[实用新型]三级自动增益控制装置

说明书

技术领域

本实用新型属于数字通信电路技术领域，涉及一种数字自动增益控制的电路，尤其涉及一种应用于扩频通信系统的三级自动增益控制装置。

背景技术

数字集成电路由于其优越的数据处理速度、良好的抗噪声能力及相对较小的面积和低功耗而得到越来越广泛的应用，因此，大规模数据处理时通常将模拟信号进行数据采集转换为数字信号，进行一系列处理后再转换为模拟信号输出。

模拟/数字转换器的功能即实现模拟信号到数字信号的转换。随着数据处理精度的提高，模拟/数字转换器要求更多的比特位宽来满足精度的要求。接收机接收到的信号由于外界信号干扰、多径衰落以及信道噪声等因素，导致模拟/数字转换器接收到的信号在一个较大的动态范围内变化，单纯的使用模拟/数字转换器容易导致数据丢失和失真，甚至是模拟/数字转换器本身遭到破坏。

自动增益控制的作用是调整信号的动态范围，以使信号充分利用模拟/数字转换器的动态范围，同时保证最小的信噪比损失和线性失真。

传统的自动增益控制是由模拟电路实现，通过检测模拟信号的能量实现信号的调整，这种自动增益控制是通过前馈电路实现，其主要缺点是由于模拟电路固有的功耗和面积因素，导致电路结构复杂、功耗大，且会造成信号的线性失真。

近年来，基于反馈形式的数字自动增益控制也得到了广泛深入的研究。

申请号CN101005284A，名称为“自动增益控制装置”的中国发明专利，提供了一种基于反馈的自动增益控制环路方法，此篇专利的自动增益控制装置1如图1所示。该自动增益控制部分包括：可变增益放大器11，用以根据一增益放大一模拟信号；模拟/数字转换器12，用以将放大后的模拟信号转换为一数字信号；以及反馈电路13，该反馈电路13包括振幅位准检测器131，根据数字信号产生第一振幅位准和第二振幅位准；范围检测器132，根据第一振幅位准及第二振幅位准产生调整信号；增益控制器133，包括增益计数器134与数字/模拟转换器135，根据范围检测器132产生的调整信号自动调整增益，此发明可以充分利用模拟/数字转换器的输入范围并能有效地去除直流偏移量。

自动增益控制装置1中，增益在每个时钟周期都进行调节,这种增益控制方式对于数据幅度变化较为稳定的信号具有较佳的调节能力，反应灵敏，但对于低信噪比信号，尤其是信号功率远小于热噪声功率的信号，由于热噪声的随机特性，调节后会造成信号的严重失真，而且增益波动较大，信号稳定性较差，经模拟/数字转换器后易造成较大的信噪比损失。

申请号为CN200610138564，名称为“基于特定查找表的数字自动增益控制装置”的中国发明专利，提供了一种基于特定查找表方式的自动增益控制环路方法，此篇专利的自动增益控制装置2如图2所示。该自动增益控制装置包括：天线21、带通滤波器22、可变增益放大器23、下混频器24、模数转换器25、基带模块26和DAC 20，还包括：幅度检测器27，对接收到的N个样点，采用时域平均的方法进行幅度检测；查找表28，将检测结果与参考电平相比较，得到之间的误差；环路滤波器29，通过误差信号得到相应增益控制信号的序号，将此信号作为索引输入查找表，得到增益控制信号后经过DAC反馈控制VGA的增益。

自动增益控制装置2中，使用了查找表28，取代了传统的自动增益控制中的对数运算和反对数运算，降低了计算复杂度，提高了启动阶段的响应速度。查找表的方式降低了电路的运算复杂度，提高了电路的速度，但在另一方面，查找表方式计算数据有其功能的局限性，首先，查找表中数据不能够覆盖所有的情况，如自动增益控制装置2中，查找表28若为输入信号电平递减0.25dB排列的查找表，则对于信号改变精度小于0.25dB时则不容易得到合适的增益控制信号，其次，对于动态范围较大的信号，其查找表的规模必定导致电路规模很大。

因此，在数字通信电路技术领域迫切需要本领域的技术人员致力于开发一种能够有效克服上述现有技术的缺陷，实现更为稳定和快速的调节，同时具有电路结构较为简单的自动增益控制装置。

发明内容

本实用新型的一个目的在于提供一种三级自动增益控制装置，实现增益更为稳定和快速的调节，同时适用于较小的信噪比，另外电路结构较为简单。

本实用新型的另一个目的在于提供一种三级自动增益控制方法。

本实用新型采用三级阈值，将门限误差值分为三级处理，得到不同的下一更新周期的增益步阶，以实现增益更为稳定和快速的调节。