CN108449789A - 一种agc增益控制装置及方法 - Google Patents

一种agc增益控制装置及方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供了一种AGC增益控制装置及方法，该装置包括AGC放大器、限幅器和RSSI电平采样比较电路。基于本发明公开的装置，可根据射频信号幅度调整AGC增益规则，实现将AGC增益控制在合理范围内甚至保持不变，从而避免了由于AGC增益突变而AGC电路响应不及时导致的射频信号失真问题，进一步避免了恶化数字接收误码率。

Description

一种AGC增益控制装置及方法
技术领域
本发明涉及通信技术领域，更具体地说，涉及一种AGC增益控制装置及方法。
背景技术
无线接收系统的动态范围指的是接收机能够检测到而又不失真的射频信号的功率范围。通常，射频信号是以RSSI(Receive Signal Strength Index，接收信号强度指示)来衡量的，大功率的射频信号视为强接收信号，RSSI较高，小功率的射频信号为弱接收信号，RSSI较低。
在接收机突然接收到幅度变化很大射频信号时，接收链路中的自动增益控制(Auto Gain Control，AGC)电路，受其自身电路形式的限制，需要一定时间来响应此射频信号。但是由于AGC增益突变，而AGC电路响应不及时，从而导致射频信号失真，进一步恶化数字接收误码率。
发明内容
有鉴于此，本发明提供一种AGC增益控制方法及装置，以解决由于AGC增益突变，而AGC电路响应不及时，从而导致射频信号失真，进一步恶化数字接收误码率的问题。技术方案如下：
一种AGC增益控制装置，包括：AGC放大器、限幅器和RSSI电平采样比较电路；
所述AGC放大器输出端与所述限幅器输入端相连，所述限幅器输出端与所述RSSI电平采样比较电路输入端相连，所述RSSI电平采样比较电路输出端与所述AGC放大器第一输入端相连；
所述AGC放大器，用于按照预先设定的用于表征AGC增益值自动变化的第一AGC增益规则对接收到的射频信号进行增益调整，以及当接收到所述RSSI电平采样比较电路发送的第一规则标志位时，按照用于表征AGC增益值固定的第一AGC增益规则对接收到的射频信号进行增益调整；
所述限幅器，用于对增益调整后的所述射频信号进行限幅处理；
所述RSSI电平采样比较电路，用于以第一预设时间间隔为采样周期，采集限幅处理后的所述射频信号的RSSI电平值，并将所述RSSI电平值与设定阈值进行比较，以及当所述RSSI电平值大于所述设定阈值时，生成第一规则标志位并将所述第一规则标志位发送给所述AGC放大器。
优选的，所述RSSI电平采样比较电路，还用于：
当所述RSSI电平值大于所述设定阈值并且上一采样周期所采集的RSSI电平值小于所述设定阈值时，在生成所述第一规则标志位之前，生成并在第二预设时间间隔内保持第二规则标志位；
相应的，所述AGC放大器，还用于：
当接收到所述RSSI电平采样比较电路发送的所述第二规则标志位时，按照用于表征AGC增益值自动变化的第二AGC增益规则对接收到的射频信号进行增益调整。
优选的，所述RSSI电平采样比较电路，还用于：
当当前采样周期为首个采样周期并且当前采样周期所采集的RSSI电平值大于所述设定阈值时，在生成所述第一规则标志位之前，生成并在第二预设时间间隔内保持第二规则标志位；
相应的，所述AGC放大器还用于：
当接收到所述RSSI电平采样比较电路发送的所述第二规则标志位时，按照用于表征AGC增益值自动变化的第二AGC增益规则对接收到的射频信号进行增益调整。
优选的，还包括：混频器；
所述混频器输出端与所述AGC放大器第二输入端相连；
所述混频器，用于对接收到的射频信号进行中频变换，并将中频变换得到的中频信号发送至所述AGC放大器。
优选的，还包括：滤波器；
所述滤波器输入端与所述AGC放大器输出端相连，输出端与所述限幅器输入端相连；
所述滤波器，用于对增益调整后的所述射频信号进行滤波处理。
一种AGC增益控制方法，应用于上述技术方案任意一项所述的AGC增益控制装置，所述AGC增益控制装置包括AGC放大器、限幅器和RSSI电平采样比较电路，所述AGC增益控制方法包括：
所述AGC放大器按照预先设定的用于表征AGC增益值自动变化的第一AGC增益规则对接收到的射频信号进行增益调整；
所述限幅器对增益调整后的所述射频信号进行限幅处理；
所述RSSI电平采样比较电路以第一预设时间间隔为采样周期，采集限幅处理后的所述射频信号的RSSI电平值，并将所述RSSI电平值与设定阈值进行比较；
