CN113193838B - 一种可控增益带通滤波放大电路及自动增益控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明提出了一种可控增益带通滤波放大电路，包括：第一粗调衰减器，其输出一级调节信号；一级放大电路，其输出一级放大信号；第二粗调衰减器，其输出二级调节信号；二级放大电路，其输出二级放大信号；细调衰减器，其接收所述二级放大信号并进行增益调节，输出三级调节信号；三级放大电路，其接收三级调节信号并进行带通滤波放大处理，输出三级放大信号。本发明的可控增益带通滤波放大电路，具有96dB动态范围的自动增益控制功能，使水声通信机具备对不同通信距离和声环境的适应性。

Description

一种可控增益带通滤波放大电路及自动增益控制方法

技术领域

本发明属于水声设备控制技术领域，具体地说，涉及一种可控增益带通滤波放大电路及自动增益控制方法。

背景技术

水声通信是一项在水下收发信息的技术，是实现水下信息感知与交换的主要手段，在民用方面，它可以用于监测海洋环境，预警自然灾害，传输水下文字、语音、图像甚至视频；在军用方面，可以用于水下潜艇间及水面舰艇与潜艇间的通信、遥控水下武器等。水声通信机是一种用于水下数据交互的设备，它通常以海水为介质，传输各类传感器数据至岸站、水面浮标，或者是进行水下点对点信息传输。

在水声接收机接收水声信号时，由于发射机到接收机的距离不同、发射机功率有大有小、水声信号的多径效应和频率选择性衰落等原因，使接收机换能器上接收到的信号强度相差悬殊，而且往往有很大的起伏变化（约

倍），有可能在接收微弱信号时达不到信号处理所需要的幅度，而在接收强信号时造成放大电路的阻塞（非线性失真）。为此在接收机设计中必须采用自动增益控制，自动增益控制的作用是根据输入信号幅值的大小，自动调整放大器的增益，用于保证接收信号幅度的稳定。

水声通信一般是在窄带上进行的，要获得信号的高信噪比，必须对通信频带之外的噪声进行滤除。滤波电路的滤波阶数越高，信号的信噪比也越高，但同时带来电路复杂、功耗高的问题，所以设计时往往会进行折衷考虑。

在水声环境下通信存在的一个重要问题是：水声通信机往往长期在水下工作，电池的充电或者更换十分麻烦。所以作为值机常开的部件，前置模拟信号调理电路必须具备低功耗的特点，否则所实现的水声通信机只能作为工程样机，而不能作为产品使用。

目前市面上，还没有同时满足低功耗、带自动增益控制、高阶带通滤波放大这三项功能，适用于水声通信的紧凑型前置模拟信号调理模块。

发明内容

本发明针对上述问题，提出了一种可控增益带通滤波放大电路，具有集自动增益控制功能、高阶带通滤波放大功能、低功耗特性、小体积易集成的优点。

为实现上述发明目的，本发明采用下述技术方案予以实现：

一种可控增益带通滤波放大电路，包括：

第一粗调衰减器，其接收水声换能器发送的电信号并进行第一级增益调节，输出一级调节信号；

一级放大电路，其接收所述一级调节信号并进行放大处理后输出一级放大信号；

第二粗调衰减器，其接收所述一级放大信号并进行第二级增益调节，输出二级调节信号；

二级放大电路，其接收所述二级调节信号并进行放大处理，输出二级放大信号；

细调衰减器，其接收所述二级放大信号并进行增益调节，输出三级调节信号；

三级放大电路，其接收所述三级调节信号并进行带通滤波放大处理，输出三级放大信号。

进一步的，所述一级放大电路为基极分压式放大电路，包括：

第一NPN型三极管，其基极与基极电压调节电路连接，发射极连接有相并联的两路，其中一路通过第五电阻与地端连接，另外一路依次串联第四电容和第六电阻后与地端连接，所述第一NPN型三极管的集电极通过第三电阻与直流电源连接；

第三NPN型三极管，其基极与所述第一NPN型三极管的集电极连接，集电极与直流电源连接，发射极输出放大信号；

所述基极电压调节电路包括：

第二NPN型三极管，其集电极依次串联第七电阻、第八电阻之后与直流电源连接，所述第一NPN型三极管的基极连接在所述第七电阻和第八电阻之间，所述第二NPN型三极管的基极其中一路与其集电极连接，另外一路连接第五电容之后与地端连接，所述第二NPN型三极管的发射极与地端连接。

