CN112838874A - 一种基于定向耦合器的agc控制方法及系统 - Google Patents
一种基于定向耦合器的agc控制方法及系统 Download PDFInfo
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Abstract
本发明提供一种基于定向耦合器的AGC控制方法，包括：接收链路中的每一级粗调单元对接收到的信号进行粗调，包括：所述每一级粗调单元检测所在节点上的功率等级，确定后级链路增益处于高增状态还是低增状态；所述接收链路中的细调单元对粗调后的信号进行细调，输出达到固定值的功率电平信号，并将达到固定值的功率电平信号发送给解调电路。本发明使用定向耦合器、检波器、功率比较器，判断接收机前级某个或某几个节点功率值是否达到某个阈值，从而确定该节点后级增益电路的增益设置，从而保证整个接收链路不会出现饱和，为AGC软件控制提供依据，降低AGC软件计算的复杂性。
Description
技术领域
本发明属于自动增益控制领域，特别涉及一种基于定向耦合器的AGC控制方法及系统。
背景技术
自动增益控制(简称AGC)，自动增益控制是指使放大电路的增益自动地随信号强度而调整的自动控制方法。其作用是当输入信号变化很大时，保持接收机输出电压恒定或者基本不变。现有技术一般只对接收机输出电压进行采样和分析，去确定接收链路增益是否合适。因为只有接收机输出端一个电压监测点，所以前级接收链路状态不能确定，有可能因为增益过高导致某级放大器出现饱和，而AGC需要多次调节才能确定最终的控制。
因此，如何提供一种减少调节次数的AGC控制方法及系统是本领域技术人员亟待解决的问题。
发明内容
针对上述问题，本发明提供一种基于定向耦合器的AGC控制方法。
一种基于定向耦合器的AGC控制方法，包括：
接收链路中的每一级粗调单元对接收到的信号进行粗调，包括：
所述每一级粗调单元检测所在节点上的功率等级，确定后级链路
增益处于高增状态还是低增状态；
所述接收链路中的细调单元对粗调后的信号进行细调，输出达到固定值的功率电平信号，并将达到固定值的功率电平信号发送给解调电路。
进一步地，
每一级所述粗调单元检测所在节点上的功率等级包括：
定向耦合器监测所在节点信号；
检波器采集所述所在节点的信号强度；
比较器判断采集到的所述所在节点的信号强度是否大于阈值；
当所述信号强度大于阈值时，所述比较器输出一种电平，控制所述定向耦合器的后一级联动的单刀双掷开关，使所述所在节点后级链路呈低增益状态；
当所述信号强度小于阈值时，所述比较器输出相反电平，控制所述定向耦合器的后一级联动的单刀双掷开关，使所述所在节点后级链路呈高增益状态。
进一步地，
所述阈值为所在节点信号强度能够造成后级链路进入非线性放大状态的值。
进一步地，
所述联动的单刀双掷开关包括两个单刀双掷开关。
进一步地，
第一级定向耦合器，监测天线接收到的带内信号强度；
其它级定向耦合器，监测前级粗调单元发送来的信号强度。
进一步地，
所述粗调单元的数目为一级或多级，
其中，
所述粗调单元的数目根据总体接收动态范围和放大器的增益高低确定，并且保证每级粗调的功率变化幅度不会超过细调可控范围。
进一步地，
每一级所述粗调单元所在节点和细调单元均在模拟数据转换器前级；
每一级所述粗调单元之间没有关联关系。
本发明还提供一种基于定向耦合器的AGC控制系统，包括接收链路，
所述接收链路包括粗调单元和细调单元；其中，
每一级所述粗调单元，用于对接收到的信号进行粗调，包括：
每一级所述粗调单元检测所在节点上的功率等级，确定后级链路
增益处于高增状态还是低增状态；
所述细调单元，用于对粗调后的信号进行细调，输出达到固定值的功率电平信号，并将达到固定值的功率电平信号发送给解调电路。
进一步地，