当所述RSSI电平值大于所述设定阈值时，所述RSSI电平采样比较电路生成第一规则标志位并将所述第一规则标志位发送给所述AGC放大器；
所述AGC放大器按照用于表征AGC增益值固定的第一AGC增益规则对接收到的射频信号进行增益调整。
优选的，还包括：
当所述RSSI电平值大于所述设定阈值并且上一采样周期所采集的RSSI电平值小于所述设定阈值时，所述RSSI电平采样比较电路在生成所述第一规则标志位之前，生成并在第二预设时间间隔内保持第二规则标志位；
所述AGC放大器当接收到所述RSSI电平采样比较电路发送的所述第二规则标志位时，按照用于表征AGC增益值自动变化的第二AGC增益规则对接收到的射频信号进行增益调整。
优选的，还包括：
当当前采样周期为首个采样周期并且当前采样周期所采集的RSSI电平值大于所述设定阈值时，所述RSSI电平采样比较电路在生成所述第一规则标志位之前，生成并在第二预设时间间隔内保持第二规则标志位；
所述AGC放大器当接收到所述RSSI电平采样比较电路发送的所述第二规则标志位时，按照用于表征AGC增益值自动变化的第二AGC增益规则对接收到的射频信号进行增益调整。
优选的，还包括：
所述混频器对接收到的射频信号进行中频变换，并将中频变换得到的中频信号发送至所述AGC放大器。
优选的，还包括：
所述滤波器对增益调整后的所述射频信号进行滤波处理。
相较于现有技术，本发明实现的有益效果为：
本发明公开一种AGC增益控制装置及方法，根据射频信号幅度调整AGC增益规则，实现将AGC增益控制在合理范围内甚至保持不变，从而避免了由于AGC增益突变而AGC电路响应不及时导致的射频信号失真问题，进一步避免了恶化数字接收误码率。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例提供的AGC增益控制装置的结构示意图；
图2为本发明实施例提供的AGC增益控制装置的又一结构示意图；
图3为本发明实施例提供的AGC增益控制装置的再一结构示意图；
图4为本发明实施例提供的AGC增益控制装置的再一结构示意图；
图5为本发明实施例提供的AGC增益控制方法的方法流程图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明实施例公开一种AGC增益控制装置，该装置的结构示意图如图1所示，包括：AGC放大器101、限幅器102和RSSI电平采样比较电路103；
AGC放大器101输出端与限幅器102输入端相连，限幅器102输出端与RSSI电平采样比较电路103输入端相连，RSSI电平采样比较电路103输出端与AGC放大器101第一输入端相连；
AGC放大器101，用于按照预先设定的用于表征AGC增益值自动变化的第一AGC增益规则对接收到的射频信号进行增益调整，以及当接收到RSSI电平采样比较电路103发送的第一规则标志位时，按照用于表征AGC增益值固定的第一AGC增益规则对接收到的射频信号进行增益调整；
本实施例中，AGC放大器101在接收到射频信号时，首先判断该射频信号是否为强接收信号，判断依据可为射频信号的RSSI值，比较该射频信号的RSSI值与RSSI阈值，将RSSI值低于RSSI阈值的射频信号确定为弱接收信号，将RSSI值不低于RSSI阈值的射频信号确定为强接收信号，进一步的，如果该射频信号为强接收信号，则将该射频信号的AGC增益进行衰减，衰减倍数为固定的AGC增益值，而如果该射频信号为弱接收信号，则将该射频信号的AGC增益进行增大，放大倍数为固定的AGC增益值，这就得到了一个幅度稳定并且大小合适的射频信号，具体的，射频信号的幅值以及大小与AGC增益值相关。
限幅器102对AGC放大器101发送的增益调整后的射频信号进行限幅处理；
需要说明的是，限幅器是指能按限定的范围削平信号电压波幅的电路，又称削波器。限幅电路的作用是把输出信号幅度限定在一定的范围内，亦即当输入电压超过或低于某一参考值后，输出电压将被限制在某一电平(称作限幅电平)，且再不随输入电压变化；
另外，限幅器按功能可分为上限限幅电路、下限限幅电路和双向限幅电路三种，用户可根据实际需要具体设置，本实施例不做任何限定。
RSSI电平采样比较电路103以第一预设时间间隔为采样周期，采集限幅处理后的射频信号的RSSI电平值，并将RSSI电平值与设定阈值进行比较，以及当RSSI电平值大于设定阈值时，生成第一规则标志位并将第一规则标志位发送给AGC放大器。
