方式，而是采用近似的方式進行等效，采 用等效的公式為
，其中，I為數(shù)字正弦信號，Q為數(shù)字余弦信 號，N為乘法系數(shù)，本實施例中，N優(yōu)選為0.3125,L為降采樣正弦信號的峰值的絕對值和 降采樣余弦信號的峰值的絕對值這兩者中較大的一個絕對值，而S即為降采樣正弦信號 的峰值的絕對值和降采樣余弦信號的峰值的絕對值這兩者中較小的一個絕對值，即L= MAX{|I|，|Q|};S=MIN{|I|，|Q|}。I、Q兩路信號相位相差90度。整個幅度提取模塊先分 別對I、Q兩路信號進行降采樣處理，本實施例優(yōu)選為8倍降采樣，然后對該兩路信號的絕對 值中較小的值乘以0. 3125,然后加上該兩路信號的