全數字跟蹤接收機的設計與實現
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2．4 數字AGC設計
為保證中頻接收機中ADC的動態(tài)范圍和精度，要求AGC的動態(tài)范圍大，即從可變增益放大器的輸出中提取幅度并反饋控制其增益，使輸出信號電平基本保持恒定且不溢出。可控增益范圍和時間常數是AGC的兩個重要指標。由于低軌衛(wèi)星的發(fā)展和天線的單脈沖跟蹤體質要求跟蹤接收機的動態(tài)范圍要在70 dB以上，模擬AGC很難達到如此高的要求。本文中要求跟蹤接收機采用兩級AGC，動態(tài)范圍在100 dB以上，時間常數在100 ms一下可調。設計如圖3所示。本文引用地址：http://www.ex-cimer.com/article/189498.htm
圖3是一種數字AGC的方框圖，它采用了模擬和數字增益兩級AGC控制。接收到的中頻信號經電壓控制的可控放大器放大進入A／D采樣，采樣后輸入數字信號處理器，經過AGC1系統(tǒng)產生中頻放大器控制電壓，AGC1的作用是使輸入信號的峰一峰值限制在ADC的最大允許電壓之內，防止輸入采樣的ADC溢出。數字放大器的增益由軟件AGC2控制，使輸出的信號電平恒定。
設AGC1的閾值電壓設為E，信號輸入值設為x(n)·k(n)|>E時，放大倍數Gg偏大，需減小放大倍數，當|x(n)|E時，放大倍數Gn偏小，需增大放大倍數。如果|x(n)|>E時，則Gn增益在上升時間內應該下降，即降低增益應：△G=20(log|x(n)|-logE)dB因此每一個樣點增益應下降20(log|x(n)|-logE)／N，其中N與AGC的時間常數有關，N=上升時間(或釋放時間)×抽樣頻率。假設AGC1的總增益控制量為a，單位為dB，電壓變化范圍為b則有
單位為V，則AGC1電壓在每一個樣點應增加，將(2)式整理，令變量
，這是與AGC的時間常數。AGC2的算法與AGC1相似。下圖給出了AGC2的算法實現框圖如圖4所示。
門限判決模塊的作用是限制加減計數器控制信號的波動，防止環(huán)路振蕩。其內部設有2個門限，2個門限之間的范圍即為AGC輸出信號的波動范圍。為了防止AGC發(fā)生振蕩，該范圍應該在滿足解調要求的動態(tài)范圍條件下足夠寬，而不是1個恒定不變的電平值。該模塊首先對來自包絡檢波模塊的信號進行截位處理，以便與16位門限進行比較，判決過程與外部AGC相似。根據指標要求，數字AGC控制范圍為30 dB，系統(tǒng)調整步進量為0．1 dB，所以查找表地址設計為64位即可滿足要求。環(huán)路增益步進量控制信號是濾波器輸出信號電平的非線性函數。假設估計的輸入信號電平過低或過高，計數器的步進量按標度給出，以降低AGC的增益調整時間，在這個時間內使信號調整到門限判決模塊的兩門限之間。步進量設置為非線性，是為了防止當信號接近最佳工作點時發(fā)生環(huán)路振蕩。當信號電平接近最佳電平范圍時，增益調整的步進量減小，以確保整個環(huán)路的穩(wěn)定性。
加減計數器模塊的作用是根據輸入信號與最佳的接收信號之間的差值，對輸入信號進行反向補償。
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