一種大動態(tài)范圍的實(shí)時(shí)數(shù)控AGC電路的設(shè)計(jì)

射頻信號經(jīng)前端混頻處理后可輸出21．4 MHz的模擬中頻信號，該中頻信號的功率電平范圍為-80 dBm～20 dBm。經(jīng)過預(yù)選濾波器，該中頻信號將分別被送入到抗混疊濾波電路和信號幅度提取電路。設(shè)計(jì)中，在對信號進(jìn)行幅度提取前，應(yīng)先對信號進(jìn)行不同增益的放大，增益分別為0 dB和40 dB，經(jīng)放大后的信號可送入峰值包絡(luò)檢波器中得到幅度值，從而完成信號幅度的提取。之后，可用分辨率比較低的ADC器件對幅度值進(jìn)行量化，當(dāng)輸入信號比較大時(shí)，可根據(jù)0dB通道的量化值得到檔位信息；而當(dāng)輸入信號比較小時(shí)，則可根據(jù)40 dB通道的量化值得到檔位信息。因此，根據(jù)不同增益通道的量化值來判斷檔位信息的方法極大地豐富了檔位信息，進(jìn)而精確地實(shí)現(xiàn)數(shù)控增益放大／衰減。
設(shè)計(jì)可選用AD公司推出的線性數(shù)控增益放大／衰減芯片AD8369，并采用兩片數(shù)控芯片級聯(lián)的方式對輸入信號進(jìn)行實(shí)時(shí)放大／衰減，共可得到90 dB的增益調(diào)節(jié)范圍。邏輯規(guī)則產(chǎn)生模塊可同時(shí)控制兩片數(shù)控增益放大／衰減芯片，以使增益平均分配在兩級數(shù)控增益放大／衰減芯片上，從而實(shí)現(xiàn)增益的粗調(diào)和細(xì)調(diào)。設(shè)計(jì)時(shí)可選用AD公司的14位ADC器件ADS6145來對模擬信號進(jìn)行量化。
由于ADS6145轉(zhuǎn)換時(shí)的參考電壓為1 V，故應(yīng)將該輸入信號幅度值盡可能的放大／衰減到略小于1 Vpp。本設(shè)計(jì)中的具體操作是將每一檔位中的最大輸入信號功率放大／衰減到12 dBm，這樣可以保證ADC工作在最佳狀態(tài)，以使輸出有效位最大。根據(jù)以上設(shè)計(jì)原則，便可以得到具體的分檔信息及表1所列的對應(yīng)放大／衰減量表。

4 結(jié)束語
本文采用前饋式電路結(jié)構(gòu)，并利用抗混疊電路的延遲特性實(shí)現(xiàn)了對輸入信號的實(shí)時(shí)放大／衰減。同時(shí)利用FPGA器件良好的數(shù)字特性實(shí)現(xiàn)了數(shù)控AGC的設(shè)計(jì)，從而實(shí)現(xiàn)了對信號的實(shí)時(shí)數(shù)字增益補(bǔ)償，有效減少了電路體積。同時(shí)，采用兩級數(shù)控增益放大／衰減器級聯(lián)和根據(jù)兩路不同增益通道提取的幅度值來判斷檔位信息，也提高了實(shí)時(shí)數(shù)控AGC電路的動態(tài)范圍和整個系統(tǒng)的精度。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，該電路能夠?qū)崿F(xiàn)實(shí)時(shí)AGC的電路功能，并有效擴(kuò)展了動態(tài)范圍。