CN106921398A - 用于实现动态范围增益的agc装置以及射频接收电路 - Google Patents

Abstract

本发明涉及通信领域，公开了一种用于实现动态范围增益的AGC装置以及射频接收电路，该装置包括：第一低噪声放大器LNA，用于对所接收的电信号进行放大；AGC模块，用于对所述第一LNA所输出的信号进行放大，以输出一功率电平值稳定的信号；功率检测模块，用于检测所述AGC模块所输出的信号的功率电平值；以及控制模块，用于在所述AGC模块所输出的信号的功率电平值大于阈值时，控制所述第一LNA不对所接收的微波信号进行放大，从而进一步增加系统的动态范围。

Description

用于实现动态范围增益的AGC装置以及射频接收电路

技术领域

本发明涉及通信领域，具体地，涉及一种用于实现动态范围增益的AGC装置以及射频接收电路。

背景技术

高速公路电子不停车收费系统(Electronic Toll collection，简称为ETC)是以现代通信技术、电子技术、自动控制技术、计算机和网络技术等高新技术为主导，实现车辆不停车自动收费的智能交通电子系统。系统通过路侧单元(RSU)与车载电子标签(OBU)之间的专用短程通信，在不需要司机停车和其他收费人员操作的情况下，自动完成收费处理过程。

带有车载标签(OBU)的车辆在通过ETC专用通道时，由远及近并通过路侧单元(RSU)，这时候RSU接收到的OBU信号强度由小变大，同时由于多径效应等环境影响，将会出现信号波动。而在某些情况下，例如实验室近距离测试或者OBU近距离检测等情况下，进入RSU接收链路的信号将非常大，容易导致射频前端饱和进而导致信号失真。

发明内容

本发明的目的是提供一种用于实现动态范围增益的AGC装置以及射频接收电路，其能够实现在输入信号的功率过大的情况下不出现饱和失真的现象。

为了实现上述目的，本发明提供一种用于实现动态范围增益的自动增益控制AGC装置，该装置包括：第一低噪声放大器LNA，用于对所接收的电信号进行放大；AGC模块，用于对所述第一LNA所输出的信号进行放大，以输出一功率电平值稳定的信号；功率检测模块，用于检测所述AGC模块所输出的信号的功率电平值；以及控制模块，用于在所述AGC模块所输出的信号的功率电平值大于阈值时，控制所述第一LNA不对所接收的电信号进行放大。

优选地，所述控制模块还用于根据所述AGC模块所输出的信号的功率电平值控制所述AGC模块的增益。

优选地，所述第一LNA具有Bypass功能，所述控制模块还用于在所述AGC模块所输出的信号的功率电平值大于所述阈值时，启动所述第一LNA的所述Bypass功能。

优选地，所述装置还包括：LNA供电电源，用于为所述第一LNA提供电源；以及开关，连接在所述第一LNA与所述LNA供电电源之间，所述控制模块还用于在所述AGC模块所输出的信号的功率电平值大于所述阈值时，控制所述开关断开。

优选地，所述控制模块由FPGA实现。

相应地，本发明还提供一种射频接收电路，该射频接收电路包括：上述的用于实现动态范围增益的AGC装置；以及解调模块，用于对所述AGC模块输出的信号进行解调。

优选地，所述电路还包括：射频RF滤波器，用于对所接收的射频信号进行滤波；以及第二低噪声放大器LNA，用于对经所述RF滤波器滤波后的信号进行放大，并将该放大后的信号输出至所述第一LNA。

