射頻接收機前端AGC系統(tǒng)電路設(shè)計研究

中電天奧有限公司 李 璐

做好AGC系統(tǒng)電路分析工作，對于不當之處予以調(diào)整，或者根據(jù)實際的需要重新進行設(shè)定。如此可以使系統(tǒng)運行的過程中確保信號在接受時處于平衡的狀態(tài)，不會影響到后續(xù)的設(shè)備性能。當系統(tǒng)的運行保持平穩(wěn)狀態(tài)的時候，如果此時出現(xiàn)高頻的情況，就需要分析造成這種現(xiàn)象的原因，將高性能的數(shù)字AGC系統(tǒng)充分利用起來解決這方面的問題，還可以將FPGA作為基本條件，分析AGC系統(tǒng)電路閉環(huán)系統(tǒng)的運行狀態(tài)，在進行設(shè)計的時候采用數(shù)字化方法。

1 AGC系統(tǒng)控制原理

1.1 基本原理

在無線通信系統(tǒng)運行的過程中，接收系統(tǒng)運行主要使用閉環(huán)延遲數(shù)的方法，避免AGC系統(tǒng)運行不當，起到有效控制的作用。AGC系統(tǒng)此時可以直接調(diào)整信號進行，系統(tǒng)運行的時候，控制環(huán)路能夠得到有效控制，結(jié)合受控放大器量大模塊系統(tǒng)，能夠有效地提高控制質(zhì)量。

在AGC系統(tǒng)運行的過程中，當輸入信號發(fā)生變化之后，就要認識到其中存在影響因素，只有這樣，控制環(huán)路的輸電電壓才能保持在“零”的狀態(tài)，此時就意味著環(huán)路與系統(tǒng)之間沒有實現(xiàn)有效連接，而是兩者處于斷開的模式。當出現(xiàn)這種現(xiàn)象的時候，如果沒有調(diào)節(jié)好AGC系統(tǒng)，使其保持正常的運行狀態(tài)，發(fā)揮起應(yīng)有的性能，就會使AGC系統(tǒng)產(chǎn)生增益性，此時需要對其合理控制，處于最小信號輸入值之內(nèi)，保持其不能超過這個限度，否則會產(chǎn)生不良后果。AGC系統(tǒng)圖如圖1所示。

圖1 AGC系統(tǒng)圖

1.2 穩(wěn)定度

在射頻接收機應(yīng)用的過程中，要注意分析AGC閉環(huán)系統(tǒng)的函數(shù)，促使可變增益放大器發(fā)揮作用，產(chǎn)生增益行，對電壓的增益情況進行調(diào)整，使增益變化值最大化，這個時候可以分析數(shù)值的變化情況，Koia是檢波器運行的過程中所產(chǎn)生的檢波增益，其在單位范圍內(nèi)可以按照功率的輸入情況以及輸出情況影響增益的效果，對此需要詳細分析，并作出結(jié)果，明確其對射頻接收機的穩(wěn)定性所造成的影響。

2 系統(tǒng)電路設(shè)計

2.1 設(shè)計難點

在設(shè)計電路的時候會存在難點問題。從目前所設(shè)計的系統(tǒng)情況來看，比較突出的難點主要體現(xiàn)在一下幾個方面。

其一，電路匹配方面存在問題，是在規(guī)定的900mh至990mh之間；寬帶內(nèi)產(chǎn)生60dB的動態(tài)范圍，并且比增益平坦度沒有超過3dB。雖然很難達到這個值，但在電路設(shè)計過程中要更好地匹配噪聲和功率，從而設(shè)計出一個好的阻抗來匹配它。

其二，信號耦合問題。A/D轉(zhuǎn)換器要獲取相應(yīng)的數(shù)據(jù)信息，可以在數(shù)據(jù)口實現(xiàn)，之后在定向耦合的過程中使用采樣的方法將寬帶耦合完成，這樣可以使電阻的電阻減小。但是，從當前的市場情況倆看，應(yīng)用非常廣泛的寬帶耦合器的接口以SMA連接器居多。雖然對干擾有很強的抵抗能力，但該器件有一個重要的特點，就是需要占很大的面積，不符合目前對系統(tǒng)設(shè)計小而優(yōu)的要求，因此缺乏適用性。

