本发明属于射频通信技术领域，具体的说是一种适用于射频前端接收机的增益控制电路，尤其涉及一种基于单个vga芯片的多模式增益控制电路。
背景技术
随着通信技术的发展，越来越多的通信需求使得频谱利用率越来越高，频谱资源越来越紧张，空间电磁环境日益复杂。尤其是在射频通信领域，各个频段的通信信道中充斥着大量的无用或者干扰信号。复杂的电磁环境对射频前端接收机的抗干扰能力提出了更高的要求。
在工程运用中对于小型化、多功能、兼容性的需要也是愈发明显，实践证明，射频接收机内部功能模块的兼容性和多模式性已然成为射频工程师不断创新追求的新领域，例如，本振参考源的内外切换功能已然成为工程运用中常见的要求。
现有的增益控制电路，无论是手动增益控制电路(mgc结构)还是自动增益控制电路(agc结构)，其实现方法都有许多种。对于agc结构，常用的方式为两种，第一种是通过vga芯片和检波器来实现，第二种是通过集成vga芯片，集成vga芯片中已经包括了检波器部分。对于mgc结构，采用的是程控衰减芯片，如pe4302，其存在问题是需要利用控制芯片走多条控制线，来实现手动增益调节的目的，而在绘制pcb板时，控制线的多杂容易造成走线上不必要的交叉，如果没处理好，极易产生信号间的相互串扰。目前，并没有将mgc和vga芯片结合在一起使用的电路。
技术实现要素：
本发明的目的在于：为解决现有的目前没有一种电路可以同时实现agc功能和mgc功能的问题，本发明提供一种单个vga芯片的多模式增益控制电路。
本发明的技术方案如下：
一种基于单个vga芯片的多模式增益控制电路，其特征在于，包括vga芯片、耦合器、检波器、滤波器、单片机、ldo；
agc结构包括依次连接的单片机、ldo、滤波器、检波器、耦合器和vga芯片；
mgc结构包括单片机和vga芯片；
单片机设有：dac接口、ldo使能接口、用于控制继电器开关状态的继电器使能接口；
单片机dac接口连接vga芯片，单片机ldo使能接口连接ldo；
耦合器的一端连接vga芯片的out接口，另一端连接窄带滤波器。
进一步地，还包括继电器，继电器连接的单片机的dac接口和vga芯片之间。
采用上述方案后，本发明的有益效果如下：
(1)本发明仅仅利用一片vga芯片就可以实现agc和mgc两种模式的增益控制电路，在工程应用中极大的提高的射频工程师设计时的自由度，在保证mgc模式下增益控制准确度高、agc模式下抗干扰性强的前提下，实现了“一片多用”的功能。
(2)mgc工作模式下，利用单片机的da转换功能直接发送与vga芯片相应的模拟电压值，这其中只需要用一条控制线，在保证手动增益控制精度准确的前提下，极大的减少了控制线的使用，从而减少了信号之间串绕的可能，提高了接收机抗干扰性。
(3)两种模式下，分别利用了继电器和ldo(使能脚控制ldo1工作与否)排除了在某一模式下工作时另一个模式部分产生的控制电压的干扰。
(4)本本发明利用了电磁继电器的特性，通过对其电源输入电路的供电与否来控制其导通从而实现电压开关的功能结构，避免了单片机与检波器直接连接后检波器对单片机的干扰。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。通过附图所示，本发明的上述及其它目的、特征和优势将更加清晰。在全部附图中相同的附图标记指示相同的部分。并未刻意按实际尺寸等比例缩放绘制附图，重点在于示出本发明的主旨。
图1为本发明的原理框图；
图2为本发明的单片机和继电器的具体电路结构图；
图3为本发明的vga芯片的具体电路结构图；
图4为本发明的耦合器、滤波器和检波器的具体电路结构图。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
为解决现有的目前没有一种电路可以同时实现agc功能和mgc功能的问题，本发明提供一种单个vga芯片的多模式增益控制电路。
实施例1
如图1所示，本实施例的一种单个vga芯片的多模式增益控制电路包括vga芯片、耦合器、检波器、窄带滤波器、单片机、ldo1和继电器；agc结构包括依次连接的单片机、ldo1、检波器、窄带滤波器、耦合器，还包括vga芯片；mgc结构包括单片机、继电器和vga芯片；单片机设有：dac接口、用于控制ldo1开关状态的ldo使能接口、用于控制继电器开关状态的继电器使能接口；dac接口连接继电器的in接口，ldo使能接口连接ldo1，继电器使能接口连接继电器的vcc接口；继电器的out接口和检波器的vout接口均连接vga芯片的gain接口；耦合器的一端连接vga芯片的out接口，另一端连接窄带滤波器。