在实际应用中，第一预设时间间隔的取值范围一般为0～10ms。以下以10ms为例，在RSSI电平采样比较电路103检测到限幅处理后的射频信号稳定后，每隔10ms采集一次RSSI电平值，在将所采集的RSSI电平值与设定阈值进行比较，该设定阈值可根据实际需要进行设置，本实施例不做任何限定。设定阈值以1.4V为例，当所采集的RSSI电平值大于1.4V时，就生成高电平标志位发送给AGC放大器。AGC放大器则按照第一AGC增益规则对接收到的射频信号进行增益调整。
此外，当所采集的RSSI电平值大于1.4V并且上一采样周期所采集的RSSI电平值小于1.4V时，在生成高电平标志位的之前，生成低电平标志位并在第二预设时间间隔内保持不变，这就可以确保射频信号非首次处于上升沿时增益保持在一个合理值。AGC放大器则按照用于表征AGC增益值自动变化的第二AGC增益规则对接收到的射频信号进行增益调整。
进一步的，当当前采样周期为首个采样周期并且当前采样周期所采集的RSSI电平值大于1.4V时，在生成高电平标志位之前，生成低电平标志位并在第二预设时间间隔内保持不变，这也可以确保射频信号首次处于上升沿时增益保持在一个合理值。AGC放大器则按照用于表征AGC增益值自动变化的第二AGC增益规则对接收到的射频信号进行增益调整。
本实施例公开的AGC增益控制装置，根据射频信号幅度调整AGC增益规则，实现将AGC增益控制在合理范围内甚至保持不变，从而避免了由于AGC增益突变而AGC电路响应不及时导致的射频信号失真问题，进一步避免了恶化数字接收误码率。
结合图1提供的AGC增益控制装置，本发明实施例公开一种AGC增益控制装置，其结构示意图如图2所示，包括：AGC放大器101、限幅器102、RSSI电平采样比较电路103和混频器104；
混频器104输出端与AGC放大器103第二输入端相连；
混频器104，用于对接收到的射频信号进行中频变换，并将中频变换得到的中频信号发送至AGC放大器；
本实施例中AGC放大器101、限幅器102和RSSI电平采样比较电路103的连接结构以及实现方式可参见上述实施例，本实施例不再进行赘述。
本实施例公开的AGC增益控制装置，通过混频器对接收到的射频信号变换为中频信号，利用中频信号幅度调整AGC增益规则，一方面利用中频不受异频强干扰的特性，避免影响后续检波的准确度，另一方面实现将AGC增益控制在合理范围内甚至保持不变，从而避免了由于AGC增益突变而AGC电路响应不及时导致的射频信号失真问题，进一步避免了恶化数字接收误码率。
结合图1提供的AGC增益控制装置，本发明又一实施例公开一种AGC增益控制装置，其结构示意图如图3所示，包括：AGC放大器101、限幅器102、RSSI电平采样比较电路103和滤波器105；
滤波器105输入端与AGC放大器101输出端相连，输出端与限幅器102输入端相连；
滤波器105，用于对增益调整后的射频信号进行滤波处理。
需要说明的是，滤波器105可为BPF(Bandpass Filter，带通滤波器)，滤波器具体型号用户可根据实际需要具体选择，本实施例不做任何限定。
本实施例中AGC放大器101、限幅器102和RSSI电平采样比较电路103的连接结构以及实现方式可参见上述实施例，本实施例不再进行赘述。
本实施例公开的AGC增益控制装置，根据滤波后的射频信号幅度调整AGC增益规则，实现将AGC增益控制在合理范围内甚至保持不变，从而避免了由于AGC增益突变而AGC电路响应不及时导致的射频信号失真问题，进一步避免了恶化数字接收误码率。
结合图2提供的AGC增益控制装置，本发明又一实施例公开一种AGC增益控制装置，其结构示意图如图4所示，包括：AGC放大器101、限幅器102、RSSI电平采样比较电路103、混频器104和滤波器105；
混频器104输出端与AGC放大器101第二输入端相连；滤波器105输入端与AGC放大器101输出端相连，输出端与限幅器102输入端相连；
混频器104对接收到的射频信号进行中频变换，并将中频变换得到的中频信号发送至AGC放大器；
滤波器105，用于对增益调整后的射频信号进行滤波处理；
限幅器102，具体用于对滤波处理后的射频信号进行限幅处理。
本实施例中AGC放大器101、限幅器102和RSSI电平采样比较电路103的连接结构以及实现方式可参见上述实施例，本实施例不再进行赘述。
本实施例公开的AGC增益控制装置，通过混频器对接收到的射频信号变换为中频信号，并利用滤波后的中频信号幅度调整AGC增益规则，一方面利用中频不受异频强干扰的特性，避免影响后续检波的准确度，另一方面实现将AGC增益控制在合理范围内甚至保持不变，从而避免了由于AGC增益突变而AGC电路响应不及时导致的射频信号失真问题，进一步避免了恶化数字接收误码率。
