基于虚拟增益电桥的自动增益控制方法
【专利摘要】本发明公开了基于虚拟增益电桥的自动增益控制方法，本发明的核心不是控制虚拟增益电桥自动增益控制系统的输出功率的改变量，而是控制虚拟增益电桥自动增益控制系统的输出功率的相对改变量，从而使虚拟增益电桥自动增益控制系统的输出功率获得高度稳定；本发明的优点是在系统增益调整的应用中能够保证输出功率的高度稳定性，具有高精度和高可靠性，本发明实现的电路简单，实施的成本低，具有较强的实用价值和现实意义。
【专利说明】基于虚拟增益电桥的自动增益控制方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及基于虚拟增益电桥的自动增益控制方法，属于自动增益控制【技术领域】。
【背景技术】
[0002]有一类AGC技术用于控制输出功率的稳定，目前，现有典型的这类用于控制输出功率的稳定的AGC技术的系统增益调整技术有两种，第一种系统增益调整技术是用检波信号幅度值的变化调整电调衰减器的调整量，使输出功率获得稳定。第二种是用控制环境温度的方法间接地控制器件的工作状态，使输出功率获得稳定。
[0003]第一种系统增益调整技术，是用检波信号幅度值的变化调整电调衰减器的调整量，使输出功率获得稳定。
[0004]由于电调衰减器的控制-衰减特性是:线性控制电压产生线性的电调衰减分贝值的特性。所谓线性控制电压是代表增益分贝值特性的电压，不是信号幅度值的变化电压。因此，第一种系统增益调整技术的控制-衰减特性不符合电调衰减器的要求，所以导致第一种系统增益调整技术的输出电平即输出功率误差较大。
[0005]第二种系统增益调整技术，是用控制环境温度的方法间接地控制器件的工作状态，使输出功率获得稳定。
[0006]由于器件的工作状态与多种因素有关，温度只是较重要的一个因素，控制环境温度只是单因素地、间接地控制输出功率，不能控制由于其他因素导致的输出功率变化，所以导致第二种系统增益调整技术的输出电平即输出功率误差较大。
[0007]上述两种系统增益调整技术所存在的共同的不可避免的缺陷是:系统的传递函数不明确，输出功率的精度低，输出功率的稳定性差，实现及实施的成本高，可靠性低。
【发明内容】
[0008]本发明的目的在于提供一种能够克服上述技术问题的基于虚拟增益电桥的自动增益控制方法。
[0009]本发明的核心不是控制虚拟增益电桥自动增益控制系统的输出功率的改变量，而是控制虚拟增益电桥自动增益控制系统的输出功率的相对改变量。本发明采用电调衰减器作为增益调整器件，按照电调衰减器的控制-衰减特性设计增益控制算法，使增益控制算法产生的控制电压的改变量恰好等于虚拟增益电桥自动增益控制系统的输出功率的分贝值的改变量，用这个控制电压的改变量精确控制电调衰减器的衰减调整量，使电调衰减器的衰减调整量等于虚拟增益电桥自动增益控制系统的输出功率的分贝值的改变量，再利用电调衰减器的衰减量的分贝值的调整量与功率分贝值的改变量大小相等、特性相反从而可以相互抵消的原理，使虚拟增益电桥自动增益控制系统的输出功率获得高度稳定。
[0010]本发明中的虚拟增益电桥自动增益控制传递电压简称为AGC传递电压。
[0011]本发明实现的步骤如下:[0012]步骤一.[0013]I)设定虚拟增益电桥自动增益控制系统的输入功率Pin,C1，确定虚拟增益电桥自动增益控制系统的dB框图系统的输入功率Pimtl (dBm)；
[0014]2)设定虚拟增益电桥自动增益控制系统的信道的所有增益以及所有增益变化的总合增益G1,μ确定虚拟增益电桥自动增益控制系统的dB框图系统的Gu(ClB)；
