本发明专利技术实施例公开了一种用于射频接收机的自动增益控制系统及其控制方法，所述系统包括频率综合器、低噪声放大器、混频器、滤波器、自动增益控制模块，自动增益控制模块由可变增益放大器、模数转换器及能量检测判决模块组成，模数转换器输出信号送给能量检测判决模块；能量检测判决模块输出接可变增益放大器的控制端，输出控制信号控制可变增益放大器档位，实现增益调整。本发明专利技术采用数模结合的方式，利用数字电路功耗低、速度快的特点，实现了在毫秒内计算了多次采样的平均值，提高了自动增益控制的速度和精度，是一种低功耗、小面积、速度快、高集成度的解决方案。高集成度的解决方案。高集成度的解决方案。
【技术实现步骤摘要】
用于射频接收机的自动增益控制系统及其控制方法
[0001]本专利技术涉及射频接收机
，尤其涉及一种用于射频接收机的自动增益控制系统及其控制方法。
技术介绍
[0002]传统的射频接收机前端电路包含低噪声放大器LNA、混频器MIXER、滤波器LPF、可变增益放大器PGA、模数转换器ADC以及频率综合器PLL，如图1所示，具体描述如下：1. 低噪声放大器10，其输入接收射频信号，经过放大后接输出射频信号接后级混频器MIXER 20；2. 频率综合器60输出射频本振信号接混频器20；3. 混频器输入接低噪声放大器输出，另一输入接频率综合器输出本振信号，完成信号从射频变换至低中频/零中频，其输出接滤波器30；4. 滤波器30输入接混频器输出端，信号滤除不需要的高频部分保留低频部分后接可变增益放大器40；5. 可变增益放大器40输入一接滤波器输出端，信号在低中频/零中频经过放大之后送给模数转换器50；6. 模数转换器50输入端接可变增益放大器输出端，模拟低中频/零中频信号经过模数转换器之后变成N位数字中频信号输出；当射频输入信号能量大小突然改变，或者当射频输入端口有耦合过来的干扰信号时，有用信号伴随干扰信号到达模数转换器时超过或者低于模数转换器可辨别的程度，就会恶化接收机信噪比。
[0003]自动增益控制目的是通过控制可变增益中频放大器增益，使信号放大到模数转换器可辨别的程度，但由于实际输入信号在不同温度、带宽、干扰、片外元件下幅度变化较大，射频前端需要足够的动态范围保证输入信号在达到模数转换器时处于合理的幅值范围，方便模数转换器对小信号的采集以及数字基带对固定能量信号的处理。
[0004]接收机射频前端自动增益控制的方法有多种，主要分为两类：在模拟电路中实现。
[0005]如专利CN 106160762 A，CN 108111181 A，CN 108199695 A，均利用检波电路将检波信号进行处理后送给控制电压调整电路，同时控制射频增益调整电路和中频增益调整电路。
[0006]数模结合的方法。
[0007]如专利CN 105515597 B，虽然利用了数模结合的方式，具有速度快，实时检测等优点，但是其检测模块包括依次连接的求信号绝对值电路、自适应均衡器、求极大值电路、门限比较电路和误差处理电路，处理方式过于复杂，增加了电路复杂度。
[0008]专利CN 105871481 B利用数模结合的方法，提到在数字域检测信号能量，但是没有给出具体实现方式。
[0009]然而，用包络检测电路实现自动增益控制存在两个问题：1. 额外增加模拟电路，增加了功耗和面积；2. 检测速度受检测链路中各个模块速度影响，检测速度较慢；专利CN 105515597 B数模结合的方法中，其数字处理模块过于复杂，增加了电路功耗和面积，提高了成本。
技术实现思路
[0010]本专利技术实施例所要解决的技术问题在于，提供一种用于射频接收机的自动增益控制系统及其控制方法，以解决传统自动增益控制模块功耗大，面积大，速度慢，无法实时检测的缺点。
[0011]为了解决上述技术问题，本专利技术实施例提出了一种用于射频接收机的自动增益控制系统，包括频率综合器以及依次连接的低噪声放大器、混频器、滤波器，频率综合器连接混频器，还包括自动增益控制模块，自动增益控制模块由可变增益放大器、模数转换器及能量检测判决模块组成，可变增益放大器的一输入端连接滤波器，将信号放大之后送给模数转换器；模数转换器输入端接可变增益放大器输出端，将输入的信号转换成N位数字中频信号输出；模数转换器输出同时送给能量检测判决模块；能量检测判决模块输入接模数转换器，能量检测判决模块输出接可变增益放大器的增益控制端，输出控制信号控制可变增益放大器增益档位，实现增益调整。
[0012]进一步地，能量检测判决模块采集预设单位时间之内的数字中频信号，计算得到采集的预设单位时间内的能量大小，然后根据能量大小产生控制信号，送给可变增益放大器的增益控制端，当计算得到的能量大于预设判决门限时，通过输出控制信号降低可变增益放大器增益；当计算得到的能量小于预设判决门限时，通过输出控制信号提高可变增益放大器增益；当计算得到的能量位于预设判决门限之内，不改变控制信号。
[0013]进一步地，能量检测判决模块持续进行检测，或间隔一段时间进行检测。
[0014]进一步地，可变增益放大器由可变电阻RES1、固定电阻RES2及运算放大器组成，运算放大器的输入端正极接地，运算放大器的输入端负极通过可变电阻RES1连接滤波器，固定电阻RES2两端分别接运算放大器的输出端以及输入端负极。
[0015]进一步地，能量检测判决模块根据以下步骤控制可变增益放大器：（1）能量检测是否开始；（2）若开始，则能量检测判决模块复位；（3）采样当前模数转换器输出结果，得到MAG[N
‑
1:0]并存储在ENE[N
‑
1:0]中；（4）将SUM=SUM+ENE[N
‑
1:0]，并让计数加1；（5）判断当前计数次数是否小于设定值Q；（6）若采集次数小于Q，则重复步骤（3）至（5）；（7）若当前计数次数等于Q，则计算总计Q次累计的平均值ENE_AVE[N
