基于fpga的射频接收机前端自动增益控制系统及方法技术方案

本发明专利技术涉及通信技术领域，具体涉及基于fpga的射频接收机前端自动增益控制系统，包括信号输入模块，所述信号输入模块与信号处理模块连接，所述信号处理模块与模拟放大器模块连接。本发明专利技术中，输入的信号经过信号筛选模块筛选处理，避免无关信号的干扰，降低信号的冗余度，提升模拟放大器模块对信号处理的速度，提高整个系统的处理效率，利用FPGA处理模块对峰值和增益分别处理，提高对输入信号峰值检测的准确性，对峰值和增益的处理效果好，减少增益的误差，实现对自动增益的优化处理；经过理论分析和计算机仿真软件对系统进行双重辅助，观测数据变化对波形图的影响，可对误差及时预警和修正，保证射频接收机前端的使用效果。保证射频接收机前端的使用效果。保证射频接收机前端的使用效果。

【技术实现步骤摘要】
基于fpga的射频接收机前端自动增益控制系统及方法


[0001]本专利技术涉及通信
，具体涉及基于fpga的射频接收机前端自动增益控制系统及方法。

技术介绍

[0002]在对射频接收机前端进行自动增益时，通常采用ALC或AGC实现，自动电平控制(ALC)是指当直放站工作于最大增益且输出为最大功率时，增加输入信号电平，提高直放站对输出信号电平控制的能力。自动增益控制(AGC)的定义与ALC一致，只是二者的作用机制不一样。ALC是通过反馈控制输入信号的强度来达到控制输出信号电平的目的，而AGC是通过反馈控制直放站的增益来达到此目的。
[0003]现有技术中，如中国专利CN107276621A公开了兼顾多种应用场景的接收机自动增益控制系统及方法，控制系统包括：PCB射频前端匹配模组FEM、低噪声放大器LNA、两个接收机混频器RMX、两个跨阻放大器TIA、两个低通滤波器LPF、两个可变增益放大器VGA、两个模拟数字转换器ADC、接收机信号功率指示器RSSI、功率检测器PDET、自动增益控制模块。
[0004]现有技术中通过兼顾多种应用场景，实现电路的自动切换，降低电路切换和使用时的干扰，保证电路的正常使用，但系统的可扩展性较低，不利于对大容量数据的采集，在对核心峰值检测时，未采用比较法准确检测输入信号的幅值，需要的时长较长，不利于控制效果的观察以及控制信息的传递。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的在于提供基于fpga的射频接收机前端自动增益控制系统，以解决上述
技术介绍
提出的系统的可扩展性较低，不利于对大容量数据的采集，在对核心峰值检测时，未采用比较法准确检测输入信号的幅值，需要的时长较长，容易造成资源浪费，不利于控制效果的观察以及控制信息的传递的问题。
[0006]为实现上述目的，本专利技术提供了如下技术方案：
[0007]基于fpga的射频接收机前端自动增益控制系统，包括信号输入模块，所述信号输入模块与信号处理模块连接，所述信号处理模块与模拟放大器模块连接，所述模拟放大器模块与D/A转换模块和信号采集模块连接；所述信号采集模块与FPGA处理模块连接，所述FPGA处理模块与D/A处理模块连接，所述信号采集模块与信号分析模块连接，所述信号分析模块与信息存储模块连接；
[0008]所述信号处理模块用于对终端设备输入的信号进行快速处理，降低模拟放大器模块的工作强度；
[0009]所述模拟放大器模块利用模拟中频放大器对信号进行放大处理；
[0010]所述D/A转换模块用于对输入的信号进行D/A转换，利于信号的快速传输；
[0011]所述信号采集模块用于采集处理后的信号，实现信号的中转，将信号分别向模拟放大器模块和信号分析模块内输送；
[0012]所述信号分析模块用于对信号采集模块输入的信号和数据进行快速分析，判断数据是否存在异常；
[0013]所述信息存储模块用于对经过分析后的数据进行存储，对数据的历史处理进行记录；
[0014]所述FPGA处理模块用于对峰值以及增益进行分别处理；
[0015]所述D/A处理模块用于对输入的信号再次进行D/A转换，传输转换后的信号；
[0016]所述信号输入模块用于连接终端设备，将输入的信号传递到信号处理模块内。
[0017]优选的，所述信号处理模块包括信号筛选模块和信号输出模块，所述信号筛选模块与信号输出模块连接。
[0018]优选的，所述信号筛选模块用于对输入信号处理模块内部的信号进行快速筛选。
[0019]优选的，所述信号输出模块用于接收筛选后的信号，并传递筛选后的信号。
[0020]优选的，所述信号采集模块与D/A处理模块连接。
[0021]优选的，所述FPGA处理模块包括峰值检测模块、峰值处理模块和增益控制模块，所述增益控制模块与峰值处理模块连接，所述峰值处理模块与峰值检测模块连接。
[0022]优选的，所述增益控制模块用于对峰值进行检测，将检测后的峰值与波形图对比。
[0023]优选的，所述峰值处理模块基于预定的阈值对峰值进行比对和处理，保证峰值的准确性。
[0024]优选的，所述峰值检测模块用于对增益进行管理，降低增益异常对射频接收机前端的工作影响。
[0025]基于fpga的射频接收机前端自动增益控制方法，包括以下步骤：
