射頻接收機前端AGC系統(tǒng)電路設計研究

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整，或者根據(jù)實際的需要重新進行設定。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，結合受控放大器量大模塊系統(tǒng)，能夠有效地提高控制質量。

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，如果沒有調節(jié)好AGC系統(tǒng)，使其保持正常的運行狀態(tài)，發(fā)揮起應有的性能，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，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)電路設計

2.1 設計難點

在設計電路的時候會存在難點問題。從目前所設計的系統(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，但在電路設計過程中要更好地匹配噪聲和功率，從而設計出一個好的阻抗來匹配它。

其二，信號耦合問題。A/D轉換器要獲取相應的數(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容進行設計分解，發(fā)揮變壓器的作用進行電路傳輸，避免介質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，本設計中，使用0603芯片作為封裝，在選擇VCVA內容的時候，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)揮其應有的作用，其可以控制單位時間內使得電壓變化增量產(chǎn)生的定額變化值。AGC系統(tǒng)電路設計圖如圖2所示。

圖2 AGC系統(tǒng)電路設計圖

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換部分都有電源的外接端口設置，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，輸出功率就不會超出規(guī)定的范圍。按照測試所獲得的結果，要求系統(tǒng)電路的設計指標符合電路設計要求。在設計初期，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，應用中還需要根據(jù)實際情況實施。