数字自动增益控制与模数转换数值抖动探究

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1、数字自动增益控制与模数转换数值抖动探究　　摘要：为了提高接收机的阻塞性能，设计一种数字式的自动增益控制电路，增益控制无需FPGA，DSP或微处理器通过查表的方式来实现，它通过直接使用模数转换的数字输出量来控制数字步进衰减器，这样降低了系统的响应时间和电路的复杂度。提出了一种利用低精度器件实现高精度数字AGC的方法，并针对子单元中模数转换的数值抖动设计了一种抖动消除电路，与其他方法相比，该设计电路实时性能更好。关键词：数字自动增益控制；模数转换；数值抖动；数字输出量中图分类号：TN702?34文献标识码：A文章编号：1004?373X（2013）15?011

2、9?04Studyofdigitalautomaticgaincontrolandnumericaljitterinanalog?to?digitalconversionLIULiang，CHENJing?pu（ShenzhenSEDWirelessCommunicationTechnologyCo.，Ltd.，Shenzhen518028，China）Abstract：Inordertoimprovetheblockingperformanceofreceivers，adigitalautomaticgain13control（AGC）circuitwa

3、sdesigned.ThegaincontroldoesnotrelyontheFPGA，DSPormicro?processorintheformoflook?uptable.ItcontrolsthedigitalstepattenuatorbydigitaloutputquantityoftheADCdirectlytodecreasetheresponsetimeandthecircuitcomplexityofthesystem.Amethodtoachievehigh?precisionAGCbymeansoflow?precisiondevi

4、ceisproposed.Anovelcircuitrytodealwiththenumericaljitterduringanalog?to?digitalconversioninthesubelement.Thecircuithasbetterreal?timeperformancethanothermethods.Keywords：digitalautomaticgaincontrol；analog?to?digitalconversion；numericaljitter；digitaloutput0引言13在无线通信中，接收机的输入信号由于受到通信

5、信道，环境等因素影响随时间变化很大。通常，弱信号时，需要低噪放大，放大电路的增益也要求比较高，而强信号时，要求接收机放大电路的增益比较低，以避免接收机饱和，因此，在接收机中需要一个子电路单元，能够根据输入信号的强弱来自动进行增益控制（AGC），AGC电路是无线通信接收机中不可或缺的重要组成部分。文献[1?5]中提出了实现模拟AGC的方法，但是，和数字AGC相比，模拟AGC的可靠性，抗干扰能力，灵活性等性能要差一些。而在实现数字AGC的方法中，有些文献通过查找增益表的方式来实现增益调节，其不同仅在于查表实现方式以及增益变化实现方式上[6?8]。有些需要比较电

6、路和数控衰减控制电路来实现自动增益控制[9]。本文提出一种新的数字AGC电路，不通过查找增益表的方式来调节增益，而是根据ADC输出数字信号来直接进行增益控制。因此，与其他的数字AGC方法相比，无需FPGA，13DSP或其他微处理器，也无需比较电路和数控衰减控制电路。在实现数字AGC的原理中，通常都需要ADC芯片[6，8?10]，对于某些特定的输入信号值，ADC的输出数字信号将出现跳动[11?12]，而这样的数值抖动对系统稳定性有重要影响。本文设计了一种新的消除ADC数值抖动的电路。接收机的结构一般可以分为3种：超外差式接收机，零中频接收机，低中频接收机[1

7、3]。不管属于哪种架构，对其增益控制可以在变频前或者变频后来进行控制，或者对两者同时进行控制，无论属于哪种情况，其原理是类似的，本文中仅以对变频前的射频增益控制为例进行阐述，其他的情形类推即可。另一方面，为了实现接收机宽的动态范围，通常需要将AGC电路级联。本文提出的AGC电路可以作为接收机的前端子模块，结合接收机中其他的AGC电路，来提高整个接收机的动态范围。1数字AGC设计1.1数字AGC原理数字AGC的原理框图如图1所示，射频输入信号先通过带通滤波器或声表滤波器滤波，然后通过低噪声放大器予以放大，要求低噪声放大器的噪声系数小，以保证系统的灵敏度，再经

8、过一个数字步进衰减器进行增益控制，其衰减量由耦合器，检波器，ADC