基于上述各实施例提供的AGC增益控制装置，本发明实施例公开一种AGC增益控制方法，方法流程图如图5所示，包括如下步骤：
S101，AGC放大器按照预先设定的用于表征AGC增益值自动变化的第一AGC增益规则对接收到的射频信号进行增益调整；
S102，限幅器对增益调整后的射频信号进行限幅处理；
S103，RSSI电平采样比较电路以第一预设时间间隔为采样周期，采集限幅处理后的射频信号的RSSI电平值，并将RSSI电平值与设定阈值进行比较；
S104，当RSSI电平值大于设定阈值时，RSSI电平采样比较电路生成第一规则标志位并将第一规则标志位发送给AGC放大器；
S105，AGC放大器按照用于表征AGC增益值固定的第一AGC增益规则对接收到的射频信号进行增益调整。
在其他一些实施例中，为确保射频信号非首次处于上升沿时增益保持在一个合理值，在图5示出的AGC增益控制方法基础上还包括如下步骤：
当RSSI电平值大于设定阈值并且上一采样周期所采集的RSSI电平值小于设定阈值时，RSSI电平采样比较电路在生成第一规则标志位之前，生成并在第二预设时间间隔内保持第二规则标志位；
AGC放大器当接收到RSSI电平采样比较电路发送的第二规则标志位时，按照用于表征AGC增益值自动变化的第二AGC增益规则对接收到的射频信号进行增益调整。
在其他一些实施例中，为确保射频信号首次处于上升沿时增益保持在一个合理值，在图5示出的AGC增益控制方法基础上还包括如下步骤：
当当前采样周期为首个采样周期并且当前采样周期所采集的RSSI电平值大于设定阈值时，RSSI电平采样比较电路在生成第一规则标志位之前，生成并在第二预设时间间隔内保持第二规则标志位；
AGC放大器当接收到RSSI电平采样比较电路发送的第二规则标志位时，按照用于表征AGC增益值自动变化的第二AGC增益规则对接收到的射频信号进行增益调整。
在其他一些实施例中，为避免影响后续检波的准确度，在图5示出的AGC增益控制方法基础上还包括如下步骤：
混频器对接收到的射频信号进行中频变换，并将中频变换得到的中频信号发送至AGC放大器。
在其他一些实施例中，为避免射频信号失真的问题，在图5示出的AGC增益控制方法基础上还包括如下步骤：
滤波器对增益调整后的射频信号进行滤波处理。
本实施例公开的AGC增益控制方法，根据射频信号幅度调整AGC增益规则，实现将AGC增益控制在合理范围内甚至保持不变，从而避免了由于AGC增益突变而AGC电路响应不及时导致的射频信号失真问题，进一步避免了恶化数字接收误码率。
表1为本实施例公开的方法应用于一款低成本的DMR数字对讲机上的使用数据：
表1
从上述表1中可以看出，在不使用本实施例公开的方法之前，射频信号强度大于-60dBm后数字接收误码率会明显恶化，在使用实施例公开的方法之后，射频信号强度在-110dBm～30dBm范围内，都能保持0％的数字接收误码率，改善效果明显。
以上对本发明所提供的一种AGC增益控制装置及方法进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。
需要说明的是，本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可。对于实施例公开的装置而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。
还需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备所固有的要素，或者是还包括为这些过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (10)

1.一种AGC增益控制装置，其特征在于，包括：AGC放大器、限幅器和RSSI电平采样比较电路；
所述AGC放大器输出端与所述限幅器输入端相连，所述限幅器输出端与所述RSSI电平采样比较电路输入端相连，所述RSSI电平采样比较电路输出端与所述AGC放大器第一输入端相连；
所述AGC放大器，用于按照预先设定的用于表征AGC增益值自动变化的第一AGC增益规则对接收到的射频信号进行增益调整，以及当接收到所述RSSI电平采样比较电路发送的第一规则标志位时，按照用于表征AGC增益值固定的第一AGC增益规则对接收到的射频信号进行增益调整；
所述限幅器，用于对增益调整后的所述射频信号进行限幅处理；
