CN105915295A - 一种适用于场强仪的信号增益自动控制方法 - Google Patents

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王康健
李柏林
苏勇辉
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Abstract

本发明提供一种适用于场强仪的信号增益自动控制方法，该方法包括射频增益控制与中频增益控制两个部分。所述射频增益控制电路包括在射频前端数控衰减器与可变增益放大器，射频输入信号输入数控衰减器，经过衰减器的处理，经过可变增益放大器处理，输入到混频器与本振信号变频为中频信号，该中频信号经过低通滤波器的滤波后，得到中频输入信号。所述中频输入信号一方面通过中频增益控制调控信号的增益，一方面经过检波器测出信号的幅值，进入比较器，与参考电压比较后得出输出信号反馈到射频前端的数控衰减器或可变增益放大器。本发明方法通过控制射频衰减器的增益，实现了在射频前端就对信号进行快速响应，与场强仪中的中频增益控制结合，更有效的测量大动态范围信号，更好的提高了系统性能。

Description

一种适用于场强仪的信号增益自动控制方法
技术领域
本发明涉电子电路领域，特别是涉及一种适用于场强仪的信号增益自动控制方法。
背景技术
在场强仪的使用中，输入信号的变化范围往往很大，当输入信号强度太小时，场强仪不能够准确的接收所需的信号，当输入信号强度过大时，内部元器件会由于过载而损坏。如何将信号保持在合适的范围内，就需要控制信号的增益，保证场强仪正常工作。
场强仪的传统增益控制的方法，通常是在中频控制增益，当射频信号输入过大时，由于在射频端首先出现电路饱和而影响信噪比，当信号经过滤波器滤波后，信号失真减少了，中频放大器又将信号幅度控制在要求范围内，这种控制方式是在信号已经失真的基础上完成的，信号的信噪比已经降低了，不能满足设计要求。该方法一般应用在信号的变化强度较小、信号强度小的条件下实现的，不适合与有大动态范围输入的情况中。
发明内容
本发明的目的是为解决场强仪中信号动态范围大，射频部分易饱和的问题，设计了一种适用于场强仪的信号增益自动控制方法。
为达到上述目的，本发明方法技术方案如下：
一种适用于场强仪的信号增益自动控制方法步骤如下：
步骤一：将射频输入信号输入到数控衰减器中；
步骤二：将经过衰减器的处理的射频输入信号传输到可变增益放大器中进行放大；
步骤三，将放大后的射频输入信号输入到混频器中与本振信号变频为中频信号；
步骤三：所述中频信号经过低通滤波器的滤波后，得到中频输入信号；
步骤四：一方面，所述中频输入信号，经过检波器测出其信号的幅值，进入比较器，与参考电压比较后的输出信号反馈到射频前端的数控衰减器或可变增益放大器。
步骤五：另一方面，所述中频输入信号，经过中频增益控制调控信号的增益。
在上述技术方案中，所述步骤四中，输出信号为高电平，表示高于高的参考电压VH，增益过大需要减小，所述输出信号为低电平，表示低于低的参考电压VL，增益过小需要增加。
在上述技术方案中，所述步骤五中，中频增益控制包括中频输入信号，经过可变增益放大器、滤波器、模拟数字转换器，到现场可编程门列阵进行信号处理，并经过数字模拟转换器反馈到可变增益放大器，调控信号的增益。
在上述技术方案中，数控衰减器和可变增益放大器均设有两个输入端，分别接收输入信号和反馈信号。
本发明与现有技术方案相比具有以下有益效果和优点：
本发明相对于传统的增益控制方法，提出了在射频前端增加数控衰减器与可变增益放大器的增益控制方法，具有响应速度快，信号失真少的优点。通过射频前端的增益调节，结合中频增益控制，可以在信号强度变化过大时，仍能保持中频信号保持在稳定的范围内，避免了由于输入信号过大导致射频放大器饱，致使系统的信噪比恶化，最终影响系统性能等问题，保证了场强仪对信号的有效监测。
附图说明
图1是本文提出的场强仪的信号增益自动控制方法的流程示意图
1-数控衰减器，2-可变增益放大器，3-混频器，4-滤波器，5-检波器，
6-比较器，7-模拟数字转换器，8-现场可编程门列阵，9-数字模拟转换器。
具体实施方式
以下结合附图和具体实施例对本发明作进一步的详细描述：
本发明中的场强仪的信号增益自动控制方法，包括射频增益控制与中频增益控制两个部分。增益自动控制实现主要是对过大的输入信号进行减小，过小的输入信号进行信号放大的过程。
射频输入信号通过数控衰减器1的输入端输入到数控衰减器1中，数控衰减器1对射频输入信号中过大的信号进行衰减，并通过数控衰减器1的输出端和与之相连的可变增益放大器2的输入端将输入到可变增益放大器2；
可变增益放大器2将输入信号中过小的信号进行衰减，然后通过可变增益放大器2的输出端和与之相连的混频器3的输入端将之输入到混频器3；
混频器3将输入的信号与其本振信号进行混频，将输入信号变为中频信号，然后通过混频器3的输出端和与之相连的低通滤波器4的输入端将之输入到滤波器4；
滤波器4将中频信号滤波后得到中频输入信号，然后通过低通滤波器4的输出端和与之相连的可变增益放大器3的输入端及检波器5输入端的将之分成两路信号分别输入到可变增益放大器3和检波器5。
传向可变增益放大器3的中频输入信号经过再一次的增益放大后通过可变增益放大器3的输出端和与之相连的滤波器4的输入端传向滤波器4；
滤波器4将传入的中频输入信号经过再一次的滤波，然后通过滤波器4的输出端和与之相连的模拟数字转换器7的输入端传向模拟数字转换器7；
模拟数字转换器7将传入的模拟信号转化为数字信号，然后通过模拟数字转换器7的输出端和与之相连的现场可编程门列阵8的输入端传向数字模拟转换器9；
数字模拟转换器9将数字信号转化为模拟信号，然后通过数字模拟转换器9的输出端和与之相连的可变增益放大器3的另一输入端输入可变增益放大器3中，作为反馈信号来调节增益大小。
传向检波器5的中频输入信号，通过检波器5的幅值检测后再通过检波器5的输出端和与之相连的比较器输入端输入到比较器6中；
比较器6将信号幅值与参考电压比较后的输出信号反馈到与之输入端相连的射频前端的数控衰减器或放大器中，当比较器输出为高电平时，表示信号幅值高于高的参考电压VH，说明增益过大需要减小，当比较器输出为低电平，表示信号幅值低于低的参考电压VL，说明增益过小需要增加。

