一种数字微波系统高增益射频通道AGC控制环路的制作方法

本发明涉及一种数字微波系统高增益射频通道的自动增益控制，具体涉及一种数字微波系统高增益射频通道AGC控制环路。

背景技术：

目前通信技术发展迅速，在无线通信中存在多种通信方式，数字微波通信作为一种点对点的通信方式解决通信系统“最后一公里”的问题，数字微波中的室外单元系统(ODU)是数字微波系统的核心部分，ODU作为点对点(point to point)通信的重要组成部分，可以用于各种电信业务的传送，如电话、电报、数据、传真以及彩色电视等均可通过微波电路传输。适应传输网络IP化的趋势，可以用来基站回传，宽带无线接入等。

ODU系统中接收通道要求宽范围功率输入高增益通道，要求接收功率在-90dBm至-20dBm输入时稳定输出-10dBm功率，通道增益要求80dB。输入范围从小信号到大信号的过程中要求输出功率稳定，这就需要设计一种AGC控制环路在输入功率变化的高增益射频通道中保持输出功率处于恒定的功率状态。

技术实现要素：

本发明要解决的技术问题是：提供一种数字微波系统高增益射频通道AGC控制环路，能够在高增益射频通道中实现在大范围输入功率的情形下的稳定功率输出。

本发明为解决上述技术问题所采取的技术方案为：一种数字微波系统高增益射频通道AGC控制环路，其特征在于：它包括对前级中频放大模块增益调节的第二增益调节装置、对后级中频放大模块增益调节的第一增益调节装置、中频输出采集模块、中频输出功率检波模块和AGC环路控制模块；其中，中频输出采集模块采集的中频输出电压，由中频输出功率检波模块进行检波后，经过AGC环路控制模块进行算法处理，再分别控制第二增益调节装置和第一增益调节装置；

将第一增益调节装置的增益最小、且第二增益调节装置的增益最大时对应的中频输出电压作为临界点，所述的算法处理用于实现以下逻辑：当中频输出电压大于临界点，则保持第二增益调节装置的增益最大，控制第一增益调节装置的增益随输出电压的减小而减小；当中频输出电压小于临界点，则保持第一增益调节装置的增益最小，控制第二增益调节装置的增益随输出电压的减小而减小；

所述的前级中频放大模块设置在高增益射频通道的一次混频之后；所述的后级中频放大模块设置在高增益射频通道的二次混频之后；所述的中频输出电压为高增益射频通道的中频输出电压。

按上述方案，所述的AGC环路控制模块包括依次连接的驱动放大电路、反向积分电路、限幅电路、减法电路和加法电路，检波出的电压经过驱动放大后进行反向积分、限幅，然后通过减法电路与加法电路实现所述的逻辑。

按上述方案，所述的反向积分电路的输入端连接有用于设置AGC开始工作的起控点的第一门限电路；所述的减法电路输入端连接有设置所述的临界点的第二门限电路。

按上述方案，所述的AGC环路控制模块包括分别用于控制第一增益调节装置和第二增益调节装置的第一控制电路和第二控制电路；其中第一控制电路包括依次连接的第一驱动放大电路、第一反向积分电路和第一限幅电路，第二控制电路包括依次连接的第二驱动放大电路、反向电路、第二反向积分电路和第二限幅电路；

检波出的电压分别输出给第一驱动放大电路和第二驱动放大电路。

按上述方案，所述的第一反向积分电路的输入端连接有用于设置AGC开始工作的起控点的第一门限电路；所述的第二反向积分电路的输入端连接有设置所述的临界点的第二门限电路。

本发明的有益效果为：

1、本发明通过在高增益射频通道设置两级中频放大，并且设置一定的逻辑对这两级中频放大进行分段控制，从而在大范围输入功率的情形下使输出功率保持恒定的功率状态。

2、通过单环控制环路，检波出来的电压只用一个环路分段控制整个通道的增益，分段控制使得在高增益大动态范围的通道中的增益调节能够很好实现；另外通过合理的设置各个门限，使得整个环路及射频通道均工作在一个合适的范围内，既能使分段控制方式很好衔接又能让通道的增益调节在对应器件的线性范围内工作，控制通道中的器件在其线性区间内工作从而不影响通道性能指标。

