本發(fā)明技術(shù)屬于跳頻信道快速控制技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及信號(hào)強(qiáng)度檢測(cè)技術(shù)、自動(dòng)增益控制(AGC)電路、AGC算法的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)。

背景技術(shù)：

通信接收機(jī)的輸出信號(hào)強(qiáng)度取決于輸入信號(hào)電平和接收機(jī)的增益，一般來(lái)說(shuō)，接收機(jī)的輸入信號(hào)變化范圍很大，要求通信接收機(jī)必須能處理100dB以上范圍的信號(hào)，多數(shù)放大器只在較小的范圍內(nèi)保持線性，而且一般在接收機(jī)信號(hào)處理鏈路靠后的放大器，需要處理的信號(hào)強(qiáng)度都很強(qiáng)，因此通信接收機(jī)一般采用改變射頻或者中頻放大器增益的方法，或者兩者同時(shí)采取進(jìn)行增益控制。

信號(hào)經(jīng)過(guò)無(wú)線信道傳輸后會(huì)遭受不同程度的衰減，不同的無(wú)線信道對(duì)信號(hào)的衰減程度不同，在無(wú)線信道中，信號(hào)的衰減程度與傳播路徑、傳播距離、大氣結(jié)構(gòu)、電離層結(jié)構(gòu)和大地衰減以及信號(hào)頻率等因素密切相關(guān)；為了克服外界各種因素對(duì)接收機(jī)輸入信號(hào)的影響，需要使用自動(dòng)增益控制技術(shù)，自動(dòng)增益控制電路是通信設(shè)備的重要電路之一，其主要作用是使接收機(jī)的中頻信號(hào)輸出電平保持在要求的范圍內(nèi)，并能針對(duì)不同的輸入信號(hào)電平使信道模塊提供相應(yīng)的增益，以保持接收機(jī)線性度和控制信號(hào)失真在要求范圍以內(nèi)。特別是跳頻接收機(jī)由于頻帶跨度大和跳頻速率高，以及無(wú)線信道對(duì)頻率的選擇性等因素，使得對(duì)信道接收機(jī)的快速AGC電路設(shè)計(jì)提出了更高的要求。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

針對(duì)上述現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，本發(fā)明技術(shù)提出了一種跳頻信道快速自動(dòng)增益控制系統(tǒng)，該種跳頻信道快速自動(dòng)增益控制系統(tǒng)采用射頻AGC環(huán)路控制單元和中頻AGC環(huán)路控制單元的雙環(huán)自動(dòng)增益控制方式，通過(guò)對(duì)接收機(jī)信道中的射頻信號(hào)和中頻信號(hào)分別進(jìn)行信號(hào)強(qiáng)度檢測(cè)，完成對(duì)跳頻信道進(jìn)行快速自動(dòng)增益控制的處理。

為達(dá)到上述技術(shù)目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案予以實(shí)現(xiàn)。

一種跳頻信道快速自動(dòng)增益控制系統(tǒng)，應(yīng)用于接收機(jī)中，包括：依次連接的射頻自動(dòng)增益控制AGC環(huán)路控制單元、第一混頻器、第三低噪聲放大器LNA3、第一中頻濾波器、第四低噪聲放大器LNA4、第二混頻器、第二中頻濾波器、中頻自動(dòng)增益控制AGC環(huán)路控制單元、抗混疊濾波器和數(shù)字信號(hào)處理模塊；

所述第一混頻器連接有第一頻率合成器模塊，所述第二混頻器連接有第二頻率合成器模塊；信道控制模塊連接在射頻自動(dòng)增益控制AGC環(huán)路控制單元和中頻自動(dòng)增益控制AGC環(huán)路控制單元之間；

所述射頻自動(dòng)增益控制AGC環(huán)路控制單元包含依次連接的第一跳頻濾波器、第一射頻增益控制電路、第二跳頻濾波器、第二射頻增益控制電路、射頻信號(hào)強(qiáng)度檢測(cè)電路；

