CN112564726A - 一种接收机宽带大动态自动增益控制电路 - Google Patents

一种接收机宽带大动态自动增益控制电路 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种接收机宽带大动态自动增益控制电路，属于射频通信技术领域，包括一级预选放大单元、四级放大滤波单元1、两级放大滤波单元2、两级变频器、两级自动增益控制单元1以及一级自动增益控制单元2。所述接收机为超外差式结构，采用二次变频方案。所述预选放大单元包括由开关和带通滤波器组成的滤波器组、低噪声放大器、低通滤波器。所述放大滤波单元1包括一级放大器、低通滤波器。所述放大滤波单元2包括一级放大器、带通滤波器。所述自动增益控制单元1包括耦合器、检波器、电压比较单元、衰减器。所述自动增益控制单元2包括耦合器、检波控制单元、可变增益放大器。

Description

一种接收机宽带大动态自动增益控制电路
技术领域
本发明涉及射频通信技术领域，具体涉及一种接收机宽带大动态自动增益控制电路。
背景技术
随着无线通信技术的发展，对接收机提出了越来越高的要求。自动增益控制电路的引入可以提升接收机的整体性能，逐渐成为接收机中的重要组成部分。
自动增益控制功能使接收机接收到不同电平信号时，不经过外部控制即可自动进行增益调节，使信号输出电平在目标范围内。自动增益控制具有多种方式，但各种方式各有优缺点：有的十分简单，但性能较差；有的方式性能优良，但十分繁琐复杂。而对于宽带大动态范围的自动增益控制方式难有一种较好的解决方案。
接收机中自动增益控制通常通过控制可变增益放大器的增益实现。然而，可变增益放大器自身增益控制范围往往较小，且工作频率范围较窄，使用该种方式难以实现宽带大动态范围内的自动增益控制。自动增益控制也可通过采集电路中各处信号功率，然后控制电路中各级数控衰减器的衰减值来实现。这种方式可实现宽带大动态自动增益控制，但是宽带频率以及大动态功率范围会使采集数据繁多，导致控制程序十分复杂，实际使用甚为不便。
发明内容
本发明的目的在于：提供了一种接收机宽带大动态自动增益控制电路，解决了可变增益放大器增益控制范围较小且工作频率范围较窄，采用衰减器时宽带频率以及大动态功率范围会使采集数据繁多，导致控制程序十分复杂的问题。
本发明采用的技术方案如下：
一种接收机宽带大动态自动增益控制电路，包括预选放大单元、放大滤波单元1、放大滤波单元2、变频器、自动增益控制单元1、自动增益控制单元2。
所述接收机为超外差式结构，采用二次变频方案。
所述预选放大单元包括由开关和带通滤波器组成的滤波器组、低噪声放大器、低通滤波器。
所述放大滤波单元1包括一级或多级放大器、低通滤波器。
所述放大滤波单元2包括一级或多级放大器、带通滤波器。
所述自动增益控制单元1包括耦合器、检波器、电压比较单元、衰减器。
所述自动增益控制单元2包括耦合器、检波控制单元、可变增益放大器。
进一步的，所述预选放大单元对输入信号进行分段滤波器，通过目标信号成分，抑制干扰信号成分，然后通过放大器对信号进行放大。
进一步的，放大滤波单元1在射频端对信号进行放大，同时抑制中频干扰信号、镜频干扰信号；在中频端对信号进行放大，同时抑制谐波信号、虚假电平信号。
进一步的，放大滤波单元2对信号进行放大，对带外干扰信号进行抑制。
进一步的，变频器分别将射频信号变频至一中频信号，再将一中频信号变频至二中频信号。
进一步的，自动增益控制单元1通过耦合器将信号耦合至检波器，检波器将信号转变为电压值，将检波输出电压与电压比较单元参考电压进行比较，通过电压比较单元输出电压控制衰减器。
进一步的，电压比较单元输出具有高、低两种状态，衰减器具有衰减、不衰减两个状态。当输入大功率信号时，电压比较单元输出高电平，控制衰减器为衰减状态；当输入小功率信号时，电压比较单元输出低电平，衰减器为不衰减状态。
进一步的，自动增益控制单元2通过耦合器将信号耦合至检波控制单元，检波控制单元识别信号功率，然后调整可变增益放大器增益，使其输出功率为目标值。
进一步的，自动增益控制单元1实现宽带范围内信号功率范围压缩，使信号功率范围小于可变增益放大器增益范围。放大滤波单元1和放大滤波单元2控制链路增益，使信号进入自动增益控制单元2时功率满足自动增益控制要求。自动增益控制单元2实现固定频率小动态自动增益控制。