[0026]S1：通过信号输入模块将信号输入信号处理模块内，利用信号筛选模块对信号进行筛选，去除信号内部无关的冗余信号，将筛选后的有效信号送入信号输出模块内利用信号输出模块输出。
[0027]S2：利用模拟放大器模块对信号进行处理，利用D/A转换模块对信号进行转换，将转换后的信号传输到FPGA处理模块内部。
[0028]S3：增益控制模块对数据的峰值进行检测，峰值处理模块对数据的峰值进行处理，将处理后的数据和波形利用仿真软件进行辅助显示。
[0029]S4：利用比较法对峰值的阈值进行比较处理，判断自动增益是否符合预定范围，若正常则进行下一步骤。
[0030]S5：当自动增益发生异常时，利用峰值检测模块对增益进行处理，调整增益的范围，将处理后的数据送入D/A处理模块内转换处理。
[0031]S6：处理后的模拟增益信号进入信号采集模块内，然后经过信号采集模块分别输送到模拟放大器模块和信号分析模块内，利用信号分析模块对数据进行分析，分析结果进入信息存储模块内存储。
[0032]有益效果
[0033]采用本专利技术提供的技术方案，与已知的公有技术相比，具有如下有益效果：
[0034]1、本专利技术中，输入的信号经过信号筛选模块筛选处理，避免无关信号的干扰，降低信号的冗余度，提升模拟放大器模块对信号处理的速度，提高整个系统的处理效率。
[0035]2、本专利技术中，利用FPGA处理模块对峰值和增益分别处理，提高对输入信号峰值检
测的准确性，速度较快，对峰值和增益的处理效果好，减少增益的误差，实现对自动增益的优化处理；
[0036]3、经过理论分析和计算机仿真软件对系统进行双重辅助，观测数据变化对波形图的影响，可对误差及时预警和修正，保证射频接收机前端的使用效果，利用控制效果的观察以及控制信息的传递。
附图说明
[0037]图1为基于fpga的射频接收机前端自动增益控制系统及方法的框图；
[0038]图2为基于fpga的射频接收机前端自动增益控制系统及方法的流程图。
[0039]图中标号说明：
[0040]1、信号处理模块；101、信号筛选模块；102、信号输出模块；2、模拟放大器模块；3、D/A转换模块；4、信号采集模块；5、信号分析模块；6、信息存储模块；7、FPGA处理模块；701、峰值检测模块；702、峰值处理模块；703、增益控制模块；8、D/A处理模块；9、信号输入模块。
具体实施方式
[0041]为使本专利技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本专利技术实施例中本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.基于fpga的射频接收机前端自动增益控制系统，其特征在于，包括信号输入模块(9)，所述信号输入模块(9)与信号处理模块(1)连接，所述信号处理模块(1)与模拟放大器模块(2)连接，所述模拟放大器模块(2)与D/A转换模块(3)和信号采集模块(4)连接；所述信号采集模块(4)与FPGA处理模块(7)连接，所述FPGA处理模块(7)与D/A处理模块(8)连接，所述信号采集模块(4)与信号分析模块(5)连接，所述信号分析模块(5)与信息存储模块(6)连接；所述信号处理模块(1)用于对终端设备输入的信号进行快速处理，降低模拟放大器模块(2)的工作强度；所述模拟放大器模块(2)利用模拟中频放大器对信号进行放大处理；所述D/A转换模块(3)用于对输入的信号进行D/A转换，利于信号的快速传输；所述信号采集模块(4)用于采集处理后的信号，实现信号的中转，将信号分别向模拟放大器模块(2)和信号分析模块(5)内输送；所述信号分析模块(5)用于对信号采集模块(4)输入的信号和数据进行快速分析，判断数据是否存在异常；所述信息存储模块(6)用于对经过分析后的数据进行存储，对数据的历史处理进行记录；所述FPGA处理模块(7)用于对峰值以及增益进行分别处理；所述D/A处理模块(8)用于对输入的信号再次进行D/A转换，传输转换后的信号；所述信号输入模块(9)用于连接终端设备，将输入的信号传递到信号处理模块(1)内。2.根据权利要求1所述的基于fpga的射频接收机前端自动增益控制系统，其特征在于：所述信号处理模块(1)包括信号筛选模块(101)和信号输出模块(102)，所述信号筛选模块(101)与信号输出模块(102)连接。3.根据权利要求2所述的基于fpga的射频接收机前端自动增益控制系统，其特征在于：所述信号筛选模块(101)用于对输入信号处理模块(1)内部的信号进行快速筛选。4.根据权利要求2所述的基于fpga的射频接收机前端自动增益控制系统，其特征在于：所述信号输出模块(102)用于接收筛选后的信号，并传递筛选后的信号。5.根据权利要求1所述的基于fpga的射频接收机前端自动增益控制系统，其特征在于：所述信号采集模块(4)与D/A处理模块(8)连接。6.根据权利要求1所述的基于...

【专利技术属性】
技术研发人员：李桂华，吴佳桥，孙卫庆，王浩宇，王紫威，
申请(专利权)人：安徽大学，
类型：发明
国别省市：