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1、基于PDM技术的AGC电路设计 关键词:AGC;PDM;P;Σ-Δ调制器 中图分类号:TN971文献标识码:A教育大论文下载中心.JiaoYuDa.整理。 :1004-373X(2010)01-198-03 DesignofAGCCircuitBasedonPDM FANGXinyun1,ZHANGMeng2 (1.CollegeofIntegratedCircuit,SoutheastUniversity,Nanjing,210096,China; 2.NationalASICSystemEngineeringResearchCen
2、ter,SoutheastUniversity,Nanjing,210096,China) Abstract:TheAGCcircuitbasedonPisberofshortings.Inordertooveretheseshortings,thePulseDensityModulation(PDM)technologyisusedtodesigntheAGCcircuit.Resultofsimulationshoe,morestableandlessvolumerequirementofperipheralponents. Keya-Delt
3、amodulator 自动增益控制电路在通信系统领域有着非常广泛的应用,主要用于各种接收芯片的中频级和射频级,实现压缩动态范围,抑制干扰脉冲和抗快衰落等作用。然而传统的基于脉冲宽度调制波形输出的AGC电路在环路稳定性上较差,收敛速度慢,外围所需的元器件也较多,因而体积较大[1],这些极大地制约了AGC电路的性能。因此尝试采用基于脉冲密度调制技术的AGC电路,以克服基于P技术的AGC电路的种种性能瓶颈。 1AGC电路概述 在各种通信系统中,受发射功率大小,收发距离远近,信号在传输媒介中会出现明显的衰落等因素的影响,作用在接收机输入端的信
4、号强度有很大的变化和起伏。然而信道解调部分只能处理幅度变化不大的信号,信号过强、过弱或忽大忽小,都会使解调失败。所以必须要有一个AGC电路,使接收机的输入端能处理幅度变化很大的信号,而解调部分能收到一个平稳适中的信号,以进行信道解调[2]。AGC电路可以使振幅变化范围非常大的输入信号,输出时振幅变化范围非常小,从而保证输入到ADC的信号位于ADC最佳的工作范围,AGC电路的功能框图如图1所示。 图1AGC电路功能框图 图1中的A/D转换器将输入进来的模拟信号采样量化为数字量后,经过信号平均电平检测器算出平均电平,该平均电平与预先设定的参考电平值Vr
5、相比较,得到平均电平误差,将该误差送入IIR滤波器进行平滑累加后得到与所期望的AGC增益相对应的数字量(AGC控制字),最后通过D/A转换器送入可变增益放大器(VGA)[3]。 在上述这些模块中,D/A模块有多种方案可选。由于该模块涉及到制造工艺和系统的外围电路,而且D/A转换器必须占用一定空间及消耗一定量的功率,因此D/A转换器方案的选取,将对AGC甚至整个系统的性能和成本产生很大的影响。 D/A转换器一般有下面三种方案可选: (1)直接使用专用的D/A转换芯片。这种方案转换速度快,但成本太高,一般不予采用。 (2)脉冲宽度调制器(P)+RC
6、滤波器的方案。该方案成本低廉,但是D/A转换速度慢,AGC电路达到收敛的时间长,严重时会产生振荡。该方案在对AGC环路稳定性和收敛速度要求不高的通信系统中经常被使用。 (3)脉冲密度调制(PDM)+RC滤波器的方案。该方案可以克服P波的诸多缺点,但成本较高,适用于对控制要求较高的系统[4]。 2PDM与P的原理及比较 2.1P理论及其特点 P是一种通过改变高低电平的比值来得到不同输出电压的调制方式。该调制输出周期为T,占空比为N/M(N,M必须是整数)的方波。 如图2所示,电容C上的电压就是P的输出电压Uout,在RC值足够大时,Uo
7、ut=Uin•(N/M)。P的精度与M有着很大的关系。当M=2时,只有0,1/2和2/2三种电压输出;而到M=256时,就有0,1/256,2/256,3/256,…,256/256一共257种电压输出。M的大小取决于VGA的精度。一般来说,VGA能达到10位以上的精度,就是说M的取值要在1024以上[5]。随着M的增大,RC的值也将相应增加,否则Uout就会呈现出明显的锯齿状波形,使增益波动,恶化解调性能。但是如果让RC增大,在增加元器件成本的同时,还会使Uout对IIR滤波器产生的数字量变化响应变慢,延长AGC收敛时间,甚至造成AGC的
8、振荡,这在AGC电路的设计中是严格禁止的。 图2P调制生成原理图 2.2PDM原理 P的