综上所述，由于采用了以上技术方案，本发明的优点在于：
1.本发明提出的宽带大动态自动增益控制接收机，采用多级不同的自动增益控制单元，使接收机的自动增益控制不再受可变增益放大器的频带和动态范围的限制，可实现宽频带、大动态范围自动增益控制。
2.本发明接收机通过比较器控制衰减器实现功率范围压缩，再通过控制可变放大器增益实现自动增益控制。这种方式仅在中频需要通过程序进行自动控制，过程简单，易于实现，并且成本低廉。
3.本发明使用了单级或多级预选放大单元、放大滤波单元，使接收机在宽带大动态范围内具备优良的接收性能。
4.本发明将增益分配在射频、一中频、二中频三个部分。避免了要求大动态范围时，将增益分配在一个部分导致性能不稳定。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，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，还可以根据这些附图获得其他相关的附图，其中：
图1为本发明实施例中接收机基本组成结构图；
图2为本发明接收机中预选放大单元基本组成图；
图3为本发明接收机中放大滤波单元1基本组成图；
图4为本发明接收机中放大滤波单元2基本组成图；
图5为本发明接收机中自动增益控制单元1控制流程图；
图6为本发明接收机中自动增益控制单元2控制流程图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明，即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。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。
因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的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。
需要说明的是，术语“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、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、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。
下面结合实施例对本发明的特征和性能作进一步的详细描述。
实施例
本发明较佳实施例提供的一种接收机宽带大动态自动增益控制电路，
以下结合实施例对本发明的特征和性能作进一步的详细描述。
如图1至图6所示，本申请文件一种接收机宽带大动态自动增益控制电路，包括一级预选放大单元、四级放大滤波单元1、两级放大滤波单元2、两级变频器、两级自动增益控制单元1以及一级自动增益控制单元2。
所述接收机为超外差式结构，采用二次变频方案。
所述预选放大单元包括由开关和带通滤波器组成的滤波器组、低噪声放大器、低通滤波器。
所述放大滤波单元1包括一级放大器、低通滤波器。
所述放大滤波单元2包括一级放大器、带通滤波器。
所述自动增益控制单元1包括耦合器、检波器、电压比较单元、衰减器。
所述自动增益控制单元2包括耦合器、检波控制单元、可变增益放大器。
进一步的，所述预选放大单元对输入信号进行分段滤波器，通过目标信号成分，抑制干扰信号成分，然后通过放大器对信号进行放大。
进一步的，放大滤波单元1在射频端对信号进行放大，同时抑制中频干扰信号、镜频干扰信号；在中频端对信号进行放大，同时抑制谐波信号、虚假电平信号。
进一步的，放大滤波单元2对信号进行放大，对带外干扰信号进行抑制。
进一步的，两级变频器分别将射频信号变频至一中频信号，再将一中频信号变频至二中频信号。
进一步的，自动增益控制单元1通过耦合器将信号耦合至检波器，检波器将信号转变为电压值，将检波输出电压与电压比较单元参考电压进行比较，通过电压比较单元输出电压控制衰减器。
进一步的，电压比较单元输出具有高、低两种状态，衰减器具有衰减、不衰减两个状态。当输入大功率信号时，电压比较单元输出高电平，控制衰减器为衰减状态；当输入小功率信号时，电压比较单元输出低电平，衰减器为不衰减状态。
