AGC環(huán)路分析和設(shè)計(jì)考慮知識(shí)分享

1、Good is good, but better carries it.精益求精，善益求善。AGC環(huán)路分析和設(shè)計(jì)考慮AGC環(huán)路分析和設(shè)計(jì)考慮目錄TOCo1-3hzuHYPERLINKl_Toc116552541第一章問(wèn)題的提出PAGEREF_Toc116552541h1HYPERLINKl_Toc116552542第二章AGC環(huán)路分析PAGEREF_Toc116552542h2HYPERLINKl_Toc1165525432.1AGC電路在通信系統(tǒng)中的作用PAGEREF_Toc116552543h2HYPERLINKl_Toc1165525442.2AGC環(huán)路原理分析PAGEREF_Toc11

2、6552544h2HYPERLINKl_Toc1165525452.3對(duì)AGC電路的要求PAGEREF_Toc116552545h6HYPERLINKl_Toc1165525462.4AGC系統(tǒng)主要質(zhì)量指標(biāo)分析PAGEREF_Toc116552546h7HYPERLINKl_Toc1165525472.5系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)特性分析PAGEREF_Toc116552547h8HYPERLINKl_Toc1165525482.5.1準(zhǔn)備工作PAGEREF_Toc116552548h8HYPERLINKl_Toc1165525492.5.2運(yùn)動(dòng)方程式的建立及狀態(tài)分析PAGEREF_Toc116552549h

3、9HYPERLINKl_Toc1165525502.6模擬AGC系統(tǒng)的一般設(shè)計(jì)考慮PAGEREF_Toc116552550h11HYPERLINKl_Toc116552551第三章數(shù)字AGC系統(tǒng)特點(diǎn)及應(yīng)用舉例PAGEREF_Toc116552551h13HYPERLINKl_Toc1165525523.1數(shù)字AGC系統(tǒng)特點(diǎn)PAGEREF_Toc116552552h13HYPERLINKl_Toc1165525533.2數(shù)字接收機(jī)中AGC應(yīng)用舉例PAGEREF_Toc116552553h13HYPERLINKl_Toc116552554第四章總結(jié)PAGEREF_Toc116552554h16HY

4、PERLINKl_Toc116552555參考文獻(xiàn)PAGEREF_Toc116552555h17第一章問(wèn)題的提出自動(dòng)增益控制（AGC）系統(tǒng)是一個(gè)在電子學(xué)領(lǐng)域中應(yīng)用很廣泛的系統(tǒng)，在廣播，電視，通信和雷達(dá)接收機(jī)中都不可避免地要加以采用，且對(duì)它們的性能有重要影響。該系統(tǒng)之所以廣泛用于接收機(jī)中，是由于下列原因造成的：接收機(jī)距離輻射源的距離可以有很大變化；電波在空間傳播有明顯的衰落現(xiàn)象；及其它的一些干擾因素，使作用在接收機(jī)輸入端的信號(hào)強(qiáng)度有很大變化和起伏。但是接收機(jī)終端設(shè)備一般只能處理幅度變化不大的信號(hào)，信號(hào)過(guò)強(qiáng)過(guò)弱或忽大忽小都會(huì)使終端設(shè)備失效。因此，必須設(shè)置一個(gè)幅度調(diào)節(jié)系統(tǒng)，來(lái)保證接收機(jī)輸出信號(hào)幅度的

5、平穩(wěn)性。第二章AGC環(huán)路分析2.1AGC電路在通信系統(tǒng)中的作用電子設(shè)備工作時(shí)，其輸出功率是隨著輸入信號(hào)幅度的大小而變化的，輸入信號(hào)強(qiáng)時(shí)，設(shè)備輸出功率大；輸入信號(hào)弱時(shí)，輸出功率小。通信條件的改變，如通信距離和頻率的改變，電離層和對(duì)流層等傳播條件的改變，接收機(jī)所處環(huán)境的改變等等，會(huì)使接收機(jī)輸入信號(hào)有很大的差異，而且許多情況下信號(hào)強(qiáng)度的變化是隨機(jī)的甚至是快速的。我們希望設(shè)備輸出電平變化范圍盡可能的小，避免過(guò)強(qiáng)的信號(hào)使晶體管和終端器件過(guò)載而引起非線性失真及損壞器件。因此在輸入弱信號(hào)時(shí)，接收機(jī)應(yīng)有很高的增益，而在強(qiáng)輸入信號(hào)時(shí)，接收機(jī)增益應(yīng)小一些。只靠人工增益控制來(lái)實(shí)現(xiàn)這種要求是困難的，故必須采用AGC電