进一步的，所述二级放大电路的组成与所述一级放大电路的组成相同。

进一步的，所述三级放大电路由多级运放电路级联组成。

进一步的，所述运放电路包括：

运算放大器，其反向输入端通过多重反馈带通滤波器与所述细调衰减器的输出端或者前级运放电路的输出端连接，所述运算放大器的同相输入端输入偏置电压。

进一步的，所述多重反馈带通滤波器包括：

第一电阻，其第一端与所述细调衰减器的输出端或者前级运放电路的输出端连接;

第二电容，其第一端与所述第一电阻的第二端连接；

第一电容，其第一端与所述运算放大器的反向输入端连接，所述第一电容的第二端连接在所述第一电阻和第二电容之间；

第四电阻，其第一端与所述运算放大器的反向输入端连接，所述第四电阻的第二端与所述第二电容的第二端连接；

第二电阻，其第一端连接在所述第一电阻和第二电容之间，所述第二电阻的第二端与地端连接或者与偏置电压输入端连接。

进一步的，所述第一粗调衰减器和第二粗调衰减器的组成相同，包括：

模拟开关，其包括静触点、第一动触点和第二动触点，所述静触点为输出端，所述第一动触点与输入端连接；

分压电路，其一端与输入端连接，另外一端与地端连接，所述分压电路的分压输出端与所述第二动触点连接。

进一步的，所述细调衰减器包括：

运放跟随器，其同相输入端通过RC滤波电路与所述二级放大电路的输出端连接，所述运放跟随器的反相输入端与其输出端连接；

数字电位器，其输入端与所述运放跟随器的输出端连接，控制端与控制器连接。

本发明同时提出了一种自动增益控制方法，包括前面任一条所记载的可控增益带通滤波放大电路，所述方法包括：

对所述可控增益带通滤波放大电路的输出进行采样，当缓存存满时，将产生直接存储器访问中断，并发送至控制器，控制器对缓存进行处理并进行增益控制，控制器在采样期间保持睡眠状态；

设定输出电压幅值的门限，分别为高幅值门限和低幅值门限，高幅值门限为满幅AD采样值的90%，低幅值门限为满幅AD采样值的70%。

增益控制采用慢升速降方法，即在快时基上，当根据缓存计算得到的信号幅值超过高幅值门限时，将执行减小增益操作；在慢时基上，当根据缓存计算得到的信号幅值低于低幅值门限时，将执行增大增益操作，其中，快时基为5毫秒执行一次检测，慢时基为200毫秒执行一次检测。

进一步的，对所述可控增益带通滤波放大电路的输出进行采样缓存步骤中，采用双缓冲机制，当新数据完成时，读设备和写设备将会交换两个缓存，双缓存机制将会提高设备的吞吐量，最终有助于避免瓶颈的产生；其中一组缓存存满时，将产生直接存储器访问中断并发送至控制器，控制器对缓存进行处理，同时将采样值存储地址切到另一组缓存。

与现有技术相比，本发明的优点和积极效果是：本发明的可控增益带通滤波放大电路，具有96dB的动态范围的自动增益控制（亦可切换至由用户主动控制）功能，使水声通信机具备对不同通信距离和声环境的适应性。这种可控增益带通滤波电路具备体积小、易于集成的特点，可作为水声通信机的通用前置信号调理模块，对于水声通信机设计模块化具有重要的价值和意义。

结合附图阅读本发明的具体实施方式后，本发明的其他特点和优点将变得更加清楚。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例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 是本发明提出的可控增益带通滤波放大电路的一种实施例原理方框图；

图2是图1中一级放大电路的电路原理图；

图3是图1中三级放大电路的电路原理图；

图4是图1中第一粗调衰减器的电路原理图；

图5是图1中细调衰减器的电路原理图；

图6是图1中三级放大电路的滤波器幅频响应。

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，以下将结合附图和实施例，对本发明作进一步详细说明。

需要说明的是，在本发明的描述中，术语“上”、“下”、“左”、“右”、“竖”、“横”、“内”、“外”等指示的方向或位置关系的术语是基于附图所示的方向或位置关系，这仅仅是为了便于描述，而不是指示或暗示所述装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