进一步的，射频端采用三级放大滤波单元1以及两级自动增益控制单元1，可以将输入信号动态范围压缩至一个较小的范围内，并且保持优良的接收性能。同时配合两级放大滤波单元2、变频器，使信号进入自动增益控制单元2时功率满足自动增益控制要求。
进一步的，自动增益控制单元2通过耦合器将信号耦合至检波控制单元，检波控制单元识别信号功率，然后调整可变增益放大器增益，使其输出功率为目标值。
进一步的，射频端使用两级自动增益控制单元1，不用复杂的逻辑控制以及极高的精度，仅通过简单地电压比较实现宽频带内信号功率范围压缩，使信号功率范围小于可变增益放大器可变增益范围。放大滤波单元1和放大滤波单元2使信号进入自动增益控制单元2时功率满足自动增益控制要求。自动增益控制单元2实现固定频率小动态自动增益控制。
进一步的，接收机将增益分配在射频、一中频、二中频三个部分。避免了将增益分配在一个频段时，大动态范围要求具备大增益，进而导致性能不稳定。同时采用多级滤波器，保证其优良的性能。
本发明一种接收机宽带大动态自动增益控制电路，由于采用了提出的电路结构，可实现-100dBm～0dBm大动态范围的自动增益控制；接收频率范围也不受可变增益放大器的限制，可实现数个倍频程的大动态自动增益控制。同时，这种方式过程简单，无复杂的电路，也无繁琐的程序控制，成本低廉且易于实现。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明的保护范围，任何熟悉本领域的技术人员在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种接收机宽带大动态自动增益控制电路，其特征在于：包括预选放大单元、放大滤波单元1、放大滤波单元2、变频器、自动增益控制单元1、自动增益控制单元2，接收机通过控制电路进行宽带大动态自动增益控制；
所述接收机为超外差式结构，采用二次变频方案；
所述预选放大单元包括由开关和带通滤波器组成的滤波器组、低噪声放大器、低通滤波器；
所述放大滤波单元1包括一级放大器、低通滤波器；
所述放大滤波单元2包括一级放大器、带通滤波器；
所述自动增益控制单元1包括耦合器、检波器、电压比较单元、衰减器；
所述自动增益控制单元2包括耦合器、检波控制单元、可变增益放大器。
2.根据权利要求1所述的一种接收机宽带大动态自动增益控制电路，其特征在于：所述预选放大单元对输入信号进行分段滤波器，通过目标信号成分，抑制干扰信号成分，然后通过放大器对信号进行放大。
3.根据权利要求1所述的一种接收机宽带大动态自动增益控制电路，其特征在于：所述放大滤波单元1在射频端对信号进行放大，同时抑制中频干扰信号、镜频干扰信号；在中频端对信号进行放大，同时抑制谐波信号、虚假电平信号。
4.根据权利要求1所述的一种接收机宽带大动态自动增益控制电路，其特征在于：所述放大滤波单元2对信号进行放大，对带外干扰信号进行抑制。
5.根据权利要求3或4中任一一项所述的一种接收机宽带大动态自动增益控制电路，其特征在于：所述自动增益控制单元1通过耦合器将信号耦合至检波器，检波器将信号转变为电压值，将检波输出电压与电压比较单元参考电压进行比较，通过电压比较单元输出电压控制衰减器。
6.根据权利要求3至5中任一一项所述的一种接收机宽带大动态自动增益控制电路，其特征在于：所述自动增益控制单元1实现宽带范围内信号功率范围压缩，使信号功率范围小于可变增益放大器增益范围；放大滤波单元1和放大滤波单元2控制链路增益，使信号进入自动增益控制单元2时功率满足自动增益控制要求，自动增益控制单元2实现固定频率小动态自动增益控制。
7.根据权利要求1所述的一种接收机宽带大动态自动增益控制电路，其特征在于：所述变频器分别将射频信号变频至一中频信号，再将一中频信号变频至二中频信号。
8.根据权利要求1所述的一种接收机宽带大动态自动增益控制电路，其特征在于：所述电压比较单元输出具有高、低两种状态，衰减器具有衰减、不衰减两个状态；当输入大功率信号时，电压比较单元输出高电平，控制衰减器为衰减状态；当输入小功率信号时，电压比较单元输出低电平，衰减器为不衰减状态。
9.根据权利要求1所述的一种接收机宽带大动态自动增益控制电路，其特征在于：所述自动增益控制单元2通过耦合器将信号耦合至检波控制单元，检波控制单元识别信号功率，然后调整可变增益放大器增益，使其输出功率为目标值。
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