自动增益控制电路的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及移动通信系统增益技术，尤其涉及一种自动增益控制电路。
【背景技术】
[0002] 现代通信技术日益月异，各种无线通信标准层出不穷。在信号的接收过程中，自动 增益控制电路（AGC)是模拟或数字接收机的关键组成部分。接收机的AGC环路通过对前端 模拟增益放大器的增益控制，将模数转换模块的模拟输入信号稳定在某一最佳值附近，确 保在接收强信号时模数转换模块不溢出，同时在接收弱信号时增加模数转换模块有效量化 位数。但是，由于传统模拟自动增益控制电路抗噪声能力差，容易受到温度的影响，难以实 现高精度控制，且控制稳定性和灵活性较差，环路时间常数一旦确定就无法更改。
【发明内容】
[0003] 针对上述技术问题，本发明的目的在于提供一种自动增益控制电路，其采用数字 式自动增益控制，具有反馈快捷、功耗低等特点。
[0004] 为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
[0005] 自动增益控制电路，包括前级增益电路、模数转换模块、幅度提取模块、误差检测 模块、收敛调整模块、环路滤波模块以及增益调节模块；所述前级增益电路，用于将来自外 部天线的射频信号进行处理后输出模拟正交信号至模数转换模块；所述模数转换模块，用 于将该模拟正交信号转换为数字正交信号，并将该数字正交信号分别输出至幅度提取模块 和外部的后级电路；所述幅度提取模块，用于获取该数字正交信号的当前幅度值，并将该当 前幅度值发送至误差检测模块；所述误差检测模块，用于根据该当前幅度值与预设的目标 幅度值进行比较计算出误差值，并将该误差值发送至收敛调整模块；所述收敛调整模块，用 于根据误差值以及预设的增益因子输出调整值至环路滤波模块；所述环路滤波模块，用于 将调整值在预设次数内进行循环累加以得到增益值，并将该增益值通过增益调节模块发送 至前级增益电路。
[0006] 优选的，所述模拟正交信号包括模拟正弦信号和模拟余弦信号，所述数字正交信 号包括数字正弦信号和数字余弦信号。
[0007] 进一步优选的，所述幅度提取模块包括第一降采样模块、第二降采样模块、第一提 取模块、第二提取模块、第一乘法器以及加法器；所述第一降采样模块，用于将数字正弦信 号进行降采样处理得到降采样正弦信号；所述第二降采样模块，用于将数字余弦信号进行 降采样处理后得到降采样余弦信号；所述第一提取模块，用于获取降采样正弦信号的峰值 的绝对值以及获取降采样余弦信号的峰值的绝对值，将两者中数值大的绝对值发送至加法 器；所述第二提取模块，用于获取降采样正弦信号的峰值的绝对值以及获取降采样余弦信 号的峰值的绝对值，将两者中数值小的绝对值发生至第一乘法器；所述第一乘法器，用于将 数值小的绝对值与预设的乘法系数进行乘法运算得到新数值后发送至加法器；所述加法 器，用于将数值大的绝对值与新数值进行加法运算后得到当前幅度值，并将该当前幅度值 发送至误差检测模块。
[0008] 进一步优选的，所述乘法系数为0. 3125。
[0009] 进一步优选的，所述收敛调整模块包括第二乘法器，所述第二乘法器用于根据误 差值与预设的增益因子进行运算后输出调整值至环路滤波模块。
[0010] 进一步优选的，所述环路滤波模块包括防溢出处理器、触发器、累加器、计数器以 及选择器，所述累加器的输入端与收敛调整模块连接，累加器的输出端连接防溢出处理器 的输入端，选择器的输出端通过触发器连接累加器的输入端，所述防溢出处理器的输出端 还连接增益调节模块，所述计数器连接选择器的控制端，所述计数器还连接收敛调整模块， 该计数器用于当收敛调整模块首次输出调整值时使防溢出处理器的输出端与选择器的输 入端连接，当收敛调整模块从第二次输出调整值时开始使累加器的输出端与选择器的输入 端连接，当收敛调整模块输出调整值的次数达到预设次数且根据来自收敛调整模块的调整 值检测出射频信号发生功率突变时，计数器清零。
[0011] 进一步优选的，所述前级增益电路包括低噪声放大器、混频器、第一低通滤波器、 第二低通滤波器、第一增益放大器和第二增益放大器，所述模数转换模块包括第一模数转 换模块和第二模数转换模块；所述低噪声放大器的输入端与外部天线连接，低噪声放大器 的输出端连接混频器的输入端，所述第一低通滤波器的输入端和第二低通滤波器的输入端 均与混频器的输出端连接，所述第一低通滤波器的输出端通过第一增益放大器连接第一模 数转换模块的输入端，所述第二低通滤波器的输出端通过第二增益放大器连接第二模数转 换模块的输入端，所述第一模数转换模块的输出端和第二模数转换模块的输出端均与幅度 提取模块连接。
[0012] 相比现有技术，本发明的有益效果在于：