水声接收机的换能器拾取水下远方传来的水声信号，由于海洋水声信道中的声吸收，信号在传输过程中受到衰减，接收机能够接收到的最小信号为亚毫伏级。同时，由于水声发射机发射功率不同、通信距离不同，还有更为复杂的水声信道衰减效应，使得接收到的信号幅度变化范围很大。为实现可靠的水声通信，接收机前端信号调理电路往往需要具备70dB以上动态范围的信号放大调理。

水声接收机得到的水声信号中，通常伴有各种环境噪声干扰，包括机动噪声、海洋生物噪声等，为了降低接收信号的噪声，滤除带外干扰和提高整机稳定性，必须对信号进行滤波。采用有源带通滤波电路能较好地抑制信号在传播过程中遇到的噪声和干扰，提高接收端信噪比，在发射功率相同的情况下增加通信距离。

实施例一

本实施例提出了一种可控增益带通滤波放大电路，在水声设备通信中，接收换能器将声信号转化为电信号后，输入至可控增益带通滤波放大电路。可控增益带通滤波放大电路由三级放大电路构成，每级放大电路均有32dB的增益，电路最高增益为96dB。可控增益带通滤波放大电路的输出信号由模数转换模块进行采样，控制器根据采样幅值，控制可控增益带通滤波放大电路中的三个衰减器进行0～-96dB范围，步进为-1dB的衰减，使得整体电路的增益在0～96dB范围内分96档可调。

具体的，如图1所示，可控增益带通滤波放大电路包括：

第一粗调衰减器，其接收水声换能器发送的电信号并进行第一级增益调节，输出一级调节信号；

一级放大电路，其接收一级调节信号并进行放大处理后输出一级放大信号；

第二粗调衰减器，其接收一级放大信号并进行第二级增益调节，输出二级调节信号；

二级放大电路，其接收二级调节信号并进行放大处理，输出二级放大信号；

细调衰减器，其接收二级放大信号并进行增益调节，输出三级调节信号；

三级放大电路，其接收三级调节信号并进行带通滤波放大处理，输出三级放大信号。

第一粗调衰减器和第二粗调衰减器为0/-32dB两档可调的衰减器，可以使得一级放大电路和二级放大电路均有32dB的增益。

本实施例的可控增益带通滤波放大电路，接收换能器将声信号转换为电信号后，输入至该可控增益带通滤波放大电路，在可控增益带通滤波放大电路中，电信号首先经过两级低功耗32dB放大（一级放大电路和二级放大电路），再经过窄带滤波器的32dB放大（三级放大电路）。放大后的电信号由模数转换器进行采样，根据信号幅值大小，控制器控制窄带滤波放大电路中的三个衰减器进行幅值衰减，当信号幅度较大时，微控制器选通较大的信号衰减档，使得整体增益降低，当信号幅度较小时，微控制器选通较小的信号衰减档，使得整体增益升高，由此来达到保持输出信号幅度基本稳定的目的。

采用程控增益可提升电路的集成度和灵活性，本可控增益带通滤波放大电路默认采用自动增益控制，即在96dB的动态范围内，自动将输出信号幅值稳定在满幅值的80%左右。通过控制器的USART通信接口，用户可将自动增益模式切换为增益可控模式，由用户自由控制增益。

本实施例的可控增益带通滤波放大电路通过级联多级可变增益放大环节实现96dB的动态范围。本专利中采用了三级各32dB的放大电路，并各前置一个衰减器，其中前两个衰减器为0/-32dB粗调衰减器，后一个衰减器为0～-32dB细调衰减器。在控制器的控制下，本可控增益带通滤波放大电路可达到0～96dB的增益动态范围。

本实施例中优选一级放大电路为基极分压式放大电路，包括：

第一NPN型三极管Q1，其基极与基极电压调节电路连接，发射极连接有相并联的两路，其中一路通过第五电阻R5与地端连接，另外一路依次串联第四电容和第六电阻R 6后与地端连接，第一NPN型三极管Q1的集电极通过第三电阻R3与直流电源VDD连接；

第三NPN型三极管Q3，其基极与第一NPN型三极管Q1的集电极连接，集电极与直流电源VDD连接，发射极输出放大信号；

基极电压调节电路包括：

第二NPN型三极管Q2，其集电极依次串联第七电阻R7、第八电阻R8之后与直流电源VDD连接，第一NPN型三极管Q1的基极连接在第七电阻R7和第八电阻R8之间，第二NPN型三极管Q2的基极其中一路与其集电极连接，另外一路连接第五电容C5之后与地端连接，第二NPN型三极管Q2的发射极与地端连接。