每一级所述粗调单元均包括定向耦合器、检波器、比较器和联动的单刀双掷开关，其中，
所述定向耦合器，用于监测所在节点信号；
所述检波器，用于采集所述所在节点的信号强度；
所述比较器，用于判断采集到的所述所在节点的信号强度是否大于阈值；
当所述信号强度大于阈值时，所述比较器输出一种电平，控制所述定向耦合器的后一级联动的单刀双掷开关，使所述所在节点后级链路呈低增益状态；
当所述信号强度小于阈值时，所述比较器输出相反电平，控制所述定向耦合器的后一级联动的单刀双掷开关，使所述所在节点后级链路呈高增益状态。
进一步地，
所述阈值为所在节点信号强度能够造成后级链路进入非线性放大状态的值。
进一步地，
联动的单刀双掷开关包括两个单刀双掷开关。
进一步地，
第一级定向耦合器，监测天线接收到的带内信号强度；
其它级定向耦合器，监测前级粗调单元发送来的信号强度。
进一步地，
所述粗调单元的数目为一级或多级；其中，
所述粗调单元的数目根据总体接收动态范围和放大器的增益高低确定，并且保证每级粗调的功率变化幅度不会超过细调可控范围。
进一步地，
每一级所述粗调单元所在节点和细调单元均在模拟数据转换器前级；
每一级粗调单元之间没有关联关系。
本发明使用定向耦合器、检波器、功率比较器，判断接收机前级某个或某几个节点功率值是否达到某个阈值，从而确定该节点后级增益电路的增益设置，从而保证整个接收链路不会出现饱和，为AGC软件控制提供依据，降低AGC软件计算的复杂性。
本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过在说明书、权利要求书以及附图中所指出的结构来实现和获得。
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一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，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，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1示出了本发明实施例中的一种基于定向耦合器的AGC控制方法整体结构示意图。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，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、完整地说明，显然，所描述的实施例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。
目前接收机的AGC技术，普遍采取在模拟数据转换器输出端进行采样计算来确定接收机整个接收通路增益是否正确，这样不能保证接收机前级放大器是否处于线性状态，从而导致需要多次调解增益才能将增益控制在合理范围。
本发明实施例中介绍了一种基于定向耦合器的AGC控制方法，所述方法包括：
接收链路中的每一级粗调单元对接收到的信号进行粗调，包括：每一级所述粗调单元检测所在节点上的功率等级，确定后级链路增益处于高增状态还是低增状态，进一步具体地包括：
定向耦合器监测所在节点信号；
检波器采集所述所在节点的信号强度；
比较器判断采集到的所述所在节点的信号强度是否大于阈值；
当所述信号强度大于阈值时，所述比较器输出一种电平(高电平或者低电平)，控制所述定向耦合器的后一级联动的单刀双掷开关，使所述所在节点后级链路呈低增益状态；
当信号强度小于阈值时，所述比较器输出相反电平(低电平或者高电平)，控制所述定向耦合器的后一级联动的单刀双掷开关，使所述所在节点后级链路呈高增益状态；
所述阈值为所在节点信号强度能够造成后级链路进入非线性放大状态的值；
