一种目标信号的自动增益调节系统及方法技术方案

本发明专利技术涉及一种目标信号的自动增益调节系统及方法，属于信息处理技术领域。本发明专利技术利用前置增益调节电路将目标信号转化为电压信号，接着对电压信号中的交流部分进行放大并输出；然后利用数字增益调节电路对前置增益调节电路的输出信号进行进一步放大；再将完成增益调节的目标信号经模数转换电路采样形成目标数据；最后根据目标数据的幅值计算出增益系数来控制两级增益调节电路的增益，将进入模数转换电路的目标信号幅值控制在一定范围内，达到自动增益控制的目的。本发明专利技术能够有效的控制目标信号的放大倍数，稳定模数转换器采集的目标信号幅值，抑制信号饱和现象。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及，属于信息处理
。
技术介绍
在基于红外多元体制的导弹中，探测器感应目标、干扰、背景辐射的能量，输出弱电流信号，经过前置放大器转换成电压信号并放大，再经过后级电路的放大调整等，送入模数转换器完成模数转换，弹载计算机读取采样数据后，弹载软件对数据进行处理，从而找出真正目标的位置，引导飞控系统控制导弹飞向目标并击毁目标。由于导弹从截获目标发射至IJ到达目标附近并击毁目标的过程中，随着弹目距离的接近，导弹接收到目标辐射的能量迅速变大，导弹信息处理系统接收到的电信号也迅速变大，并且在导弹接近目标的过程中，若目标投放干扰，则导弹接收到目标和干扰的能量比较复杂，导弹信息处理系统接收到的电信号也随之复杂起来；导弹各通道电路及探测器特性存在差异，这给弹载计算机中软件算法的设计带来了困难，必须采取相应的信号增益动态自动调节技术。 现有的增益调节技术一般通过可编程增益放大器芯片或者利用电阻网络、运算放大器、控制开关组成的可编程增益控制电路来实现。两者的增益调节范围及步长控制均不够灵活，若使用电阻网络和控制开关控制增益，则占用的的空间大，增益调节的接口连线多，不利于实现电路小型化和信噪比的提升。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供，以解决目前增益调节技术的增益调节范围及步长控制均不够灵活的问题。 本专利技术为解决上述技术问题而提供了一种目标信号的自动增益调节系统，该系统包括前置增益调节电路、数字增益调节电路、模数转换电路和增益调节模块，所述前置增益调节电路的输入端用于连接目标信号，输出端与数字增益调节电路的输入端连接，用于将目标信号转换为电压信号并对其交流部分进行放大，所述数字增益调节电路的输出端与模数转换电路的输入端连接，用于对前置增益调节电路输出信号进一步放大，所述模数转换电路用于将完成增益调节的目标信号进行采样形成目标数据，所述增益调节模块的输入端与模数转换电路的输出端相连，输出端控制连接前置增益调节电路和数字增益调节电路，用于根据目标数据的幅值计算出增益系数来控制前置增益调节电路和数字增益调节电路的增益。 所述前置增益调节电路采用零偏压跨阻放大电路，包括场效应管和第一放大器，所述场效应管栅极G与增益调节模块的输出端连接，场效应管源极S通过电阻R8连接到第一放大器的输出端，场效应管漏极D连接到第一放大器的反向输入端，所述场效应管源极S和漏极D之间通过电阻R6连接，所述第一放大器的反向输入端用于与目标信号连接。 所述数字增益调节电路包括第二放大器和数字电位器，所述数字电位器的W端连接到第二放大器的反向输入端，所述数字电位器的A端与第二放大器的输出端连接，所述数字电位器的调节输出端和A端之间通过电容连接，所述数字电位器的SPI接口与增益调节模块的输出端连接，所述第二放大器的反向输入端与第一放大器的输出端相连。 所述增益调节模块通过设定幅值上下限对前置增益调节电路和数字增益调节电路的增益系数进行调节，当不存在大于下限的数据点时，增益向上调节，当存在大于上限的数据点时，增益向下调节。 所述增益调节模块在对数据点进行增益调节时，其增益调节步长根据数据点幅值变化的快慢而变化。 本专利技术为解决上述技术问题还提供了一种目标信号的自动增益调节方法，该方法包括以下步骤: I)将目标信号转化为电压信号,对转后后电压信号中的交流部分进行第一次放大并输出； 2)对第一放大输出的信号进行第二次放大处理； 3)将第二次放大处理后的目标信号进行采样形成目标数据； 4)根据目标数据的幅值计算出增益系数来控制第一次放大和第二次放大的增益，将目标信号在幅值控制一定范围内，从而达到自动增益控制的目的。 所述步骤I)是通过前置增益调节电路实现，该前置增益调节电路包括场效应管和第一放大器，所述场效应管栅极G与增益调节模块的输出端连接，场效应管源极S通过电阻R8连接到第一放大器的输出端，场效应管漏极D连接到第一放大器的反向输入端，所述场效应管源极S和漏极D之间通过电阻R6连接，所述第一放大器的反向输入端用于与目标信号连接。 所述步骤2)是利用数字增益调节电路实现，该数字增益调节电路包括第二放大器和数字电位器，所述数字电位器的调节输出端连接到第二放大器的反向输入端，所述数字电位器的A端与第二放大器的输出端连接，所述数字电位器的调节输出端和A端之间通过电容连接，所述数字电位器的SPI接口与增益调节模块的输出端连接，所述第二放大器的反向输入端与第一放大器的输出端相连。 所述步骤4)通过设定幅值上下限对前置增益调节电路和数字增益调节电路的增益系数进行调节，当不存在大于下限的数据点时，增益向上调节，当存在大于上限的数据点时，增益向下调节。 所述步骤4)在对数据点进行增益调节时，其增益调节步长根据数据点幅值变化的快慢而变化。 本专利技术的有益效果是:本专利技术利用前置增益调节电路将目标信号转化为电压信号，然后对电压信号中的交流部分进行放大并输出；然后利用数字增益调节电路对前置增益调节电路的输出信号进行进一步放大；再将完成增益调节的目标信号经模数转换电路采样形成目标数据；最后根据目标数据的幅值计算出增益系数来控制两级增益调节电路的增益，将进入模数转换电路的目标信号幅值控制在一定范围内，达到自动增益控制的目的。本专利技术能够有效的控制目标信号的放大倍数，稳定模数转换器采集的目标信号幅值，抑制信号饱和现象。 【附图说明】 图1是目标信号的自动增益调节系统的结构示意图； 图2是前置增益调节电路的原理图； 图3是数字增益调节电路的原理图。 【具体实施方式】 下面结合附图对本专利技术的【具体实施方式】作进一步的说明。 本专利技术的一种目标信号的自动增益调节系统的实施例 本专利技术是采用数字化调节对信号的增益进行调节，主要作用是根据目标信号的大小及工作状态实时进行增益调节，该自动增益调节系统由前置增益调节电路、数字增益调节电路、模数转换电路、增益调节模块构成，如图1所示。前置增益调节电路的输入端用于连接目标信号，输出端与数字增益调节电路的输入端连接，用于将目标信号转换为电压信号并对其交流部分进行放大，数字增益调节电路的输出端与模数转换电路的输入端连接，用于对前置增益调节电路输出信号进一步放大，模数转换电路用于将完成增益调节的目标信号进行采样形成目标数据，增益调节模块的输入端与模数转换电路的输出端相连，输出端控制连接前置增益调节电路和数字增益调节电路，用于根据目标数据的幅值计算出增益系数来控制前置增益调节电路和数字增益调节电路的增益。 下面以多元导弹目标信号为例对本系统的具体电路构成进行详细说明。 由于多元导弹系统中光伏型探测器工作在零偏压状态时有着最高的探测度，因此前置增益调节电路采用零偏压跨阻放大电路，零偏压跨阻放大电路具有高交流增益、小输出失衡电压的特点，满足系统要求，另外由于探测器输出含有直流分量，该部分信号的增益如果太大会导致输出直流信号饱和，淹没有效交流信号成分，因此直流信号增益应尽量小于交流信号增益。该电路的具体原理如图2所示，包括场效应管Ql和第一放大器U1，场效应管栅极G与增益调节模块的输出端连接，场效应管源极S通过电阻R8连接到第一放大器的输出端，场效应管源极S还连接偏执单元，该偏执本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种目标信号的自动增益调节系统，其特征在于，该系统包括前置增益调节电路、数字增益调节电路、模数转换电路和增益调节模块，所述前置增益调节电路的输入端用于连接目标信号，输出端与数字增益调节电路的输入端连接，用于将目标信号转换为电压信号并对其交流部分进行放大，所述数字增益调节电路的输出端与模数转换电路的输入端连接，用于对前置增益调节电路输出信号进一步放大，所述模数转换电路用于将完成增益调节的目标信号进行采样形成目标数据，所述增益调节模块的输入端与模数转换电路的输出端相连，输出端控制连接前置增益调节电路和数字增益调节电路，用于根据目标数据的幅值计算出增益系数来控制前置增益调节电路和数字增益调节电路的增益。