优选地，所述电路还包括：混频器，用于将所述第一LNA所输出的信号与本振信号进行混频以形成中频信号，并将该中频信号输出至所述AGC模块。

优选地，所述电路还包括：中频滤波器，连接在所述混频器与所述AGC模块之间。

相应地，本发明还提供一种路侧单元，该路侧单元包括上述的射频接收电路。

通过上述技术方案，在接收到大功率信号的情况下，控制LNA不对所接收的微波信号进行放大，进而实现对射频前端的大功率保护。

本发明的其它特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。

附图说明

附图是用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本发明，但并不构成对本发明的限制。在附图中：

图1示出了根据本发明第一实施方式的用于实现动态范围增益的AGC装置的结构图；

图2示出了根据本发明第二实施方式的用于实现动态范围增益的AGC装置的结构图；

图3示出了根据本发明第一实施方式的射频接收电路的连接图；以及

图4示出了根据本发明第二实施方式的射频接收电路的连接图。

附图标记说明

11 RF滤波器 12 第二LNA

13 第一LNA 14 PLL

15 混频器 16 中频滤波器

17 AGC模块 18 控制模块

19 功率检测模块 21 LNA供电电源

具体实施方式

以下结合附图对本发明的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明，并不用于限制本发明。

图1示出了根据本发明第一实施方式的用于实现动态范围增益的AGC装置的结构图。如图1所示，本发明提供一种用于实现动态范围增益的自动增益控制AGC装置，该装置可以包括：第一低噪声放大器LNA 13，用于对所接收的电信号进行放大；AGC模块17，用于对所述第一LNA 13所输出的信号进行放大，以输出一功率电平值稳定的信号；功率检测模块19，用于检测所述AGC模块17所输出的信号的功率电平值；以及控制模块18，用于在所述AGC模块17所输出的信号的功率电平值大于阈值时，控制所述第一LNA 13不对所接收的微波信号进行放大。这里，在第一低噪声放大器LNA13和AGC模块17之间可以连接有混频器、中频滤波器等以对第一低噪声放大器LNA 13所输出的信号进行混频或滤波，此时，AGC模块17所接收的信号为经过混频器、中频滤波器等进行混频或滤波后信号，并用于对该接收的信号进行放大。

优选地，在该第一实施方式中，第一LNA 13可以具有Bypass功能，所述控制模块18还可以用于在所述AGC模块17LNA所输出的信号的功率电平值大于所述阈值时，启动第一LNA 13的Bypass功能。

一般情况下，当微波信号传输至第一LNA 13时，第一LNA 13对所接收的电信号进行放大，功率检测模块19对AGC模块17LNA所输出的信号强度进行检测并转化为功率电平值，模数转换器ADC对该功率电平值进行采样并传输至控制模块18，控制模块18根据该功率电平值并通过数模转换器DAC对AGC模块17的增益进行控制以使AGC模块17不受所接收信号的强度影响而输出功率电平值稳定的信号。其中，AGC模块17可以是级联AGC，但是本发明并不限制于此。

在功率检测模块19检测到AGC模块17LNA所输出的信号强度超过某一阈值的情况下，说明输入至第一LNA 13信号强度过大，经第一LNA 13放大后可能会引起信号的失真，此时，控制模块18可以启动第一LNA 13的Bypass功能，使得电信号不经过放大而通过该第一LNA 13输入至AGC模块17，仅由AGC模块17对电信号进行放大并输出功率电平值稳定的信号。

图2示出了根据本发明第二实施方式的用于实现动态范围增益的AGC装置的结构图。如图2所示，在该实施方式中，本发明所提供的用于实现动态范围增益的AGC装置还可以包括：LNA供电电源21，用于为第一LNA 13提供电源；以及开关22，连接在第一LNA 13与LNA供电电源21之间，控制模块18还用于在AGC模块17LNA所输出的信号的功率电平值大于上述阈值时，控制开关21断开，第一LNA 13掉电不工作，使得电信号不经过放大而通过该第一LNA 13输入至AGC模块17，仅由AGC模块17对电信号进行放大并输出功率电平值稳定的信号。

通过上述两种实施方式，在信号强度比较大的情况下，本发明所提供的AGC装置依然能够输出功率电平值稳定的信号，进而增大了输入信号允许的强度范围，例如，在一般情况下AGC装置可以实现70dB的AGC控制，而通过本发明所提供的用于实现动态范围增益的AGC装置可以实现90dB的AGC控制。

图3示出了根据本发明第一实施方式的射频接收电路的连接图。如图3所示，本发明提供一种射频接收电路，该射频接收电路包括：上述的相应于第一实施方式的用于实现动态范围增益的AGC装置；以及解调模块(图中未示出)，用于对所述AGC模块输出的信号进行解调。这里，解调模块可以与控制模块18集成在一起，并且控制模块18和解调模块均可以由FPGA实现。

进一步参考图3，本发明所提供的射频接收电路还可以包括射频RF滤波器11、第二LNA 12、混频器15、中频滤波器16。具体地，RF滤波器11对所输入的射频信号进行滤波以得到专用短程通信DSRC微波信号，第一LNA 12和第二LNA 13对RF滤波器输出的DSRC微波信号进行放大。混频器15将第二LNA 13输出的微波信号与本振信号混频而输出中频信号，其中本振信号可以有锁相环PLL 14输出，中频滤波器16对该中频信号进行滤波。AGC模块17对经中频滤波器16滤波后的中频信号进行增益以输出功率电平值稳定的信号，然后可以由解调模块对AGC模块17输出的信号进行解调。