3、通过双环控制环路，检波出的电压分两路分别控制两级中频放大，另外通过合理的设置各个门限，使得整个环路及射频通道均工作在一个合适的范围内，既能使分段控制方式很好衔接又能让通道的增益调节在对应器件的线性范围内工作，控制通道中的器件在其线性区间内工作从而不影响通道性能指标。

附图说明

图1为本发明一实施例的整体构架框图。

图2为本发明一实施例的单环控制环路框图。

图3为本发明一实施例的双环控制环路框图。

图4为本发明一实施例的中频输出功率检波模块电路原理图。

图5为本发明一实施例的单环控制环路中的反向积分电路原理图。

图6为本发明一实施例的单环控制环路中的减法电路和加法电路原理图。

图7为本发明一实施例的双环控制环路中第一控制电路原理图。

图8为本发明一实施例的双环控制环路中第二控制电路原理图。

具体实施方式

下面结合具体实例和附图对本发明作进一步说明。

图1为本发明一实施例的整体构架框图，一种数字微波系统高增益射频通道AGC控制环路，它包括对前级中频放大模块增益调节的第二增益调节装置、对后级中频放大模块增益调节的第一增益调节装置、中频输出采集模块、中频输出功率检波模块和AGC环路控制模块；其中，中频输出采集模块采集的中频输出电压，由中频输出功率检波模块进行检波后，经过AGC环路控制模块进行算法处理，再分别控制第二增益调节装置和第一增益调节装置；

将第一增益调节装置的增益最小、且第二增益调节装置的增益最大时对应的中频输出电压作为临界点，所述的算法处理用于实现以下逻辑：当中频输出电压大于临界点，则保持第二增益调节装置的增益最大，控制第一增益调节装置的增益随输出电压的减小而减小；当中频输出电压小于临界点，则保持第一增益调节装置的增益最小，控制第二增益调节装置的增益随输出电压的减小而减小；

所述的前级中频放大模块设置在高增益射频通道的一次混频之后；所述的后级中频放大模块设置在高增益射频通道的二次混频之后；所述的中频输出电压为高增益射频通道的中频输出电压。本实施例中，高增益射频通道包括射频输入放大模块、一次混频模块、前级中频放大模块(即第二中频)、二次混频模块、后级中频放大模块(即第一中频)和中频输出。

实施例一：

如图2所示，所述的AGC环路控制模块包括依次连接的驱动放大电路、反向积分电路、限幅电路、减法电路(即比例运算电路)和加法电路(即同向求和电路)，检波出的电压经过驱动放大后进行反向积分、限幅，然后通过减法电路与加法电路实现所述的逻辑。

优选的，所述的反向积分电路的输入端连接有用于设置AGC开始工作的起控点的第一门限电路；所述的减法电路输入端连接有设置所述的临界点的第二门限电路，通过减法电路、加法电路和各门限电路组合完成分段控制的逻辑关系。

本实施例中，对数检波输出电压信号后，进行了放大和反向积分，设置的第一门限电路可以控制AGC开始工作的起控点，第一门限电路为输出功率在加大的过程中需要AGC开始工作的起控点。积分后的信号进入减法电路和加法电路，设置的第二门限电路为区分第一增益调节装置和第二增益调节装置的分界点，也就是说在第二门限电路的第二门限值以上时，第一增益调节装置动作而第二增益调节装置不动作，在第二门限值以下时，第一增益调节装置处于固定动作状态同时第二增益调节装置受控动作，这样把整个通道的增益控制分成两段，使得在高增益大动态范围的通道中的增益调节能够很好实现。在小信号输入时需要调节的功率范围较小，只需要一个增益调节装置动作即可(即第一增益调节装置)，在大信号输入时需要调节的功率范围较大，则需要调节两个增益调节装置(第一增益调节装置和第二增益调节装置)来实现大范围的增益控制。两个增益调节装置分别由运算处理后的V_Con1和V_Con2控制，V_Con1的最大值由限幅电路提供的限幅门限值限制，即V_Con1的最大值不会超过限幅门限值的大小，V_Con2的最大值由最大门限电路提供的最大门限值限制，即V_Con2的最大值不会超过最大门限值的大小，这样合理设置每个门限的值便会使整个环路及射频通道均工作在一个合适的范围内，既能使分段控制方式很好衔接又能让通道的增益调节在对应器件的线性范围内工作，控制通道中的器件在其线性区间内工作从而不影响通道性能指标。