联动的单刀双掷开关包括两个单刀双掷开关。
接收链路中的细调单元对粗调后的信号进行细调，输出达到固定值的功率电平信号，并将达到固定值的功率电平信号发送给解调电路。
本实施例中，接收链路包括粗调单元和细调单元，其中所述粗调单元的数目为一级或多级。接收链路由多级有源器件和无源器件组成，有源器件包含有源放大器、有源衰减器等，无缘器件包含无源衰减器、无源滤波器等。
本实施例中，确定粗调单元的级数时，首先根据技术方案中的接收动态范围(接收动态范围为接收信号强度的最大值和最小值的差值)，确定接收链路的调节范围，该范围与接收动态范围一致；然后根据放大器的增益高低，确定粗调单元的控制级数；并且保证每级粗调的功率变化幅度不会超过细调可控范围。
本实施例中，每级粗调单元之间没有关联关系，每级粗调单元都是判断其所在节点上的功率等级，确定后级增益处于高增益状态还是低增益状态，其中，
粗调单元可以采用单定向耦合器或多定向耦合器的设计，保证关键节点后级电路不会饱和，从而保证整个接收链路不会饱和；
定向耦合器后级的增益控制环节，可以使用软件进行控制，也可以搭建硬件电路进行控制；
联动的单刀双掷开关(SPDT)，也可以使用继电器、开关二极管等开关器件；
细调AGC可以使用数控衰减器，也可以使用电压控制衰减器等器件。
本实施例中，每一级所述粗调单元所在节点和细调单元所在位置均在模拟数据转换器前级，即在可控制增益前使用粗调单元监测功率等级，确定可控增益的控制策略。本发明在需要监测功率等级的节点对功率大小进行监测，可以为后面的电路提供增益控制依据，后级功率控制的调节不会影响定向耦合器监测节点的功率大小。
图1示出了本发明实施例中的一种基于定向耦合器的AGC控制方法示意图。根据总体接收动态范围，确定接收链路的调节范围；根据放大器的增益高低，确定粗调控制级数；并且保证每级粗调的功率变化幅度不会超过细调可控范围。
第一级定向耦合器监测天线接收的经声表面波滤波器(SAW)滤波后的带内信号强度，第一级检波采集所述所在节点的信号强度，第一级比较器判断采集到的所述所在节点的信号强度是否大于阈值；
当所述信号强度大于阈值时，所述比较器输出一种电平(高电平或者低电平)，控制所述定向耦合器的后一级联动的单刀双掷开关，使所述所在节点后级链路呈低增益状态；
当所述信号强度小于阈值时，所述比较器输出相反电平(低电平或者高电平)，控制所述定向耦合器的后一级联动的单刀双掷开关，使所述所在节点后级链路呈高增益状态。
进一步具体的，控制第一级定向耦合器的后一级联动的单刀双掷开关，即控制第一级粗调单元的第一单刀双掷开关与第二单刀双掷开关联动，根据信号强度比较结果，即当信号强度大于阈值时，选择第一单刀双掷开关后级的2.5dB衰减器，当信号强度小于阈值时，选择第一单刀双掷开关后级的低噪声放大器(LNA)。
第二级定向耦合器监测第一级粗调单元输出端的电平等级，控制方法同上；具体的，第二级检波采集所述所在节点的信号强度，第二级比较器判断采集到的所述所在节点的信号强度是否大于阈值；
当所述信号强度大于阈值时，第二级比较器输出一种电平(高电平或者低电平)，控制第二级定向耦合器的后一级联动的单刀双掷开关，使所述所在节点后级链路呈低增益状态；
当所述信号强度小于阈值时，第二级比较器输出相反电平(低电平或者高电平)，控制第二级定向耦合器的后一级联动的单刀双掷开关，使所述所在节点后级链路呈高增益状态。
进一步具体的，控制第二级定向耦合器的后一级联动的单刀双掷开关，即控制第二级粗调单元的第三单刀双掷开关与第四单刀双掷开关联动，根据信号强度比较结果，即当信号强度大于阈值时，选择第三单刀双掷开关后级的23dB衰减器，当信号强度小于阈值时，选择第四单刀双掷开关后级的另一条线路，此为第二级粗调。
通过合理规划，输出的功率电平达到某固定值后，经过驱动放大器放大，可调衰减器再细调，输出至解调电路。