前置放大电路利用晶体管将接收换能器输出的电信号放大。用双极晶体管实现的放大电路比集成运放耗电更低，根据本发明一种低功耗水声唤醒电路及唤醒信号识别方法的一个实施例，采用MMBT2484LT1低噪小信号晶体管构成的放大电路功耗约为0.8mW左右，图2所示电路配置为32dB增益时，输出端噪声约为30微伏左右。

双极晶体管放大电路采用了3个NPN型三极管，为基极分压式放大电路，如图2所示，供电VDD电压为3.3伏，由R1、R2、Q2控制Q1基极电压，用Q2的正向压降来抵消晶体管Q1的Vbe，使得低电源电压状态下，也能给进行放大工作 ,R3控制Q1集电极电流，Q3进行缓冲放大以驱动后端电路，Q1发射极电阻R5并联C4和R6，决定电路的增益和滤波频带，直流负反馈通路上加入了一个第二电容C2，其阻抗在高频段降低，增强了对高频带外信号的抑制作用。

滤波器属于水声接收机重要的一个环节，它的性能的好坏直接影响信号采集和系统的整体性能。在工程中目前有成品的滤波器集成芯片，但是功耗较高，难以满足在水下长时间工作，而有源滤波器由电阻、电容和运放构成，功耗相对较低。

二级放大电路的组成与一级放大电路的组成相同，在此不做赘述。

三级放大电路用于在放大的基础上，对信号进行高阶带通滤波。

三级放大电路由多级运放电路级联组成。细调衰减器为0～-32dB（步进-1dB）的连续可调衰减器。此放大电路增益范围是0到96dB，增益步进为1dB。细调衰减器使得三级放大电路具有32dB的增益。

本实施例中的三级放大电路可以采用一个4级级联运放电路实现，该运放电路可以是Butterworth（巴特沃斯）带通滤波放大电路。

本实施例以三级放大电路的其中一级运放电路为例进行说明，如图3所示，该运放电路包括：

运算放大器U1，其反向输入端通过多重反馈带通滤波器与细调衰减器的输出端或者前级运放电路的输出端连接，运算放大器U1的同相输入端输入偏置电压Vbias。也即，如果该运放电路位于最前端，其用于与细调衰减器的输出端连接，能够接收由细调衰减器的输出端发送的三级调节信号。如果该运放电路位于非最前端，则其用于与位于其前面的运放电路的输出端连接。

其中，多重反馈带通滤波器包括：

第一电阻R1，其第一端与细调衰减器的输出端或者前级运放电路的输出端连接；

第二电容C2，其第一端与第一电阻R1的第二端连接；

第一电容C1，其第一端与运算放大器U1的反向输入端连接，第一电容C1的第二端连接在第一电阻R1和第二电容C2之间；

第四电阻R4，其第一端与运算放大器U1的反向输入端连接，第四电阻R4的第二端与第二电容C2的第二端连接；

第二电阻R2，其第一端连接在第一电阻R1和第二电容C2之间，第二电阻R2的第二端与地端连接或者与偏置电压输入端连接。

也即，当该多重反馈带通滤波器所连接的运放电路位于最前端时，第二电阻R2的第二端与地端连接，否则，第二电阻R2的第二端与偏置电压输入端Vbias连接。

相比较于Sallen-Key型窄带通滤波器的Q值受制于峰值增益的设计限制，MFBP滤波器的优点是实现“中心频率f0，品质因数Q和峰值增益Am的完全独立设计”。

根据选定的中心频率、品质因数和峰值增益，选取电容值C后，可根据公式推导计算得到R1、R2和R4的电阻值。所述级联型带通滤波放大电路的增益误差应控制在±1dB以内，否则会造成整体电路动态范围的损失。为保证电路增益和频带的精度和稳定性，电阻应选用精度高于0.5%的贴片电阻，电容应选用精度高于5%的NPO材质贴片电容。

根据本发明一种可控增益带通滤波电路的一种实施例，通过4级级联后形成8阶Butterworth带通滤波器，此级联型MFBP滤波器中，前级运放的增益带宽积需求比后级的高，设计时在满足各级增益带宽积的前提下，后级运放选用低带宽低功耗的型号，可降低电路功耗。