6、路。AGC電路的作用是穩(wěn)定設(shè)備的輸出電平，即當(dāng)輸入信號(hào)電平變化很大時(shí)保持設(shè)備輸出電平盡量穩(wěn)定，或在允許的范圍內(nèi)變化。此外，AGC電路還可減小由于電路參數(shù)變化引起的接收機(jī)輸出電平的變化。變?cè)鲆娣糯笃骰螂娬{(diào)衰減器放大器AGC檢波器低通濾波器DC放大器直流參考電壓信號(hào)輸入信號(hào)輸出2.2AGC環(huán)路原理分析圖（2-1）AGC環(huán)路的一般模型如上圖所示，是一個(gè)直流電壓負(fù)反饋系統(tǒng)，控制信號(hào)代表信道輸出幅度檢波后的直流值與參考電壓之間的誤差值，若輸入信號(hào)幅度變化，則控制信號(hào)也隨著變化，其作用是使誤差減小到最小值。AGC系統(tǒng)從根本上說(shuō)是一個(gè)非線性系統(tǒng)。很難得到描述系統(tǒng)動(dòng)態(tài)特性的非線性動(dòng)態(tài)方程的通解。但是，對(duì)于一些

7、系統(tǒng)，可以求得系統(tǒng)的閉環(huán)解。對(duì)于大多數(shù)系統(tǒng)可以根據(jù)系統(tǒng)的小信號(hào)模型導(dǎo)出近似解。輸出信號(hào)vo可變?cè)鲆娣糯笃鱃ain=GAGC包絡(luò)檢波器低通濾波器F(S)參考電壓Vr輸入信號(hào)vi對(duì)數(shù)放大器V1V2VC圖（2-2）線性（以分貝為單位）AGC系統(tǒng)圖（2-2）是一個(gè)能用解析法求解的線性AGC系統(tǒng)。在這個(gè)系統(tǒng)中，可變?cè)鲆娣糯笃鱒GA的增益為G，服從以下的控制律：(2-1)因此：Vo=P*ViVo=PVi=(2-2)，表示輸入輸出信號(hào)的包絡(luò)幅度，是一個(gè)常數(shù)，a是VGA的一個(gè)常量因子，對(duì)數(shù)放大器的增益?？刂齐妷海?-3）K2為包絡(luò)檢波器的增益，F(xiàn)(s)為濾波器的傳遞函數(shù)。由（2-2）式得到(2-4)控制電壓為

8、：(2-5)即：(2-6)因?yàn)槲覀冎粚?duì)輸入輸出之間的關(guān)系感興趣，則令，得到對(duì)輸入信號(hào)的響應(yīng)為：(2-7)因?yàn)橛蓪?duì)數(shù)運(yùn)算有下式關(guān)系：(2-8)所以，可得到下式：（dB）(2-9)令eo和ei分別表示以分貝為單位的輸出和輸入，則：(2-10)因此，只要給出的輸入量和輸出量以分貝為單位表示，則具體的AGC電路便可以用線性微分方程來(lái)描述。該AGC系統(tǒng)就可以用如下圖所示的線性負(fù)輸出信號(hào)eo（分貝值）可變?cè)鲆娣糯笃鞯屯V波器F(S)參考電壓8.7Vr輸入信號(hào)ei（分貝值）+反饋系統(tǒng)等效方框圖來(lái)描述。圖（2-3）線性(以分貝為單位)AGC系統(tǒng)等效方框圖圖（2-3）中，環(huán)路的動(dòng)態(tài)特性由濾波器的傳遞函數(shù)F（S）

9、和可變?cè)鲆娣糯笃鞯南禂?shù)a來(lái)描述。由于環(huán)路帶寬必須受到限制，使它對(duì)存在于輸入信號(hào)的任何幅度調(diào)制不作出響應(yīng)，所以F（S）必須是低通濾波器。環(huán)路的穩(wěn)定性取決于濾波器的階數(shù)和環(huán)路增益。隨著輸入幅度的變化而產(chǎn)生的輸出穩(wěn)態(tài)增益為：(2-11)式中F（0）為濾波器的直流增益。應(yīng)該使增量eo隨輸入幅度的變化盡可能小。為達(dá)到這一目的，應(yīng)使直流環(huán)路增益盡可能大。能夠運(yùn)用在此系統(tǒng)中的最簡(jiǎn)單的F（S）是一階低通濾波器，且它的傳遞函數(shù)被定義為：(2-12)式中，K是濾波器的直流增益，B是濾波器的帶寬，那么直流輸出增益特性為：(2-13)則該線性AGC系統(tǒng)總的直流輸出是：（2-14）從中可以看出若環(huán)路增益遠(yuǎn)大于1，則該線