图1中的第一级粗调单元的第一级比较器一端与AGC_CTRL_0连接，第二级粗调单元的第二级比较器一端与AGC_CTRL_1连接，这两个接口是为AGC提供控制依据，一种情况是软件接收到两个接口的电平，控制后级增益切换；另一种情况是硬件判断这两个接口的电平，之后控制后级增益切换。
可控制增益前使用定向耦合器监测功率等级，确定可控增益的控制策略，整个接收链路采用一颗定向耦合器或多颗定向耦合器，对某个或某些节点进行功率监测；定向耦合器使用检波器、比较器检测功率大小；每颗定向耦合器后使用开关进行高低增益的控制；一级或多级粗调后，使用数控衰减器进行AGC细调控制。
使用定向耦合器、检波器、功率比较器的方式，判断接收机前级某个或某几个节点功率值是否达到某个阈值，从而确定该节点后级增益电路的增益设置，从而保证整个接收链路不会出现饱和，为AGC软件控制提供依据，降低AGC软件计算的复杂性。
本实施例中介绍了一种基于定向耦合器的AGC控制方法，通过对接收机前端的接收链路进行一级或多级粗调后再进行细调，使输出的功率电平达到固定值。
本发明采用定向耦合器采集接收链路某节点上的功率，通过对采集到的功率进行检波，得出该节点功率是否可能造成后级放大器进入非线性状态，从而控制后级放大器的放大等级，保证整个接收链路所有有源器件不进入饱和状态。
本发明还提供一种基于定向耦合器的AGC控制系统，包括接收链路，所述接收链路包括粗调单元和细调单元；其中，
每一级所述粗调单元，用于对接收到的信号进行粗调，包括：
每一级所述粗调单元检测所在节点上的功率等级，确定后级链路
增益处于高增状态还是低增状态；
每一级所述粗调单元均包括定向耦合器、检波器、比较器和联动的单刀双掷开关，其中，
所述定向耦合器，用于监测所在节点信号；
所述检波器，用于采集所述所在节点的信号强度；
所述比较器，用于判断采集到的所述所在节点的信号强度是否大于阈值；
当所述信号强度大于阈值时，所述比较器输出一种电平，控制所述定向耦合器的后一级联动的单刀双掷开关，使所述所在节点后级链路呈低增益状态；
当所述信号强度小于阈值时，所述比较器输出相反电平，控制所述定向耦合器的后一级联动的单刀双掷开关，使所述所在节点后级链路呈高增益状态；
所述阈值为所在节点信号强度能够造成后级链路进入非线性放大状态的值；
联动的单刀双掷开关包括两个单刀双掷开关；
所述粗调单元的数目为一级或多级；
所述粗调单元的数目根据总体接收动态范围和放大器的增益高低确定，并且保证每级粗调的功率变化幅度不会超过细调可控范围；
第一级定向耦合器，监测天线接收到的带内信号强度；
其它级定向耦合器，监测前级粗调单元发送来的信号强度；
所述细调单元，用于对粗调后的信号进行细调，输出达到固定值的功率电平信号，并将达到固定值的功率电平信号发送给解调电路；
每一级所述粗调单元所在节点和细调单元均在模拟数据转换器前级；
每一级粗调单元之间没有关联关系。
尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。
Claims (14)
1.一种基于定向耦合器的AGC控制方法，其特征在于，包括：
接收链路中的每一级粗调单元对接收到的信号进行粗调，包括：
所述每一级粗调单元检测所在节点上的功率等级，确定后级链路增益处于高增状态还是低增状态；
所述接收链路中的细调单元对粗调后的信号进行细调，输出达到固定值的功率电平信号，并将达到固定值的功率电平信号发送给解调电路。
2.根据权利要求1所述的基于定向耦合器的AGC控制方法，其特征在于，每一级所述粗调单元检测所在节点上的功率等级包括：
定向耦合器监测所在节点信号；
检波器采集所述所在节点的信号强度；
比较器判断采集到的所述所在节点的信号强度是否大于阈值；