由于各型水声通信机工作频带有差异，级联型带通滤波放大电路的电阻电容取值应根据设计频带进行针对性计算得到。

三级放大电路具有平坦的通带幅度特性。以17.5KHz～22.5KHz的通信工作频带为例，实现的滤波器幅频响应如图6所示，其带内纹波不大于1.5dB。

控制器选用STM32L433芯片，其内置ADC和DMA，可进一步达到整机低功耗的目的。

根据本发明一种可控增益带通滤波电路的一个优化实施例，包括微控制器、运放等的所有芯片均选用低功耗器件，在ADC采样率为96K时，包括窄带滤波放大电路的整体电路功耗约为8mW。

根据本发明一种可控增益带通滤波电路的一个优化实施例，所有芯片均选用小尺寸封装，电阻电容均选用0603贴片封装，PCB进行双面贴片，所达到的整体PCB尺寸约为45mm*25mm。

作为一个优选的实施例，第一粗调衰减器和第二粗调衰减器的组成相同，如图4所示，包括：

模拟开关A1，其包括静触点、第一动触点和第二动触点，静触点为输出端OUT，第一动触点与输入端IN连接；

分压电路，其一端与输入端IN连接，另外一端与地端连接，分压电路的分压输出端与第二动触点连接。

分压电路的分压比为-32dB，由控制器输出高低电平信号分别选通0dB或者-32dB信号路径。

本实施例的分压电路包括两个电阻串联组成，分压电路的分压输出端位于该两个电阻之间。

第一粗调衰减器和第二粗调衰减器受控制器的控制，选择输出相应的增益。

优选的，如图5所示，细调衰减器包括：

运放跟随器A2，其同相输入端通过RC滤波电路与二级放大电路的输出端连接，运放跟随器A2的反相输入端与其输出端连接；

数字电位器A3，其输入端与运放跟随器A2的输出端连接，控制端与控制器连接。

细调衰减器的输入信号由数字电位器A3分压后输出，数字电位器A3由IIC总线和控制器连接，由控制器选择衰减档位，分压比从0～-32dB连续可调。

由于人类对环境的感知与实际声音强度的对数成正比，其中数字电位器A3宜选用对数刻度数字电位器，或者由高分辨率线性刻度电位器，通过对数刻度转换计算得到。

本发明同时提出了一种自动增益控制方法，包括前面任一条所记载的可控增益带通滤波放大电路，方法包括：

对所述可控增益带通滤波放大电路的输出进行采样，当缓存存满时，将产生直接存储器访问中断，并发送至控制器，控制器对缓存进行处理并进行增益控制，控制器在采样期间保持睡眠状态；设定输出电压幅值的门限，分别为高幅值门限和低幅值门限，高幅值门限为满幅AD采样值的90%，低幅值门限为满幅AD采样值的70%。

增益控制采用慢升速降方法，即在快时基上，当根据缓存计算得到的信号幅值超过高幅值门限时，将执行减小增益操作；在慢时基上，当根据缓存计算得到的信号幅值低于低幅值门限时，将执行增大增益操作，其中，快时基为5毫秒执行一次检测，慢时基为200毫秒执行一次检测。

进一步的，对所述可控增益带通滤波放大电路的输出进行采样缓存步骤中，采用双缓冲机制，当新数据完成时，读设备和写设备将会交换两个缓存，双缓存机制将会提高设备的吞吐量，最终有助于避免瓶颈的产生。其中一组缓存存满时，将产生直接存储器访问中断并发送至控制器，控制器对缓存进行处理，同时将采样值存储地址切到另一组缓存。

以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其进行限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的普通技术人员来说，依然可以对前述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；而这些修改或替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明所要求保护的技术方案的精神和范围。

Claims (9)