10、性系統(tǒng)的輸出幾乎總等于，即輸出幅度只與參考電壓成正比，輸入端的穩(wěn)態(tài)改變被大大的減小了。含有參考電壓的AGC環(huán)路，稱(chēng)為延遲AGC。延遲AGC并不是指帶寬的限制而延遲了增益控制，主要是指AGC環(huán)路包含有參考信號(hào)。簡(jiǎn)單的AGC環(huán)路里不含有參考電壓，這在一般低要求的接收機(jī)中是常見(jiàn)的。具有一階低通濾波器環(huán)路的AGC閉環(huán)傳遞函數(shù)為：(2-15)對(duì)于所有的aK0的閉環(huán)極點(diǎn)總在左半平面，所以這個(gè)系統(tǒng)基本是穩(wěn)定的。閉環(huán)系統(tǒng)頻率響應(yīng)的幅頻響應(yīng)圖如下圖所示。為了對(duì)輸入信號(hào)幅度變化作出響應(yīng)，AGC環(huán)路應(yīng)具有高通濾波器特性，即在高頻時(shí)，AGC的作用很小。對(duì)于幅度調(diào)制信號(hào)，角頻率L應(yīng)低于最低調(diào)制頻率M：（2-16）0BB

11、（1aK）圖（2-4）線性AGC系統(tǒng)的頻率響應(yīng)這意味著濾波器帶寬要比最低調(diào)制頻率小得多，其原因是負(fù)反饋增大了閉環(huán)帶寬。如上所述，為了保持輸出電平盡可能的恒定，應(yīng)該保持盡可能大的直流環(huán)路增益。一種方法是采用積分器作為濾波器，即（=RC，是環(huán)路濾波的時(shí)間常數(shù)）。理想的積分器對(duì)直流的增益為無(wú)窮大，因此穩(wěn)態(tài)輸出幅度不會(huì)隨著輸入幅度的慢變化而變化。這種濾波器的輸出為：(2-17)在輸入恒定時(shí)，穩(wěn)態(tài)輸出仍與參考電壓成正比，即(2-18)2.3對(duì)AGC電路的要求（1）控制范圍要大AGC電路的控制范圍是指輸出電平在規(guī)定范圍內(nèi)變化時(shí)所允許的輸入信號(hào)電平的變化范圍。輸出電平變化一定時(shí)，相應(yīng)的輸入信號(hào)電平變化范圍越

12、大，則說(shuō)明AGC的性能越好（2）信號(hào)失真要小AGC電壓改變放大器增益時(shí)可能引起放大器工作狀態(tài)，輸入輸出阻抗等發(fā)生變化，由此引起的放大器輸出信號(hào)的線性失真和非線性失真要盡可能地小。（3）響應(yīng)時(shí)間要合適從輸入信號(hào)電平開(kāi)始變化到放大器增益作相應(yīng)變化這一段時(shí)間，稱(chēng)為AGC電路的響應(yīng)時(shí)間。常用AGC電路的時(shí)間常數(shù)來(lái)表示。響應(yīng)時(shí)間越短，則AGC電路越能在輸入信號(hào)電平快速變化時(shí)有效地穩(wěn)定輸出電平。但響應(yīng)時(shí)間過(guò)短會(huì)帶來(lái)其他問(wèn)題，如接收等幅報(bào)信號(hào)時(shí)易產(chǎn)生點(diǎn)劃不清而造成誤碼。一般來(lái)說(shuō)，接收話音或調(diào)幅信號(hào)時(shí)取0.020.2s,接收等幅報(bào)時(shí)取0.11s。2.4AGC系統(tǒng)主要質(zhì)量指標(biāo)分析（1）環(huán)路增益的動(dòng)態(tài)調(diào)節(jié)范圍AG