当所述信号强度大于阈值时，所述比较器输出一种电平，控制所述定向耦合器的后一级联动的单刀双掷开关，使所述所在节点后级链路呈低增益状态；
当所述信号强度小于阈值时，所述比较器输出相反电平，控制所述定向耦合器的后一级联动的单刀双掷开关，使所述所在节点后级链路呈高增益状态。
3.根据权利要求2所述的基于定向耦合器的AGC控制方法，其特征在于，
所述阈值为所在节点信号强度能够造成后级链路进入非线性放大状态的值。
4.根据权利要求2所述的基于定向耦合器的AGC控制方法，其特征在于，
所述联动的单刀双掷开关包括两个单刀双掷开关。
5.根据权利要求2所述的基于定向耦合器的AGC控制方法，其特征在于，
第一级定向耦合器，监测天线接收到的带内信号强度；
其它级定向耦合器，监测前级粗调单元发送来的信号强度。
6.根据权利要求1所述的基于定向耦合器的AGC控制方法，其特征在于，
所述粗调单元的数目为一级或多级，
其中，
所述粗调单元的数目根据总体接收动态范围和放大器的增益高低确定，并且保证每级粗调的功率变化幅度不会超过细调可控范围。
7.根据权利要求6所述的基于定向耦合器的AGC控制方法，其特征在于，
每一级所述粗调单元所在节点和细调单元均在模拟数据转换器前级；
每一级所述粗调单元之间没有关联关系。
8.一种基于定向耦合器的AGC控制系统，包括接收链路，其特征在于，
所述接收链路包括粗调单元和细调单元；其中，
每一级所述粗调单元，用于对接收到的信号进行粗调，包括：
每一级所述粗调单元检测所在节点上的功率等级，确定后级链路增益处于高增状态还是低增状态；
所述细调单元，用于对粗调后的信号进行细调，输出达到固定值的功率电平信号，并将达到固定值的功率电平信号发送给解调电路。
9.根据权利要求8所述的基于定向耦合器的AGC控制系统，其特征在于，
每一级所述粗调单元均包括定向耦合器、检波器、比较器和联动的单刀双掷开关，其中，
所述定向耦合器，用于监测所在节点信号；
所述检波器，用于采集所述所在节点的信号强度；
所述比较器，用于判断采集到的所述所在节点的信号强度是否大于阈值；
当所述信号强度大于阈值时，所述比较器输出一种电平，控制所述定向耦合器的后一级联动的单刀双掷开关，使所述所在节点后级链路呈低增益状态；
当所述信号强度小于阈值时，所述比较器输出相反电平，控制所述定向耦合器的后一级联动的单刀双掷开关，使所述所在节点后级链路呈高增益状态。
10.根据权利要求9所述的基于定向耦合器的AGC控制系统，其特征在于，
所述阈值为所在节点信号强度能够造成后级链路进入非线性放大状态的值。
11.根据权利要求9所述的基于定向耦合器的AGC控制系统，其特征在于，
联动的单刀双掷开关包括两个单刀双掷开关。
12.根据权利要求10所述的基于定向耦合器的AGC控制系统，其特征在于，
第一级定向耦合器，监测天线接收到的带内信号强度；
其它级定向耦合器，监测前级粗调单元发送来的信号强度。
13.根据权利要求8所述的基于定向耦合器的AGC控制系统，其特征在于，
所述粗调单元的数目为一级或多级；其中，
所述粗调单元的数目根据总体接收动态范围和放大器的增益高低确定，并且保证每级粗调的功率变化幅度不会超过细调可控范围。
14.根据权利要求13所述的基于定向耦合器的AGC控制系统，其特征在于，
每一级所述粗调单元所在节点和细调单元均在模拟数据转换器前级；
每一级粗调单元之间没有关联关系。
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| CN202110002109.9A CN112838874A (zh) | 2021-01-04 | 2021-01-04 | 一种基于定向耦合器的agc控制方法及系统 |
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