‑
1:0]=SUM/Q；（8）判断平均值ENE_AVE[N
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1:0]是否大于预设的高门限，还是小于预设的低门限，还是位于预设的高门限和预设的低门限之间；（9）若ENE_AVE[N
‑
1:0]大于预设的高门限，则输出控制信号降低可变增益放大器增益；（10）若ENE_AVE[N
‑
1:0]小于预设的低门限，则输出控制信号提高可变增益放大器
增益；（11）若ENE_AVE[N
‑
1:0]位于预设的高门限和预设的低门限之间，则输出控制信号保持当前可变增益放大器增益；（12）能量检测结束。
[0016]进一步地，可变增益放大器和模数转换器由模拟电路实现，能量检测判决模块由数字电路实现。
[0017]进一步地，N大于等于2。
[0018]相应地，本专利技术实施例还提供了一种用于射频接收机的自动增益控制系统的控制方法，采集预设单位时间之内模数转换器输出的数字中频信号，计算得到采集预设单位时间内的能量大小，根据能量大小产生控制信号，控制可变增益放大器的增益；当计算得到的能量大于预设判决门限时，通过输出控制信号降低可变增益放大器增益；当检测的能量小于预设判决门限时，通过输出控制信号提高可变增益放大器增益；当检测的能量位于判决门限之内，不改变控制信号。
[0019]进一步地，包括以下步骤：（1）能量检测是否开始；（2）若开始，则进入步骤（3）；（3）采样当前模数转换器输出结果，得到MAG[N
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1:0]并存储在ENE[N
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1:0]中；（4）将SUM=SUM+ENE[N
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1:0]，并让计数加1；（5）判断当前计数次数是否小于设定值Q本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种用于射频接收机的自动增益控制系统，包括频率综合器以及依次连接的低噪声放大器、混频器、滤波器，频率综合器连接混频器，其特征在于，还包括自动增益控制模块，自动增益控制模块由可变增益放大器、模数转换器及能量检测判决模块组成，可变增益放大器的一输入端连接滤波器，将信号放大之后送给模数转换器；模数转换器输入端接可变增益放大器输出端，将输入的信号转换成N位数字中频信号输出；模数转换器输出同时送给能量检测判决模块；能量检测判决模块输入接模数转换器，能量检测判决模块输出接可变增益放大器的增益控制端，输出控制信号控制可变增益放大器增益档位，实现增益调整。2.如权利要求1所述的用于射频接收机的自动增益控制系统，其特征在于，能量检测判决模块采集预设单位时间之内的数字中频信号，计算得到采集的预设单位时间内的能量大小，然后根据能量大小产生控制信号，送给可变增益放大器的增益控制端，当计算得到的能量大于预设判决门限时，通过输出控制信号降低可变增益放大器增益；当计算得到的能量小于预设判决门限时，通过输出控制信号提高可变增益放大器增益；当计算得到的能量位于预设判决门限之内，不改变控制信号。3.如权利要求2所述的用于射频接收机的自动增益控制系统，其特征在于，能量检测判决模块持续进行检测，或间隔一段时间进行检测。4.如权利要求2所述的用于射频接收机的自动增益控制系统，其特征在于，可变增益放大器由可变电阻RES1、固定电阻RES2及运算放大器组成，运算放大器的输入端正极接地，运算放大器的输入端负极通过可变电阻RES1连接滤波器，固定电阻RES2两端分别接运算放大器的输出端以及输入端负极。5.如权利要求2所述的用于射频接收机的自动增益控制系统，其特征在于，能量检测判决模块根据以下步骤控制可变增益放大器：（1）能量检测是否开始；（2）若开始，则能量检测判决模块复位；（3）采样当前模数转换器输出结果，得到MAG[N
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1:0]并存储在ENE[N
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1:0]中；（4）将SUM=SUM+ENE[N
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1:0]，并让计数加1；（5）判断当前计数次数是否小于设定值Q；（6）若采集次数小于Q，则重复步骤（3）至（5）；（7）若当前计数次数等于Q，则计算总计Q次累计的平均值ENE_AVE[N
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1:0]=SUM/Q；（8）判断平均值ENE_AVE[N
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1:0]是否大于预设的高门限，还是小于预设的低门限，还是位于预设的高门限和预设的低门限之间；（9）若ENE_AVE...
【专利技术属性】
技术研发人员：冯盛，
申请(专利权)人：深圳华大北斗科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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