所述中頻自動(dòng)增益控制AGC環(huán)路控制單元包含依次連接的中頻信號(hào)強(qiáng)度檢測(cè)電路和可控增益放大器VGA；

所述第一跳頻濾波器的信號(hào)輸出端電連接第一射頻增益控制電路的信號(hào)輸入端，所述第一射頻增益控制電路的信號(hào)輸出端電連接第二調(diào)頻濾波器的信號(hào)輸入端，所述第二調(diào)頻濾波器的對(duì)應(yīng)信號(hào)輸出端分別電連接第二射頻增益控制電路的信號(hào)輸入端和射頻信號(hào)強(qiáng)度檢測(cè)電路的信號(hào)輸入端；所述射頻信號(hào)強(qiáng)度檢測(cè)電路的電平輸出端電連接信道控制模塊的電平輸入端，所述信道控制模塊的對(duì)應(yīng)控制信號(hào)輸出端分別電連接第一跳頻濾波器的控制信號(hào)輸入端、第一射頻增益控制電路的控制信號(hào)輸入端、第二跳頻濾波器的控制信號(hào)輸入端、第二射頻增益控制電路的控制信號(hào)輸入端，所述第二射頻增益控制電路的信號(hào)輸出端電連接第一混頻器的信號(hào)輸入端，所述第一頻率合成器模塊的頻率輸出端電連接第一混頻器的頻率輸入端，所述第一混頻器的信號(hào)輸出端電連接第三低噪聲放大器的信號(hào)輸入端，所述第三低噪聲放大器的信號(hào)輸出端電連接第一中頻濾波器的信號(hào)輸入端；

所述第一中頻濾波器的信號(hào)輸出端電連接第四低噪聲放大器的信號(hào)輸入端，所述第四低噪聲放大器的信號(hào)輸出端電連接第二混頻器的信號(hào)輸入端，所述第二頻率合成器模塊的頻率輸出端電連接第二混頻器的頻率輸入端，所述第二混頻器的信號(hào)輸出端電連接第二中頻濾波器的信號(hào)輸入端，所述第二中頻濾波器的對(duì)應(yīng)信號(hào)輸出端分別電連接中頻信號(hào)強(qiáng)度檢測(cè)電路的信號(hào)輸入端和可控增益放大器VGA的信號(hào)輸入端，所述中頻信號(hào)強(qiáng)度檢測(cè)電路的信號(hào)輸出端電連接信道控制模塊的對(duì)應(yīng)信號(hào)輸入端，所述可控增益放大器VGA的信號(hào)輸出端電連接抗混疊濾波器的信號(hào)輸入端，所述抗混疊濾波器的信號(hào)輸出端電連接數(shù)字信號(hào)處理模塊的信號(hào)輸入端；

所述射頻信號(hào)強(qiáng)度檢測(cè)電路的信號(hào)輸出端電連接信道控制模塊的對(duì)應(yīng)信號(hào)輸入端，所述中頻信號(hào)強(qiáng)度檢測(cè)電路的電平輸出端電連接信道控制模塊的對(duì)應(yīng)電平輸入端，所述信道控制模塊的控制電壓端電連接可控增益放大器VGA的電壓輸入端。

所述第一跳頻濾波器用于獲取來(lái)自天線的射頻信號(hào)RF，并對(duì)所述射頻信號(hào)RF進(jìn)行濾波預(yù)處理，得到預(yù)處理后的射頻信號(hào)RF1，將所述預(yù)處理后的射頻信號(hào)RF1發(fā)送至第一射頻增益控制電路，若預(yù)處理后的射頻信號(hào)RF1為小信號(hào)，則對(duì)預(yù)處理后的射頻信號(hào)RF1進(jìn)行低噪放大處理，得到低噪放大的射頻信號(hào)RF2；若預(yù)處理后的射頻信號(hào)RF1為大信號(hào)，則不對(duì)預(yù)處理后的射頻信號(hào)RF1進(jìn)行低噪放大，得到?jīng)]有進(jìn)行低噪放大的射頻信號(hào)RF2，并發(fā)送至第二跳頻濾波器；其中，增益小于-60dBm的預(yù)處理后的射頻信號(hào)為小信號(hào)，增益大于-20dBm的預(yù)處理后的射頻信號(hào)為大信號(hào)；