【技术特征摘要】
1.一种目标信号的自动增益调节系统，其特征在于，该系统包括前置增益调节电路、数字增益调节电路、模数转换电路和增益调节模块，所述前置增益调节电路的输入端用于连接目标信号，输出端与数字增益调节电路的输入端连接，用于将目标信号转换为电压信号并对其交流部分进行放大，所述数字增益调节电路的输出端与模数转换电路的输入端连接，用于对前置增益调节电路输出信号进一步放大，所述模数转换电路用于将完成增益调节的目标信号进行采样形成目标数据，所述增益调节模块的输入端与模数转换电路的输出端相连，输出端控制连接前置增益调节电路和数字增益调节电路，用于根据目标数据的幅值计算出增益系数来控制前置增益调节电路和数字增益调节电路的增益。2.根据权利要求1所述的目标信号的自动增益调节系统，其特征在于，所述前置增益调节电路采用零偏压跨阻放大电路，包括场效应管和第一放大器，所述场效应管栅极G与增益调节模块的输出端连接，场效应管源极S通过电阻R8连接到第一放大器的输出端，场效应管漏极D连接到第一放大器的反向输入端，所述场效应管源极S和漏极D之间通过电阻R6连接，所述第一放大器的反向输入端用于与目标信号连接。3.根据权利要求2所述的目标信号的自动增益调节系统，其特征在于，所述数字增益调节电路包括第二放大器和数字电位器，所述数字电位器的W端连接到第二放大器的反向输入端，所述数字电位器的A端与第二放大器的输出端连接，所述数字电位器的调节输出端和A端之间通过电容连接，所述数字电位器的SPI接口与增益调节模块的输出端连接，所述第二放大器的反向输入端与第一放大器的输出端相连。4.根据权利要求3所述的目标信号的自动增益调节系统，其特征在于，所述增益调节模块通过设定幅值上下限对前置增益调节电路和数字增益调节电路的增益系数进行调节，当不存在大于下限的数据点时，增益向上调节，当存在大于上限的数据点时，增益向下调节。5.根据权利要求4所述的目标信号的自动增益调节系统，其特征在于，所述增...

【专利技术属性】
技术研发人员：张新朝，李志攀，张谦，史晓华，段萌，张飞，
申请(专利权)人：中国空空导弹研究院，
类型：发明
国别省市：河南;41