Claims (4)

1.一种适用于场强仪的信号增益自动控制方法，其特征在于，它包括如下步骤：
步骤一：将射频输入信号输入到数控衰减器中；
步骤二：将经过衰减器处理的射频输入信号传输到可变增益放大器中进行放大；
步骤三，将放大后的射频输入信号输入到混频器中与本振信号变频为中频信号；
步骤三：所述中频信号经过滤波器的滤波后，得到中频输入信号；
步骤四：一方面，所述中频输入信号，经过检波器测出其信号的幅值，进入比较器，与参考电压比较后的输出信号反馈到射频前端的数控衰减器或可变增益放大器。
步骤五：另一方面，所述中频输入信号，通过中频增益控制调控信号的增益。
2.根据权利要求1所述适用于场强仪的信号增益自动控制方法，其特征在于，步骤四中，所述输出信号为高电平，表示高于高的参考电压VH，所述输出信号为低电平，表示低于低的参考电压VL。
3.根据权利要求1所述适用于场强仪的信号增益自动控制方法，其特征在于，步骤五中，所述中频增益控制包括中频输入信号，经过可变增益放大器、滤波器、ADC，到FPGA进行信号处理，并经过DAC反馈到可变增益放大器，调控信号的增益。
4.根据权利要求1所述适用于场强仪的信号增益自动控制方法，其特征在于，数控衰减器和可变增益放大器均设有两个输入端，分别接收输入信号和反馈信号。
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