13、C系統(tǒng)中常用的質(zhì)量指標(biāo)是靜態(tài)調(diào)節(jié)特性，靜態(tài)調(diào)節(jié)特性是指：在恒定幅度的輸入信號(hào)作用下，AGC系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)輸出電壓幅度與輸入電壓幅度之間的函數(shù)關(guān)系，即。G是受控放大器的電壓增益，此特性與受控放大器的幅度特性是完全等同的，圖（2-5）是此特性的一般形狀。由圖可得AGC開(kāi)始起作用的最小輸入信號(hào)幅度（稱(chēng)為起控電平）和相應(yīng)的輸出信號(hào)幅度，AGC失去作用的最大輸入信號(hào)幅度（稱(chēng)為失控電平）和相應(yīng)的輸出信號(hào)幅度。圖（2-5）延遲式AGC靜態(tài)調(diào)節(jié)特性輸入信號(hào)電壓的動(dòng)態(tài)范圍或，輸出信號(hào)電壓的動(dòng)態(tài)范圍或，被放大信號(hào)的壓縮系數(shù)。定義，受控放大器在起控點(diǎn)上的增益，在失控點(diǎn)上的增益，則壓縮系數(shù)。AGC的壓縮系數(shù)恒等于受控放大

14、器在增益調(diào)節(jié)過(guò)程中放大量的相對(duì)變化倍數(shù)。壓縮系數(shù)也常以分貝數(shù)表示，即，理想AGC系統(tǒng)的，因而其壓縮系數(shù)等于輸入信號(hào)電壓的動(dòng)態(tài)范圍。在實(shí)際的AGC系統(tǒng)中恒有。（2）響應(yīng)時(shí)間AGC電路是通過(guò)對(duì)可控增益放大器的控制來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)輸出信號(hào)振幅變化的限制，而增益的變化又取決于輸入信號(hào)振幅的變化。因此，要求AGC電路的反應(yīng)既要能跟得上輸入信號(hào)振幅的變化速度，又不會(huì)出現(xiàn)反調(diào)制現(xiàn)象，這就是響應(yīng)時(shí)間特性。對(duì)AGC電路的響應(yīng)時(shí)間長(zhǎng)短的要求取決于輸入信號(hào)振幅的類(lèi)型和特點(diǎn)。根據(jù)響應(yīng)時(shí)間長(zhǎng)短分別有慢速AGC和快速AGC之分。而響應(yīng)時(shí)間長(zhǎng)短的調(diào)節(jié)由環(huán)路帶寬決定，主要是低通濾波器的帶寬。低通濾波器帶寬越寬，則響應(yīng)時(shí)間越短，但容易

15、出現(xiàn)反調(diào)制現(xiàn)象。（3）環(huán)路的穩(wěn)定時(shí)間AGC環(huán)路穩(wěn)定時(shí)間是指輸入信號(hào)強(qiáng)弱變化時(shí)AGC環(huán)路輸出穩(wěn)定的時(shí)間，是表征AGC環(huán)路的關(guān)鍵指標(biāo)之一。穩(wěn)定時(shí)間的設(shè)計(jì)需要綜合考慮通信系統(tǒng)工作頻段的衰落特性，電磁環(huán)境，通信體制（信息傳遞速率，調(diào)制速率，信號(hào)功率變化頻率）等因素。一般在滿足平滑衰落的條件下，穩(wěn)定時(shí)間要遠(yuǎn)大于信息的調(diào)制速率，小于該通信體制定義的功率變化頻率，不能太短也不能太長(zhǎng)，以免因?yàn)榉€(wěn)定時(shí)間太短使環(huán)路隨輸入信號(hào)的包絡(luò)變化過(guò)快而引起頻率失真導(dǎo)致誤碼；或因?yàn)樘L(zhǎng)而跟不上環(huán)路輸入信號(hào)電平的變化，造成輸出信號(hào)幅度超過(guò)AGC的幅度范圍而引起誤碼。為了求得穩(wěn)定時(shí)間，必須求得系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)運(yùn)動(dòng)方程式，運(yùn)動(dòng)方程式與輸入

