一種大動態(tài)范圍的實時數(shù)控AGC電路的設(shè)計
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2 實時AGC電路的關(guān)鍵技術(shù)
實現(xiàn)實時AGC電路的關(guān)鍵在于抗混疊濾波器的設(shè)計、邏輯規(guī)則產(chǎn)生模塊的設(shè)計和數(shù)字增益補償模塊的設(shè)計。
設(shè)計中，AGC的實時性體現(xiàn)在兩個方面，首先是對輸入信號的實時放大／衰減，設(shè)計可采用前饋式電路結(jié)構(gòu)，并將信號分為兩路進行處理，通常需要在放大-抗混疊濾波電路的延遲時間段內(nèi)完成對信號的檔位信息判斷及控制自動增益放大／衰減芯片增益的改變，從而實現(xiàn)對輸入信號的實時放大／衰減；其次是利用數(shù)字電路對數(shù)據(jù)后處理的能力來實時完成數(shù)字增益補償。
對于前者，其關(guān)鍵在于抗混疊濾波器的設(shè)計?？够殳B濾波器的作用有二，其一是濾除帶外信號，防止頻譜混疊；其二是產(chǎn)生一定時間的延遲。一般將抗混疊濾波器設(shè)計成低通或者帶通濾波器，并采用模擬器件電感和電容搭建而成，這樣就會產(chǎn)生固定時間的延遲。要實現(xiàn)對輸入信號的實時放大／衰減，就要精心設(shè)計并利用這個延遲時間，在延遲時間內(nèi)同步地完成一系列檢測、控制及計算工作，包括用信號幅度提取電路得到輸入信號的包絡(luò)電平功率，用邏輯規(guī)則產(chǎn)生模塊并通過包絡(luò)電平功率的量化值判斷出檔位信息，再根據(jù)檔位信息生成各個檔位的電壓增益值，同時配置數(shù)控增益放大／衰減器對信號進行放大／衰減。
而對于后者，其關(guān)鍵在于數(shù)字增益補償模塊的設(shè)計。當邏輯規(guī)則產(chǎn)生模塊生成檔位信息后，可根據(jù)檔位信息計算出每一個檔位的補償值，然后將其送入數(shù)字增益補償模塊。數(shù)字增益補償模塊利用該補償值對ADC轉(zhuǎn)換后的結(jié)果進行補償，從而得到輸入信號的幅度值。流水線型ADC器件轉(zhuǎn)換操作存在的固定延遲時間一般為采樣周期的固定倍數(shù)，所以，在數(shù)字增益補償時，不能出現(xiàn)對信號的誤補償，以防止補償后的信號發(fā)生畸變，因而要求時間同步。在數(shù)字邏輯中，時間同步或延遲的控制較容易實現(xiàn)，可用D觸發(fā)器或者計數(shù)器來實現(xiàn)延遲，這樣延遲時間也容易控制。
要得到輸入信號的準確幅度值，在數(shù)字增益補償模塊中僅采用移位是不行的，還需要在移位的基礎(chǔ)上進行校準，其原因有兩條，第一：由于在前端電路中模擬器件固有缺陷的存在導致了中頻信號在經(jīng)過調(diào)理電路后存在一定的電平誤差，因此，在數(shù)字增益補償時，需要校準這個誤差；第二：對數(shù)字信號左移／右移一位，相應(yīng)的功率電平將放大／衰減6 dB。所以，移位只能實現(xiàn)6 dB整數(shù)倍增益的補償，而不能實現(xiàn)其它增益值的補償。此外，在加入自動增益放大／衰減后，系統(tǒng)動態(tài)范圍將增加，故需要考慮信號表征的問題，通過對ADC轉(zhuǎn)換后的數(shù)據(jù)進行位擴展能有效地解決這個問題。
在整個實時AGC電路中，邏輯規(guī)則產(chǎn)生模塊將起到紐帶作用，它是電路的控制核心，因此，采用數(shù)字電路實現(xiàn)可對其他電路進行控制。根據(jù)包絡(luò)幅度量化值，該模塊可產(chǎn)生檔位信息并計算出每一檔位的放大／衰減增益值和補償值，同時配置數(shù)控增益放大／衰減器以調(diào)節(jié)增益，同時提供補償值至數(shù)字增益補償模塊。AGC電路對信號進行放大／衰減實質(zhì)上是對信號的動態(tài)范圍進行某種“映射”。根據(jù)輸入信號的大小可將其劃分為不同的檔位，自動增益控制的作用是將不同檔位的信號加以放大／衰減，并將各檔輸入信號范圍均“映射”到ADC器件最佳工作范圍內(nèi)，其映射關(guān)系如圖2所示。在對信號進行分檔時，要考慮“映射”后的信號范圍應(yīng)匹配ADC器件信號的輸入范圍，所以，分檔不宜選擇過少，并且，同一檔位信號大小也不能相差太大，以防止“映射”后的信號落在ADC最佳工作范圍之外。本文引用地址：http://www.2s4d.com/article/179307.htm
圖2中，DRh，DR1，DR2，DR3，DR4，DR5和DR1是分別對應(yīng)不同輸入信號的功率電平值，Dh和D1對應(yīng)ADC器件最佳工作范圍的最大和最小功率電平值。
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