[0015]3)设定电调衰减器的初始衰减量Ltl (dB)；[0016]4)设定虚拟增益电桥自动增益控制系统的输出功率Ptjut,C1,确定虚拟增益电桥自动增益控制系统的dB框图系统的输出功率PtjuU(ClBm)。
[0017]步骤二.[0018]I)计算正常状态下的虚拟增益电桥自动增益控制传递电压1? (简称AGC传递电压k0);
[0019]2)调整电调衰减器的控制电压Vtl，得到电调衰减器的初始衰减量Ltl (dB)。
[0020]步骤三.[0021]I)计算变化状态下的AGC传递电压k，
[0022]2)计算kQ的改变量Λ k，
[0023]3)计算变化状态下的电调衰减器的控制电压V，
[0024]4)计算V。的改变量Δν,
[0025]5)调整Λν，使Av产生初始衰减量Ltl (dB的电调衰减器的衰减调整增量Λ L (dB)等于虚拟增益电桥自动增益控制系统的dB框图系统的输出功率P-JdBm)的改变量AP0Ut(dB)。
[0026]以上步骤最终实现Pwt (dBm) =Poutj0 (dBm)，即使虚拟增益电桥自动增益控制系统的输出功率获得高度稳定。
[0027]本发明的优点是在系统增益调整的应用中能够保证输出功率的高度稳定性，具有高精度和高可靠性，并且本发明实现的电路简单，实施的成本低，具有较强的实用价值和现实意义。
【专利附图】
【附图说明】
[0028]图1是本发明的虚拟增益电桥自动增益控制系统的示意图；
[0029]图2是本发明的虚拟增益电桥自动增益控制系统的dB框图系统的示意图；
[0030]图3是本发明的虚拟增益电桥的增益误差电桥的示意图；
[0031]图4是基于图1中的虚拟增益电桥自动增益控制系统的具体功能实现系统的示意图；
[0032]图5是图4中的系统的输出功率的三维仿真曲面图；
[0033]图6是图5曲面在输出功率扰动量方向的投影图；
[0034]图7是图5曲面在输入功率方向的投影图。
【具体实施方式】
[0035]下面结合附图和实施例对本发明进行详细描述。
[0036]本发明用于控制虚拟增益电桥自动增益控制系统的输出功率，使虚拟增益电桥自动增益控制系统的输出功率达到高精度稳定。图1中是本发明的虚拟增益电桥自动增益控制系统的示意图，同时图1也是本发明的基于虚拟增益电桥的自动增益控制方法的原理示意图，图中的61、62、63和1^代表增益，而不是电阻。本发明的核心不是控制虚拟增益电桥自动增益控制系统的输出功率的改变量，而是控制虚拟增益电桥自动增益控制系统的输出功率的相对改变量。本发明的基于虚拟增益电桥的自动增益控制方法采用电调衰减器作为增益调整器件，按照电调衰减器的控制-衰减特性设计增益控制算法，使增益控制算法产生的控制电压分贝值的改变量等于图1中的虚拟增益电桥自动增益控制系统的输出功率的分贝值的改变量，用这个方法精确控制电调衰减器的衰减调整量，使电调衰减器的衰减调整量等于虚拟增益电桥自动增益控制系统的输出功率的分贝值的改变量，再利用电调衰减器的衰减量的分贝值的调整量与虚拟增益电桥自动增益控制系统的输出功率的分贝值的改变量大小相等、特性相反从而可以相互抵消的原理，使图1中的虚拟增益电桥自动增益控制系统的输出功率获得动态稳定。图4是基于图1中的虚拟增益电桥自动增益控制系统的具体功能实现系统的示意图，所以，图4中的系统看似是一个开环的增益控制系统，但实际上是一个能实现闭环功能的开环的增益控制系统。