16、信號(hào)有關(guān)。AGC環(huán)路的穩(wěn)定時(shí)間是以傳遞函數(shù)的階躍響應(yīng)為準(zhǔn)，指輸出信號(hào)幅度從加上階躍信號(hào)瞬間的起始值變化到滿足下式所需的時(shí)間，是輸出信號(hào)的瞬態(tài)值，是輸出信號(hào)的初始值，是輸出信號(hào)的穩(wěn)態(tài)值，一般取10%，5%或2%。2.5系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)特性分析2.5.1準(zhǔn)備工作（1）自動(dòng)增益控制電路的轉(zhuǎn)移函數(shù)AGC電路的動(dòng)態(tài)特性由它的轉(zhuǎn)移函數(shù)決定，在線性系統(tǒng)中，轉(zhuǎn)移函數(shù)就是輸出量的拉普拉斯變換與輸入量的拉普拉斯變換之比，且假定系統(tǒng)具有零初始條件，轉(zhuǎn)移函數(shù)完全決定了線性系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)特性。若該線性系統(tǒng)的濾波器是最簡(jiǎn)單的一階低通濾波器，則它的轉(zhuǎn)移函數(shù)是，時(shí)間常數(shù)。AGC電路的轉(zhuǎn)移函數(shù)可以由它的各組成部分的轉(zhuǎn)移函數(shù)適當(dāng)組合而得到

17、。由圖（2-3）方框圖可假設(shè)參考電壓對(duì)整個(gè)系統(tǒng)的轉(zhuǎn)移函數(shù)的影響可以忽略，則可得該系統(tǒng)的轉(zhuǎn)移函數(shù)是（2-19）。（2）對(duì)數(shù)折線法由（2-1）式知系統(tǒng)的受控放大器的增益控制特性的增益與控制量成指數(shù)函數(shù)關(guān)系，因此，可把受控放大器的放大倍數(shù)取對(duì)數(shù)之后，再分段線性逼近。即，（2-20）此方法稱(chēng)為對(duì)數(shù)折線法。式中第條對(duì)數(shù)折線段的截距；第條對(duì)數(shù)折線段的斜率（取正值）。2.5.2運(yùn)動(dòng)方程式的建立及狀態(tài)分析AGC系統(tǒng)的過(guò)渡過(guò)程是指：當(dāng)它的輸入端上作用一快速變化的電壓時(shí)，其輸出電壓幅度隨時(shí)間的變化規(guī)律。為了求得此規(guī)律，首先必須列出系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)方程。在此我們僅對(duì)輸入為小躍變的過(guò)渡過(guò)程進(jìn)行分析討論。輸入階躍電壓的幅度不

18、足以使受控放大器的輸出電壓在過(guò)渡過(guò)程中發(fā)生瞬時(shí)限幅的情況為小躍變情況。在此情況下，不出現(xiàn)新的物理現(xiàn)象，AGC環(huán)路總是閉合的。TSt1Vsct(t)/Vsct()1小躍變由（2-19）式結(jié)合參考文獻(xiàn)（3）P175-P195可得，該一階AGC系統(tǒng)在輸入階躍電壓A作用下的運(yùn)動(dòng)方程式（一級(jí)近似）如下：（2-21）式中，E=8.7是延遲電壓。由此可得到：（2-22）是歸一化的穩(wěn)態(tài)輸出電壓，是虛擬的起控電平。系統(tǒng)的時(shí)間常數(shù)。過(guò)渡過(guò)程的時(shí)間長(zhǎng)度，規(guī)定為從的初始值變化到滿足式所必需的時(shí)間。是一個(gè)給定的小數(shù)，一般取。再由式（2-22）得出決定TS的條件式：，由此解得：，在輸入為小躍變情況下，過(guò)渡過(guò)程的一般形狀如

19、圖(2-6)所示。在過(guò)渡過(guò)程中，AGC電路輸出的控制量隨時(shí)間的變化規(guī)律可通過(guò)下列推演得出，由于，因而有t圖（2-6）一階AGC的過(guò)渡過(guò)程（小躍變輸入），考慮到和式（2-22），可以得出），其中。因?yàn)?，是AGC電路輸出的起始控制量。由以上式子得出（2-23）由此可見(jiàn)AGC系統(tǒng)的控制量隨時(shí)間的變化規(guī)律與輸出量隨時(shí)間變化規(guī)律是一致的。在實(shí)際中，測(cè)量比測(cè)量容易得多。2.6模擬AGC系統(tǒng)的一般設(shè)計(jì)考慮前面我們分析了發(fā)生在AGC系統(tǒng)中的一些物理過(guò)程，得出了表征系統(tǒng)性能的數(shù)學(xué)表達(dá)式。當(dāng)已知系統(tǒng)有關(guān)參數(shù)后，利用這些數(shù)學(xué)關(guān)系式即可進(jìn)行系統(tǒng)中有關(guān)發(fā)生過(guò)程的計(jì)算。很多情況下，利用這些數(shù)學(xué)關(guān)系式可以解決相反的問(wèn)題，即