所述第二跳頻濾波器用于接收第一射頻增益控制電路發(fā)送過(guò)來(lái)的低噪放大的射頻信號(hào)RF2或者沒(méi)有進(jìn)行低噪放大的射頻信號(hào)RF2，并進(jìn)行濾波處理，得到經(jīng)過(guò)濾波處理的射頻信號(hào)RF3后分別發(fā)送至第二射頻增益控制電路和射頻信號(hào)強(qiáng)度檢測(cè)電路；

所述經(jīng)過(guò)濾波處理的射頻信號(hào)RF3進(jìn)入第二射頻增益控制電路，若經(jīng)過(guò)濾波處理的射頻信號(hào)RF3為小信號(hào),則對(duì)經(jīng)過(guò)濾波處理的射頻信號(hào)RF3進(jìn)行低噪放大處理，得到經(jīng)過(guò)二次低噪放大的射頻信號(hào)RF4；若經(jīng)過(guò)濾波處理的射頻信號(hào)RF3為大信號(hào)，則不對(duì)經(jīng)過(guò)濾波處理的射頻信號(hào)RF3進(jìn)行低噪放大處理，得到?jīng)]有經(jīng)過(guò)二次低噪放大的射頻信號(hào)RF4，然后發(fā)送至第一混頻器；其中，增益小于-45dBm的經(jīng)過(guò)濾波處理的射頻信號(hào)為小信號(hào)，增益大于-40dBm的經(jīng)過(guò)濾波處理的射頻信號(hào)為大信號(hào)；

所述射頻信號(hào)強(qiáng)度檢測(cè)電路用于接收第二跳頻濾波器發(fā)送過(guò)來(lái)的經(jīng)過(guò)濾波處理的射頻信號(hào)RF3，并進(jìn)行射頻信號(hào)強(qiáng)度檢測(cè)，得到射頻信號(hào)強(qiáng)度電平RSSI_RF，然后將所述射頻信號(hào)強(qiáng)度電平RSSI_RF發(fā)送至信道控制模塊；信道控制模塊用于接收射頻信號(hào)強(qiáng)度檢測(cè)電路發(fā)送過(guò)來(lái)的射頻信號(hào)強(qiáng)度電平RSSI_RF，并對(duì)應(yīng)得到第一跳頻濾波器的控制信號(hào)、第二跳頻濾波器的控制信號(hào)、控制第一射頻增益控制電路的第一控制信號(hào)SW1和控制第二射頻增益控制電路的第二控制信號(hào)SW2，然后分別發(fā)送至第一跳頻濾波器、第二跳頻濾波器、第一射頻增益控制電路和第二射頻增益控制電路。

所述第一頻率合成器模塊用于獲取第一本振信號(hào)1LO，然后將所述第一本振信號(hào)1LO發(fā)送至第一混頻器，第一混頻器分別用于接收第四電子開(kāi)關(guān)發(fā)送過(guò)來(lái)的經(jīng)過(guò)二次低噪放大的射頻信號(hào)RF4或者沒(méi)有經(jīng)過(guò)二次低噪放大的射頻信號(hào)RF4，以及第一頻率合成器模塊發(fā)送過(guò)來(lái)的第一本振信號(hào)1LO，并進(jìn)行混頻，得到第一中頻信號(hào)1IF，然后將所述第一中頻信號(hào)1IF依次發(fā)送至第三低噪聲放大器LNA3進(jìn)行放大處理、發(fā)送至第一中頻濾波器進(jìn)行濾波處理、發(fā)送至第四低噪聲放大器LNA4進(jìn)行放大處理，得到經(jīng)過(guò)四次低噪放大的射頻信號(hào)，將所述經(jīng)過(guò)四次低噪放大的射頻信號(hào)發(fā)送至第二混頻器；