其三，電壓控制可變增益的選擇問題。在對可變增益裝置進行選擇的時候，要求對現(xiàn)有指標要求予以滿足，而且能降低電阻h的電阻系數(shù)，為了保持信號系統(tǒng)通過AGC系統(tǒng)后的原有性能，需要保證所選擇的信號系統(tǒng)寬帶性能有良好的線性度。

其四，兼容性問題。在傳輸信號的時候會受到工作頻段的影響，需要重點考慮的是如何減小磁場的影響，是否可以讓電路減小對信號傳輸造成的負面影響。由于系統(tǒng)運行的過程中處于良好的穩(wěn)定狀態(tài)，需要按照上述的情況明確系統(tǒng)在運行的過程中，當有誤差值產(chǎn)生的時候，主要是受到兩個重要因素的影響，即為系統(tǒng)運行中產(chǎn)生的穩(wěn)態(tài)誤差和壓控可變增益，所以，需要進一步研究兩個放大器芯片的參數(shù)要求。

2.2 解決難點的方法

對于匹配問題要有效解決，最好的方法就是對純電阻阻抗匹配方面的內(nèi)容進行設(shè)計分解，發(fā)揮變壓器的作用進行電路傳輸，避免介質(zhì)損耗因素帶來的負面影響，并從布局上對旁路問題充分考慮，然后加以改進，從而消除信號問題電感應(yīng)能。通常會出現(xiàn)信號耦合的問題。一方面，當耦合困難的時候，耦合度和隔離度的方向要保持一致。因此，本設(shè)計中，使用0603芯片作為封裝，在選擇VCVA內(nèi)容的時候，需要考慮到寬頻率范圍，確保增益范圍的高線性度，將DB充分利用起來有效控制增益信號所具備的功能，使信號能夠有效地輸入和輸出。

2.3 電路設(shè)計的方案

Adl5330主要是一種寬頻帶、大動態(tài)范圍的壓控增益的線性變換。為了使可變增益放大器發(fā)揮其應(yīng)有的作用，其可以控制單位時間內(nèi)使得電壓變化增量產(chǎn)生的定額變化值。AGC系統(tǒng)電路設(shè)計圖如圖2所示。

圖2 AGC系統(tǒng)電路設(shè)計圖

2.4 系統(tǒng)電路所存在的優(yōu)點

這個系統(tǒng)電路所具備的優(yōu)點主要體現(xiàn)為兩個方面：

第一個方面，體積小，重量輕。在電源的輸出部分和轉(zhuǎn)換部分都有電源的外接端口設(shè)置，用其它元器件對元器件芯片進行封裝處理；當信號耦合時，0603芯片功分器可以取代。

第二個方面，有很高的靈敏度，穩(wěn)定性良好；帶寬大，動態(tài)范圍大，由于其良好的平穩(wěn)性，有利于提高系統(tǒng)的靈敏度。

結(jié)束語：通過上面的研究可以明確，當AGC系統(tǒng)電路集中于900MHz之990MHz，或者處于60dB的輸入動態(tài)范圍內(nèi)，輸出功率就不會超出規(guī)定的范圍。按照測試所獲得的結(jié)果，要求系統(tǒng)電路的設(shè)計指標符合電路設(shè)計要求。在設(shè)計初期，要對噪音的可抗性充分考慮，將測試工作做好。產(chǎn)生噪音時，要確定源頭，如果為一級線路，就需要按照設(shè)計要求接入AGC系統(tǒng)并輸入信號，如此可以對噪音值進行改變。當90MHz寬帶范圍內(nèi)輸入信號時，信號的整體平坦度很好，符合要求，當信號處于高頻段輸入和輸出的時候，差別使非常明顯的，應(yīng)用中還需要根據(jù)實際情況實施。