20、按規(guī)定的技術(shù)要求去設(shè)計(jì)AGC系統(tǒng)。以下就是在具體設(shè)計(jì)過(guò)程中應(yīng)當(dāng)考慮的一些方面。（1）受控放大器增益變化范圍的決定受控放大器應(yīng)當(dāng)具有的增益變化范圍，至少要等于AGC系統(tǒng)的壓縮系數(shù)它由下式?jīng)Q定：，式中分別是受控放大器的最大和最小增益。分別是輸入信號(hào)和輸出信號(hào)的動(dòng)態(tài)范圍。AGC系統(tǒng)的壓縮系數(shù)。是事先規(guī)定好的已知量，于是，根據(jù)上式即可決定受控增益應(yīng)當(dāng)具有的變化范圍，而增益的絕對(duì)大小主要從接收機(jī)的靈敏度考慮決定。（2）延遲電壓E延遲電壓E決定了輸出電壓的最小幅度，一般E可以根據(jù)實(shí)際需要選定。當(dāng)已知受控放大器的初始增益時(shí)，E也決定了輸入信號(hào)的起控電平。實(shí)際的延遲電壓可以加在AGC電路的任何一個(gè)組成級(jí)上，但

21、E卻是將這些延遲電壓折算到AGC電路輸入端上的數(shù)值。實(shí)際的延遲電壓值與E的關(guān)系為,是從AGC電路輸入端到引入e那一點(diǎn)的放大倍數(shù)。若對(duì)接收機(jī)噪聲或雜波進(jìn)行有效的自動(dòng)增益控制，延遲電壓應(yīng)加在AGC檢波器后面。若對(duì)調(diào)幅波的平均幅度進(jìn)行自動(dòng)增益控制，同時(shí)又要保持調(diào)制規(guī)律不失真，延遲電壓只能加在AGC濾波器之后。（3）受控級(jí)的位置在確定受控級(jí)的位置時(shí)應(yīng)當(dāng)考慮以下要求：a.保證接收機(jī)各級(jí)都不過(guò)載；b.不能惡化接收機(jī)的輸入信噪比，即在控制增益的過(guò)程中不能增大接收機(jī)的噪聲系數(shù)；c.不能在放大信號(hào)中引入過(guò)大的非線性失真。當(dāng)用改變直流工作條件的方法進(jìn)行自動(dòng)增益控制時(shí)，起控前受控級(jí)的工作點(diǎn)總是選擇在最佳狀態(tài)：對(duì)于前

22、置級(jí)可以獲得最小的噪聲系數(shù)；對(duì)于后置級(jí)可以獲得很小的非線性失真。隨著增益控制深度的增加，受控級(jí)的工作點(diǎn)將移至截止?fàn)顟B(tài)附近。會(huì)出現(xiàn)以下現(xiàn)象：前置受控級(jí)的噪聲系數(shù)顯著增大，且由于增益降低后對(duì)后級(jí)噪聲的抑制能力也大為減弱，從而使接收機(jī)的噪聲性能顯著惡化。若受控的是末級(jí)或末前級(jí)，由于輸入到這里的信號(hào)幅度較大，當(dāng)此級(jí)增益降低時(shí)，其非線性失真將表現(xiàn)得更明顯，而且輸出限幅電平也要減小。為了防止信號(hào)的非線性失真過(guò)大，希望受控級(jí)的位置盡量靠前；但是，受控級(jí)過(guò)于靠前，將會(huì)引起接收機(jī)噪聲性能的顯著惡化。實(shí)際操作中，應(yīng)綜合考慮以上因素，選擇合適的受控級(jí)的位置。（4）受控級(jí)的數(shù)目受控級(jí)的數(shù)目n由算得的總的增益變化范圍C