所述第二頻率合成器模塊用于獲取第二本振信號(hào)2LO，然后將所述第二本振信號(hào)2LO發(fā)送至第二混頻器，所述第二混頻器分別用于接收第四低噪聲放大器LNA4發(fā)送過(guò)來(lái)的經(jīng)過(guò)四次低噪放大的射頻信號(hào)，以及接收第二頻率合成器模塊發(fā)送過(guò)來(lái)的第二本振信號(hào)2LO，并進(jìn)行混頻，得到第二中頻信號(hào)2IF，將所述第二中頻信號(hào)2IF依次進(jìn)入二中頻濾波器進(jìn)行中頻濾波處理，得到中頻濾波處理后的第二中頻信號(hào)，然后將所述中頻濾波處理后的第二中頻信號(hào)發(fā)送至可變?cè)鲆娣糯笃鳎?/p>

所述第二中頻濾波器用于將所述第二中頻信號(hào)2IF發(fā)送至中頻信號(hào)強(qiáng)度檢測(cè)電路進(jìn)行中頻信號(hào)強(qiáng)度電平檢測(cè)，得到中頻信號(hào)強(qiáng)度電平RSSI_IF，并將所述中頻信號(hào)強(qiáng)度電平RSSI_IF發(fā)送至信道控制模塊進(jìn)行可變?cè)鲆娣糯笃鞯目刂齐娖接?jì)算，得到可變?cè)鲆娣糯笃鞯目刂齐娖絍_GAIN，然后將可變?cè)鲆娣糯笃鞯目刂齐娖絍_GAIN發(fā)送至可變?cè)鲆娣糯笃鳎?/p>

所述可變?cè)鲆娣糯笃鞣謩e用于接收第二中頻濾波器發(fā)送過(guò)來(lái)的中頻濾波處理后的第二中頻信號(hào)，以及中頻信號(hào)強(qiáng)度檢測(cè)電路發(fā)送過(guò)來(lái)的可變?cè)鲆娣糯笃鞯目刂齐娖絍_GAIN，根據(jù)所述可變?cè)鲆娣糯笃鞯目刂齐娖絍_GAIN對(duì)所述中頻濾波處理后的第二中頻信號(hào)進(jìn)行增益放大處理，得到增益放大處理后的第二中頻信號(hào)，最后將所述增益放大處理后的第二中頻信號(hào)依次經(jīng)過(guò)抗混疊濾波器進(jìn)行低通濾波處理、經(jīng)過(guò)數(shù)字信號(hào)處理模塊進(jìn)行解調(diào)處理，進(jìn)而得到解調(diào)后的話音或者數(shù)據(jù)。

所述第一射頻增益控制電路包括第一電子開(kāi)關(guān)、第一低噪聲放大器LNA1和第二電子開(kāi)關(guān)，所述第二射頻增益控制電路包括第三電子開(kāi)關(guān)、第二低噪聲放大器LNA2和第四電子開(kāi)關(guān)；

所述第一電子開(kāi)關(guān)的信號(hào)輸出端電連接第二電子開(kāi)關(guān)的信號(hào)輸入端，或者第一電子開(kāi)關(guān)的信號(hào)輸出端電連接第一低噪聲放大器的信號(hào)輸入端，第一低噪聲放大器的信號(hào)輸出端電連接第二電子開(kāi)關(guān)的信號(hào)輸入端；第三電子開(kāi)關(guān)的信號(hào)輸出端電連接第四電子開(kāi)關(guān)的信號(hào)輸入端，或者第三電子開(kāi)關(guān)的信號(hào)輸出端電連接第二低噪聲放大器的信號(hào)輸入端，第二低噪聲放大器的信號(hào)輸出端電連接第四電子開(kāi)關(guān)的信號(hào)輸入端。