1.一种可控增益带通滤波放大电路，其特征在于，包括：

第一粗调衰减器，其接收水声换能器发送的电信号并进行第一级增益调节，输出一级调节信号；

一级放大电路，其接收所述一级调节信号并进行放大处理后输出一级放大信号；

第二粗调衰减器，其接收所述一级放大信号并进行第二级增益调节，输出二级调节信号；

二级放大电路，其接收所述二级调节信号并进行放大处理，输出二级放大信号；

细调衰减器，其接收所述二级放大信号并进行增益调节，输出三级调节信号；

三级放大电路，其接收所述三级调节信号并进行带通滤波放大处理，输出三级放大信号；

所述细调衰减器包括：

运放跟随器，其同相输入端通过RC滤波电路与所述二级放大电路的输出端连接，所述运放跟随器的反相输入端与其输出端连接；

数字电位器，其输入端与所述运放跟随器的输出端连接，控制端与控制器连接。

2.根据权利要求1所述的可控增益带通滤波放大电路，其特征在于，所述一级放大电路为基极分压式放大电路，包括：

第一NPN型三极管，其基极与基极电压调节电路连接，发射极连接有相并联的两路，其中一路通过第五电阻与地端连接，另外一路依次串联第四电容和第六电阻后与地端连接，所述第一NPN型三极管的集电极通过第三电阻与直流电源连接；

第三NPN型三极管，其基极与所述第一NPN型三极管的集电极连接，集电极与直流电源连接，发射极输出放大信号；

所述基极电压调节电路包括：

第二NPN型三极管，其集电极依次串联第七电阻、第八电阻之后与直流电源连接，所述第一NPN型三极管的基极连接在所述第七电阻和第八电阻之间，所述第二NPN型三极管的基极其中一路与其集电极连接，另外一路连接第五电容之后与地端连接，所述第二NPN型三极管的发射极与地端连接。

3.根据权利要求1所述的可控增益带通滤波放大电路，其特征在于，所述二级放大电路的组成与所述一级放大电路的组成相同。

4.根据权利要求1所述的可控增益带通滤波放大电路，其特征在于，所述三级放大电路由多级运放电路级联组成。

5.根据权利要求4所述的可控增益带通滤波放大电路，其特征在于，所述运放电路包括：

运算放大器，其反向输入端通过多重反馈带通滤波器与所述细调衰减器的输出端或者前级运放电路的输出端连接，所述运算放大器的同相输入端输入偏置电压。

6.根据权利要求5所述的可控增益带通滤波放大电路，其特征在于，所述多重反馈带通滤波器包括：

第一电阻，其第一端与所述细调衰减器的输出端或者前级运放电路的输出端连接；

第二电容，其第一端与所述第一电阻的第二端连接；

第一电容，其第一端与所述运算放大器的反向输入端连接，所述第一电容的第二端连接在所述第一电阻和第二电容之间；

第四电阻，其第一端与所述运算放大器的反向输入端连接，所述第四电阻的第二端与所述第二电容的第二端连接；

第二电阻，其第一端连接在所述第一电阻和第二电容之间，所述第二电阻的第二端与地端连接或者与偏置电压输入端连接。

7.根据权利要求1-6任一项所述的可控增益带通滤波放大电路，其特征在于，所述第一粗调衰减器和第二粗调衰减器的组成相同，包括：

模拟开关，其包括静触点、第一动触点和第二动触点，所述静触点为输出端，所述第一动触点与输入端连接；

分压电路，其一端与输入端连接，另外一端与地端连接，所述分压电路的分压输出端与所述第二动触点连接。

8.一种自动增益控制方法，其特征在于，包括权利要求1-7任一项所述的可控增益带通滤波放大电路，所述方法包括：对所述可控增益带通滤波放大电路的输出进行采样缓存，当缓存存满时，将产生直接存储器访问中断，并发送至控制器，控制器对缓存进行处理并进行增益控制，控制器在采样期间保持睡眠状态；

设定输出电压幅值的门限，分别为高幅值门限和低幅值门限，高幅值门限为满幅AD采样值的90%，低幅值门限为满幅AD采样值的70%;

增益控制采用慢升速降方法，即在快时基上，当根据缓存计算得到的信号幅值超过高幅值门限时，将执行减小增益操作；在慢时基上，当根据缓存计算得到的信号幅值低于低幅值门限时，将执行增大增益操作，其中，快时基为5毫秒执行一次检测，慢时基为200毫秒执行一次检测。

9.根据权利要求8所述的自动增益控制方法，其特征在于，对所述可控增益带通滤波放大电路的输出进行采样缓存步骤中，采用双缓冲机制，当其中一组缓存存满时，将产生直接存储器访问中断并发送至控制器，控制器对缓存进行处理，同时将采样值存储地址切到另一组缓存。

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