此外，功率检测模块19可以对AGC模块17所输出的中频信号的强度进行检测并转化为功率电平值，模数转换器ADC对该功率电平值进行采样并传输至控制模块18，控制模块18根据该功率电平值并通过数模转换器DAC对AGC模块17的增益进行控制以使AGC模块17输出功率电平值稳定的信号。

在功率检测模块19检测到AGC模块17所输出的中频信号强度超过某一阈值的情况下，射频前端信号输入过大，会引起系统的信号失真，甚至由于射频前端功率过大而造成器件损坏，此时，控制模块18可以启动第一LNA13的Bypass功能，使得信号不经过第一LNA 13的放大而通过第一LNA 13并输入混频器，减小射频前端增益，实现对射频前端的大功率保护，同时有效提高射频接收电路所接收信号的动态范围。

图4示出了根据本发明第二实施方式的射频接收电路的连接图。参考图4，与上述第一实施方式的射频接收电路相比，在该实施方式中，本发明所提供的射频接收电路包括：上述的相应于第二实施方式的用于实现动态范围增益的AGC装置；以及解调模块(图中未示出)，用于对所述AGC模块输出的信号进行解调。这里解调模块可以与控制模块18集成在一起，并且控制模块18和解调模块均可以由FPGA实现。

进一步参考图4，在该实施方式中，在功率检测模块19检测到AGC模块17所输出的中频信号强度超过某一阈值的情况下，控制模块18可以控制开关21断开，第一LNA 13掉电不工作，使得信号不经过第一LNA 13的放大而通过第一LNA 13并输入混频器，减小射频前端增益，实现对射频前端的大功率保护，同时有效提高射频接收电路所接收信号的动态范围。

此外，在该实施方式中，射频RF滤波器11、第二LNA 12、混频器15、中频滤波器16与上文所描述的第一实施方式的射频接收电路的相应模块的功能和作用相同，这里不再赘述。

相应地，本发明还提供一种路侧单元，该路侧单元包括上述的射频接收电路。

以上结合附图详细描述了本发明的优选实施方式，但是，本发明并不限于上述实施方式中的具体细节，在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本发明的保护范围。

另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合，为了避免不必要的重复，本发明对各种可能的组合方式不再另行说明。

此外，本发明的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本发明的思想，其同样应当视为本发明所公开的内容。

Claims (10)

1.一种用于实现动态范围增益的自动增益控制AGC装置，其特征在于，该装置包括：

第一低噪声放大器LNA，用于对所接收的电信号进行放大；

AGC模块，用于对所述第一LNA所输出的信号进行放大，以输出一功率电平值稳定的信号；

功率检测模块，用于检测所述AGC模块所输出的信号的功率电平值；以及

控制模块，用于在所述AGC模块所输出的信号的功率电平值大于阈值时，控制所述第一LNA不对所接收的电信号进行放大。

2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述控制模块还用于根据所述AGC模块LNA所输出的信号的功率电平值控制所述AGC模块的增益。

3.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，

所述第一LNA具有Bypass功能，

所述控制模块还用于在所述AGC模块LNA所输出的信号的功率电平值大于所述阈值时，启动所述第一LNA的所述Bypass功能。

4.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述装置还包括：

LNA供电电源，用于为所述第一LNA提供电源；以及

开关，连接在所述第一LNA与所述LNA供电电源之间，

所述控制模块还用于在所述AGC模块LNA所输出的信号的功率电平值大于所述阈值时，控制所述开关断开。

5.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述控制模块由FPGA实现。

6.一种射频接收电路，其特征在于，该射频接收电路包括：

权利要求1-5中任意一项权利要求所述的用于实现动态范围增益的AGC装置；以及

解调模块，用于对所述AGC模块输出的信号进行解调。

7.根据权利要求6所述的电路，其特征在于，所述电路还包括：

射频RF滤波器，用于对所接收的射频信号进行滤波；以及

第二低噪声放大器LNA，用于对经所述RF滤波器滤波后的信号进行放大，并将该放大后的信号输出至所述第一LNA。

8.根据权利要求7所述的电路，其特征在于，所述电路还包括：

混频器，用于将所述第一LNA所输出的信号与本振信号进行混频以形成中频信号，并将该中频信号输出至所述AGC模块。

9.根据权利要求8所述的电路，其特征在于，所述电路还包括：

中频滤波器，连接在所述混频器与所述AGC模块之间。

10.一种路侧单元，其特征在于，该路侧单元包括权利要求6-9中任意一项权利要求所述的射频接收电路。