[0037]本发明中的所有参量有两种状态下的值:(1)正常状态下的值，设定正常状态下的参量即理论计算值带有角标O ; (2)变化状态下的值，设定变化状态下的参量即实际测量值不带角标O。
[0038]图1中，Pimtl是正常状态下的虚拟增益电桥自动增益控制系统的输入功率，单位为mW 是虚拟增益电桥自动增益控制系统的信道所有增益以及所有增益变化的总合；L是电调衰减器的增益，L〈l，L也称为电调衰减器的衰减量;P0Ut是虚拟增益电桥自动增益控制系统的输出功率，单位为mW ;+是虚拟除法运算；G2和G3分别是虚拟增益电桥自动增益控制系统的虚拟参考支路和虚拟比较支路的虚拟增益，G2 = G3 = g ；pr和p。分别是虚拟增益电桥自动增益控制系统的虚拟参考支路和虚拟比较支路的虚拟输出功率，Pr=Pinj0.G3,Pc=Pout -G4传递电压；va是电调衰减器的控制电压；运算处理I是将AGC传递电压a转换成电调衰减器需要的控制电压va。
[0039]图1中的虚拟增益电桥自动增益控制系统的传递函数等于实线段路径的总增益G,
[0040]
【权利要求】
1.基于虚拟增益电桥的自动增益控制方法，其特征在于，其核心不是控制虚拟增益电桥自动增益控制系统的输出功率的改变量，而是控制虚拟增益电桥自动增益控制系统的输出功率的相对改变量，即采用电调衰减器作为增益调整器件，按照电调衰减器的控制-衰减特性设计增益控制算法，使增益控制算法产生的控制电压的改变量恰好等于虚拟增益电桥自动增益控制系统的输出功率的分贝值的改变量，用这个控制电压的改变量精确控制电调衰减器的衰减调整量，使电调衰减器的衰减调整量等于虚拟增益电桥自动增益控制系统的输出功率的分贝值的改变量，再利用电调衰减器的衰减量的分贝值的调整量与功率分贝值的改变量大 小相等、特性相反从而可以相互抵消的原理，使虚拟增益电桥自动增益控制系统的输出功率获得高度稳定。
2.根据权利要求1所述的基于虚拟增益电桥的自动增益控制方法，其特征在于，包括:以下步骤: 步骤1: 1)设定虚拟增益电桥自动增益控制系统的输入功率Pin,0，确定虚拟增益电桥自动增益控制系统的dB框图系统的输入功率Pimtl(ClBm)； 2)设定虚拟增益电桥自动增益控制系统的信道的所有增益以及所有增益变化的总合增益G1,μ确定虚拟增益电桥自动增益控制系统的dB框图系统的Gu(ClB)； 3)设定电调衰减器的初始衰减量Ltl(dB)； 4)设定虚拟增益电桥自动增益控制系统的输出功率Ptjut,μ确定虚拟增益电桥自动增益控制系统的dB框图系统的输出功率PtjuU(ClBm)； 步骤2: 1)计算正常状态下的虚拟增益电桥自动增益控制传递电压4，简称AGC传递电压1?； 2)调整电调衰减器的控制电压Vtl，得到电调衰减器的初始衰减量Ltl(dB)； 步骤3: 1)计算变化状态下的AGC传递电压k， 2)计算1?的改变量Ak， 3)计算变化状态下的电调衰减器的控制电压V， 4)计算Vci的改变量ΔV, 5)调整Λν，使ΛV产生初始衰减量Ltl(ClB)的电调衰减器的衰减调整增量AL(dB)等于虚拟增益电桥自动增益控制系统的dB框图系统的输出功率P-JdBm)的改变量AP0Ut(dB)； 以上步骤最终实现Pwt (dBm) =Pout,0 (dBm)，即使虚拟增益电桥自动增益控制系统的输出功率获得高度稳定。
【文档编号】G05F1/66GK103558897SQ201310579373
【公开日】2014年2月5日 申请日期:2013年11月18日 优先权日:2013年11月18日
【发明者】梁淮宁 申请人:梁淮宁