所述RSSI电平采样比较电路，用于以第一预设时间间隔为采样周期，采集限幅处理后的所述射频信号的RSSI电平值，并将所述RSSI电平值与设定阈值进行比较，以及当所述RSSI电平值大于所述设定阈值时，生成第一规则标志位并将所述第一规则标志位发送给所述AGC放大器。
2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述RSSI电平采样比较电路，还用于：
当所述RSSI电平值大于所述设定阈值并且上一采样周期所采集的RSSI电平值小于所述设定阈值时，在生成所述第一规则标志位之前，生成并在第二预设时间间隔内保持第二规则标志位；
相应的，所述AGC放大器，还用于：
当接收到所述RSSI电平采样比较电路发送的所述第二规则标志位时，按照用于表征AGC增益值自动变化的第二AGC增益规则对接收到的射频信号进行增益调整。
3.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述RSSI电平采样比较电路，还用于：
当当前采样周期为首个采样周期并且当前采样周期所采集的RSSI电平值大于所述设定阈值时，在生成所述第一规则标志位之前，生成并在第二预设时间间隔内保持第二规则标志位；
相应的，所述AGC放大器还用于：
当接收到所述RSSI电平采样比较电路发送的所述第二规则标志位时，按照用于表征AGC增益值自动变化的第二AGC增益规则对接收到的射频信号进行增益调整。
4.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，还包括：混频器；
所述混频器输出端与所述AGC放大器第二输入端相连；
所述混频器，用于对接收到的射频信号进行中频变换，并将中频变换得到的中频信号发送至所述AGC放大器。
5.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，还包括：滤波器；
所述滤波器输入端与所述AGC放大器输出端相连，输出端与所述限幅器输入端相连；
所述滤波器，用于对增益调整后的所述射频信号进行滤波处理。
6.一种AGC增益控制方法，其特征在于，应用于权利要求1～5任意一项所述的AGC增益控制装置，所述AGC增益控制装置包括AGC放大器、限幅器和RSSI电平采样比较电路，所述AGC增益控制方法包括：
所述AGC放大器按照预先设定的用于表征AGC增益值自动变化的第一AGC增益规则对接收到的射频信号进行增益调整；
所述限幅器对增益调整后的所述射频信号进行限幅处理；
所述RSSI电平采样比较电路以第一预设时间间隔为采样周期，采集限幅处理后的所述射频信号的RSSI电平值，并将所述RSSI电平值与设定阈值进行比较；
当所述RSSI电平值大于所述设定阈值时，所述RSSI电平采样比较电路生成第一规则标志位并将所述第一规则标志位发送给所述AGC放大器；
所述AGC放大器按照用于表征AGC增益值固定的第一AGC增益规则对接收到的射频信号进行增益调整。
7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，还包括：
当所述RSSI电平值大于所述设定阈值并且上一采样周期所采集的RSSI电平值小于所述设定阈值时，所述RSSI电平采样比较电路在生成所述第一规则标志位之前，生成并在第二预设时间间隔内保持第二规则标志位；
所述AGC放大器当接收到所述RSSI电平采样比较电路发送的所述第二规则标志位时，按照用于表征AGC增益值自动变化的第二AGC增益规则对接收到的射频信号进行增益调整。
8.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，还包括：
当当前采样周期为首个采样周期并且当前采样周期所采集的RSSI电平值大于所述设定阈值时，所述RSSI电平采样比较电路在生成所述第一规则标志位之前，生成并在第二预设时间间隔内保持第二规则标志位；
所述AGC放大器当接收到所述RSSI电平采样比较电路发送的所述第二规则标志位时，按照用于表征AGC增益值自动变化的第二AGC增益规则对接收到的射频信号进行增益调整。
9.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，还包括：
所述混频器对接收到的射频信号进行中频变换，并将中频变换得到的中频信号发送至所述AGC放大器。
10.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，还包括：
所述滤波器对增益调整后的所述射频信号进行滤波处理。
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