[0013] 本发明采用数字式自动增益控制电路，通过幅度提取模块对数字正交信号进行提 取，降低采样点数量，减少了运算量，节省设计面积及功耗，误差检测模块决定增益调整方 向，收敛调整模块用于实现调整速度和精度的调节，以适应更多场合。
【附图说明】
[0014] 图1为本发明的电路结构图；
[0015] 图2为本发明的前级增益电路和模数转换模块的模块结构图；
[0016] 图3为本发明的幅度提取模块的模块结构图；
[0017] 图4为本发明的环路滤波模块的电路结构图。
【具体实施方式】
[0018] 下面，结合附图以及【具体实施方式】，对本发明做进一步描述：
[0019] 参见图1至图4,本发明实施例提供一种自动增益控制电路，其包括前级增益电 路、模数转换模块、幅度提取模块、误差检测模块、收敛调整模块、环路滤波模块以及增益调 节模块；前级增益电路，用于将来自外部天线的射频信号进行处理后输出模拟正交信号至 模数转换模块；模数转换模块，用于将该模拟正交信号转换为数字正交信号，并将该数字正 交信号分别输出至幅度提取模块和外部的后级电路；幅度提取模块，用于获取该数字正交 信号的当前幅度值，并将该当前幅度值发送至误差检测模块；误差检测模块，用于根据该 当前幅度值与预设的目标幅度值进行比较计算出误差值，并将该误差值发送至收敛调整模 块；收敛调整模块，用于根据误差值以及预设的增益因子输出调整值至环路滤波模块；环 路滤波模块，用于将调整值在预设次数内进行循环累加以得到增益值，并将该增益值通过 增益调节模块发送至前级增益电路。
[0020] 本实施例一个总的工作流程为，通过提取射频信号的幅度值，与目标幅度值进行 误差值计算，加误差值送给收敛调整模块得到调整值之后输送至环路滤波模块，最后经过 增益调节模块进行映射后反馈回前级增益电路，形成一个反馈回路，能够保证前级增益电 路输出至后级电路的信号最接近目标值。
[0021] 实际上，前级增益电路是将射频信号进行下变频、滤波等处理后分成两路信号输 送至模数转换模块，即在输入单载波情况下，所谓模拟正交信号包括模拟正弦信号和模拟 余弦信号，所谓数字正交信号包括数字正弦信号和数字余弦信号。
[0022] 上述前级增益电路包括低噪声放大器、混频器、第一低通滤波器、第二低通滤波 器、第一增益放大器和第二增益放大器，模数转换模块包括第一模数转换模块和第二模数 转换模块；低噪声放大器的输入端与外部天线连接，低噪声放大器的输出端连接混频器的 输入端，第一低通滤波器的输入端和第二低通滤波器的输入端均与混频器的输出端连接， 第一低通滤波器的输出端通过第一增益放大器连接第一模数转换模块的输入端，第二低通 滤波器的输出端通过第二增益放大器连接第二模数转换模块的输入端，第一模数转换模块 的输出端和第二模数转换模块的输出端均与幅度提取模块连接。低噪声放大电路用于减少 对后面电路噪声的影响。混频器将射频信号分成两路信号，单载波输入的情况下，一路为模 拟正弦信号，一路为模拟余弦信号，该两路信号依次经过低通滤波、放大增益之后由模数转 换器进行转换为数字正弦信号和数字余弦信号。
[0023] 幅度提取模块包括第一降采样模块、第二降采样模块、第一提取模块、第二提取模 块、第一乘法器A1以及加法器B1 ;第一降采样模块，用于将数字正弦信号进行降采样处理 得到降采样正弦信号；第二降采样模块，用于将数字余弦信号进行降采样处理后得到降采 样余弦信号；第一提取模块，用于获取降采样正弦信号的峰值的绝对值以及获取降采样余 弦信号的峰值的绝对值，将两者中数值大的绝对值发送至加法器B1 ;第二提取模块，用于 获取降采样正弦信号的峰值的绝对值以及获取降采样余弦信号的峰值的绝对值，将两者中 数值小的绝对值发送至第一乘法器A1 ;第一乘法器A1，用于将数值小的绝对值与预设的乘 法系数进行乘法运算得到新数值后发送至加法器B1 ;加法器B1，用于将数值大的绝对值与 新数值进行加法运算后得到当前幅度值，并将该当前幅度值发送至误差检测模块。
[0024] 上述幅度提取模块采用求模值的方式，但为了减少运算量，节省设计面积及功 耗，求取模值不采用平方开根号这种复杂的计算方式，而是采用近似的方式进行等效，采 用等效的公式为
，其中，I为数字正弦信号，Q为数字余弦信 号，N为乘法系数，本实施例中，N优选为0.3125,L为降采样正弦信号的峰值的绝对值和 降采样余弦信号的峰值的绝对值这两者中较大的一个绝对值，而S即为降采样正弦信号 的峰值的绝对值和降采样余弦信号的峰值的绝对值这两者中较小的一个绝对值，即L= MAX{|I|，|Q|};S=MIN{|I|，|Q|}。I、Q两路信号相位相差90度。整个幅度提取模块先分 别对I、Q两路信号进行降采样处理，本实施例优选为8倍降采样，然后对该两路信号的绝对 值中较小的值乘以0. 3125,然后加上该两路信号的