23、和一個(gè)單級(jí)所能提供的增益變化范圍決定：，一個(gè)單級(jí)所能提供的增益變化范圍與具體的電路型式和控制方法有關(guān)。上式是在各個(gè)受控級(jí)具有相同的增益控制特性的基礎(chǔ)上推導(dǎo)出來(lái)的。若各受控級(jí)的增益變化范圍互不相同，則所選級(jí)數(shù)只需使下式成立就可以了：第三章數(shù)字AGC系統(tǒng)特點(diǎn)及應(yīng)用舉例3.1數(shù)字AGC系統(tǒng)特點(diǎn)數(shù)字接收機(jī)中，增益控制需要處理的問(wèn)題，研究的途徑及解決的方法同模擬接收機(jī)基本相似，但也存在很大的差異。首先，數(shù)字AGC也要求輸出電平和過(guò)載保護(hù)，可是信號(hào)經(jīng)A/D轉(zhuǎn)換器數(shù)字化后，其增益衰減主要是通過(guò)采樣數(shù)據(jù)的運(yùn)算處理完成的，基于DSP的增益控制線路簡(jiǎn)化了很多相同功能的模擬電路。其次，模擬接收機(jī)主要關(guān)心的問(wèn)題是信號(hào)

24、過(guò)載和外界環(huán)境對(duì)電路的影響，而數(shù)字接收機(jī)的主要問(wèn)題則是A/D轉(zhuǎn)換器的過(guò)載。由于窄帶中頻濾波在A/D轉(zhuǎn)換器后，因此帶內(nèi)的信號(hào)將不再是設(shè)置接收機(jī)增益的主要參考。DSP處理器必須監(jiān)測(cè)A/D轉(zhuǎn)換器的輸入電平，防止A/D轉(zhuǎn)換器發(fā)生過(guò)載，所以，若在A/D轉(zhuǎn)換器的帶寬內(nèi)接收到一個(gè)強(qiáng)信號(hào)，同時(shí)窄帶中頻濾波器內(nèi)有用信號(hào)很弱，就必須降低增益防止A/D轉(zhuǎn)換器過(guò)載，通過(guò)減少模擬增益，增加數(shù)字中頻處理增益，保持輸出信號(hào)為一固定的幅度。用DSP實(shí)現(xiàn)的AGC有以下優(yōu)點(diǎn)：a.相對(duì)于二極管檢波器，能夠更準(zhǔn)確的測(cè)量信號(hào)強(qiáng)度；b.更精確的增益衰減步進(jìn)；c.更強(qiáng)的AGC控制能力；d.在DSP軟件中任意改變建立時(shí)間和衰落時(shí)間。3.2數(shù)

25、字接收機(jī)中AGC應(yīng)用舉例圖（3-1）是一種數(shù)字接收機(jī)的方框圖，采用了模擬和數(shù)字增益兩級(jí)AGC控制，接收到的射頻信號(hào)經(jīng)混頻變?yōu)橹蓄l，中頻放大器是受AGC電壓控制的可控放大器，放大后的中頻信號(hào)經(jīng)A/D采樣后輸入DSP，DSP對(duì)輸入信號(hào)進(jìn)行處理，經(jīng)過(guò)AGC1系統(tǒng)產(chǎn)生中頻放大器控制電壓，AGC1的作用是使輸入信號(hào)的峰-峰值限制在A/D的最大允許電壓之內(nèi)，防止輸入采樣的A/D溢出。數(shù)字放大器的增益由軟件AGC2控制，使輸出的音頻信號(hào)電平恒定?；祛l可控中頻放大器A/D解調(diào)數(shù)字放大器AGC2計(jì)算AGC1計(jì)算圖（3-1）數(shù)字接收機(jī)方框圖以此圖為例闡述用軟件的方法來(lái)實(shí)現(xiàn)AGC的功能。設(shè)AGC1的延遲電壓為E，即閥值電壓，信號(hào)輸入值設(shè)為S（n）。當(dāng)時(shí)，放大倍數(shù)偏大，需減小放大倍數(shù)，即AGC1電壓增大，相當(dāng)于模擬AGC中的“充電”過(guò)程。當(dāng)時(shí)，放大倍數(shù)偏小，需增大放大倍數(shù)，即AGC1電壓減小，相當(dāng)于模擬AGC中的“放電”過(guò)程。若，則增益在上升時(shí)間內(nèi)應(yīng)該下降，即增益應(yīng)降低了（3-1），因此每個(gè)樣點(diǎn)增益應(yīng)下降，其中與AGC的時(shí)間常數(shù)有關(guān)，=上升時(shí)間抽樣頻率。假設(shè)AGC1的總增益控制量為，單位為，電壓變化范圍為，則有（3-2），單位為V，則AGC1電壓在每個(gè)樣點(diǎn)應(yīng)增加，將上式用下式替代得到（3-3），變量，這是與AGC的時(shí)間常數(shù)有關(guān)的一個(gè)變量，也