如图2和图5所示，对于运算电路处理出的增益调节装置的控制信号V_Con1和V_Con2的逻辑关系满足下表关系：

本实施例的原理图如图4、5和6所示，GATE1为第一增益调节装置在小信号慢慢加大的过程中开始其控制工作的门限设置点，GATE2为第一增益调节装置和第二增益调节装置衔接的门限控制点，GATE3为第一增益调节装置最大电压门限点，GATE4为第二增益调节装置最大电压门限点。这几个门限的组合能合理控制第一增益调节装置和第二增益调节装置合理的配合工作。

需要说明的是，以上提及的各门限电路和限幅电路，可以是提供的各门限值的定点电压，也可以是提供各门限值的一组电路。图4、5和6仅为一种实现形式，仅用于说明本发明的实现思想是可以实现的，本发明的保护范围并不局限于该具体的电路结构形式。

实施例二：

如图3所示，所述的AGC环路控制模块包括分别用于控制第一增益调节装置和第二增益调节装置的第一控制电路和第二控制电路；其中第一控制电路包括依次连接的第一驱动放大电路、第一反向积分电路和第一限幅电路，第二控制电路包括依次连接的第二驱动放大电路、反向电路、第二反向积分电路和第二限幅电路；检波出的电压分别输出给第一驱动放大电路和第二驱动放大电路。

优选的，所述的第一反向积分电路的输入端连接有用于设置AGC开始工作的起控点的第一门限电路；所述的第二反向积分电路的输入端连接有设置所述的临界点的第二门限电路。

对数检波输出电压信号后分成两路分别进行了放大和反向积分，第一控制电路中设置的第一门限电路可以控制AGC开始工作的起控点，即为输入功率在加大的过程中需要AGC开始工作的起控点。设置的第一限幅电路为限定控制第一增益调节装置的电压的最大值，即控制第一增益调节装置的电压的最大值不会超过第一限幅电路设置的限幅门限值。第二控制电路中设置的第三门限电路为信号反向调整输出值的控制点，第二门限电路为第二增益调节装置开始启动增益调节的控制点，即在第一增益调节装置启动增益调节到设计的最大范围开始启动第二增益调节装置的衔接控制点。第二增益调节装置的控制电压的最大值由第二限幅电路限制，即其最大值不会超过第二限幅电路的限幅门限值，这样合理设置每个门限的值便会使整个环路及射频通道均工作在一个合适的范围内，既能进行分段控制又能让通道的增益调节在对应器件合适的线性范围内工作，使射频通道中的器件在其线性区间内工作从而不影响通道性能指标。

本实施例的原理图如图4、7和8所示，GATE1为第一增益调节装置在小信号慢慢加大的过程中开始其控制工作的门限设置点，GATE3为第二增益调节装置的开始工作的门限点，GATE4为第二增益调节装置最大电压门限点，GATE5为第一增益调节装置最大电压门限点。这几个门限的组合能合理控制第一增益调节装置和第二增益调节装置合理的配合工作。

需要说明的是，以上提及的各门限电路和限幅电路，可以是提供的各门限值的定点电压，也可以是提供各门限值的一组电路。图4、7和8仅为一种实现形式，仅用于说明本发明的实现思想是可以实现的，本发明的保护范围并不局限于该具体的电路结构形式。

以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，上述结构都应当视为属于本发明的保护范围。