当使用agc功能时，首先单片机利用继电器使mgc部分的模拟电压信号与vga芯片的增益控制引脚断开，也就是是的单片机的dac接口与vga芯片的gain接口断开，再利用耦合器将射频主路的rf输出信号在支路产生一个-20dbc的耦合信号，信号经过窄带滤波器后通过检波器产生一个0～1.4v的电压信号，该电压信号随信号功率呈线性变化，从而控制vga芯片增益，实现自动增益控制功能。
当使用mgc功能时，首先单片机控制ldo使能使agc部分的检波器断电，再利用单片机的da转化功能发出相应模拟电压信号，从而控制vga芯片的增益控制引脚，实现手动增益控制的功能。
vga芯片使用的是一款增益约为22db，可通过电压(0～1.4v)控制其gain引脚以实现增益在-38db～22db的变化范围的芯片。20db耦合器采用电阻耦合方式实现，耦合器的耦合量为20db，插入损耗约为0.5db。agc耦合支路滤波器利用插入损耗约为3db，3db带宽为20mhz，矩形系数(bw40db/bw3db)小于2，具有很好的带外抑制度的窄带滤波器。检波器要求具有60db的动态范围误差小于±1db，并且具有较高的温度稳定性，从而可保证vga的输出端具有同样的温度稳定性，将耦合支路信号转换为0～vpsx(供电电压)的模拟电压输出，为避免过驱恢复问题，可利用阻性分压器按比例缩小检波器输出电压。小型单片机要求能够满足agc电路和mgc电路的运算及控制功能，且具有da转换功能可实现mgc模式下的增益控制，即要可通过发送控制码来实现控制单片机输出电压大小的功能。
本发明中，还包括ldo2和ldo3，所述ldo2用于为单片机提供线性稳压电源，所述ldo2用于为所述vga芯片提供线性稳压电源。为了节省连接线路和元器件，本发明中，ldo1同时起到了对检波器进行供电和开关的作用，如果不采用ldo1来进行开关的作用，也可以采用一个继电器连接检波器与vga芯片，从而利用对继电器的供电与否来进行开关。
在不降低增益控制电路各方面性能(灵敏度、动态范围)的基础下，提供了既可以实现agc功能又可以实现mgc功能切换的一种“一片多用”式电路结构。
本发明的具体电路连接图如图2-图4所示。单片机u3连接有控制码输入端口h1和程序下载口h2，单片机u3的型号为
msp430f16x，单片机能够满足agc电路和mgc电路的运算及控制功能，且具有da转换功能可实现mgc模式下的增益控制。继电器采用axicom公司的im03g。ldo2芯片u7为单片机提供线性稳压电源，ldo2型号为lt1963aesh。芯片u3的dac0接口连接继电器u6的3接口，即in接口；芯片u3的ste0接通过反相器u2连接继电器u6的v+接口，u2的型号为74lvc2g04，u6的型号为im03g。继电器u6的7接口连接vga芯片u8的gain接口，vga芯片u8的型号为adl5330，adl5330具有60db的动态范围误差小于±1db，它的增益约为22db，可通过电压(0～1.4v)控制其gain引脚以实现增益在-38db～22db的变化范围。由于其具有较高的温度稳定性，从而可保证adl5530vga的输出端具有同样的温度稳定性，的支路信号转换为0～vpsx(供电电压)的模拟电压输出，为避免过驱恢复问题，可利用阻性分压器按比例缩小ad8318输出电压；vga芯片u8的inhi接口和inlo接口通过巴伦芯片t2接收rf输入信号，vga芯片u8的oplo接口和ophi接口通过巴伦芯片t1输出rf信号，巴伦芯片t1和巴伦芯片t2的型号均为etci-1-13。巴伦芯片t1得2接口耦合电阻r40后连接窄带滤波器u15的in接口，窄带滤波器u15的型号为ta0582a，其插入损耗约为3db，3db带宽为20mhz，矩形系数(bw40db/bw3db)小于2，具有很好的带外抑制度窄带滤波器；窄带滤波器u15的out接口连接检波器u5得inlo接口和inhi接口，检波器u5的型号为ad8318，检波器u5得vout接口连接vga芯片的gain接口。ldo3为芯片u1，ldo3连接vga芯片的vps1接口、vps2接口和enbl接口以为vga芯片u8供电。ldo1为芯片u4，ldo1得out接口连接检波器的vps1接口和vps2接口。ldo1和ldo3的型号均为lt1963aesh。
对本具体实施中得基于单个vga芯片下的多模式增益控制电路在mgc模式下的实际测试中得到的测试数据如表1所示，由表可见其精度达到0.3db，在agc模式下的实际测试中得到的测试数据如表2所示，agc模式下实现了60db动态范围，且其精度保证在0.2db以内。实验中测试了mgc模式下发出控制指令，vga产生的相应增益；agc模式下60db动态范围下,vga产生的输出功率。
表1
表2