所述第一電子開(kāi)關(guān)用于獲取預(yù)處理后的射頻信號(hào)RF1，所述預(yù)處理后的射頻信號(hào)RF1經(jīng)過(guò)第一電子開(kāi)關(guān)后進(jìn)入第一低噪聲放大器進(jìn)行放大處理，得到放大處理后的射頻信號(hào)后再經(jīng)過(guò)第二電子開(kāi)關(guān)，得到低噪放大的射頻信號(hào)RF2；所述第一電子開(kāi)關(guān)還用于獲取預(yù)處理后的射頻信號(hào)RF1后不進(jìn)入第一低噪聲放大器而是直接旁路，即預(yù)處理后的射頻信號(hào)不進(jìn)行低噪聲放大而是依次通過(guò)第一射頻增益控制電路中的第一電子開(kāi)關(guān)和第二電子開(kāi)關(guān)，得到?jīng)]有進(jìn)行低噪放大的射頻信號(hào)RF2，并發(fā)送至第二跳頻濾波器；

所述第三電子開(kāi)關(guān)用于獲取經(jīng)過(guò)濾波處理的射頻信號(hào)RF3，所述經(jīng)過(guò)濾波處理的射頻信號(hào)RF3通過(guò)第三電子開(kāi)關(guān)后進(jìn)入第二低噪聲放大器LNA2進(jìn)行放大處理，得到放大處理后的射頻信號(hào)后再通過(guò)第四電子開(kāi)關(guān)，得到經(jīng)過(guò)二次低噪放大的射頻信號(hào)RF4；所述第三電子開(kāi)關(guān)還用于獲取經(jīng)過(guò)濾波處理的射頻信號(hào)RF3后不進(jìn)入第二低噪聲放大器LNA2而是直接旁路，即經(jīng)過(guò)濾波處理的射頻信號(hào)RF3依次通過(guò)第三電子開(kāi)關(guān)和第四電子開(kāi)關(guān)，得到?jīng)]有經(jīng)過(guò)二次低噪放大的射頻信號(hào)RF4，然后發(fā)送至第一混頻器。

本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)之處在于：

第一，所述第一電子開(kāi)關(guān)、第二電子開(kāi)關(guān)、第三電子開(kāi)關(guān)和第四電子開(kāi)關(guān)分別使用單刀雙擲開(kāi)關(guān)HMC221BE。

第二，所述可控增益放大器為選用AD8367可控增益放大器，AD8367可控增益放大器是一個(gè)低噪、500MHz帶寬的可調(diào)增益放大器。

本發(fā)明的有益效果：本發(fā)明通過(guò)同時(shí)對(duì)信道射頻信號(hào)和二中頻信號(hào)進(jìn)行信號(hào)強(qiáng)度檢測(cè)，有利于提高AGC控制精度和速度；本發(fā)明通過(guò)射頻AGC控制環(huán)路采用前饋型和反饋型混合自動(dòng)增益控制(AGC)電路，中頻AGC控制環(huán)路采用前饋型自動(dòng)增益控制(AGC)電路，有利于算法的簡(jiǎn)化；本發(fā)明通過(guò)雙環(huán)AGC控制方式，有利于提高接收信道穩(wěn)定性，避免由每個(gè)跳頻濾波器、二中頻濾波器各自延時(shí)產(chǎn)生的AGC振蕩。

附圖說(shuō)明

下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。

圖1為本發(fā)明的一種跳頻信道快速自動(dòng)增益控制系統(tǒng)原理框圖；

圖2為射頻信號(hào)強(qiáng)度檢測(cè)電路原理框圖；

圖3為中頻信號(hào)強(qiáng)度檢測(cè)電路原理框圖；

圖4為射頻增益控制電路原理框圖；

圖5為AGC控制系統(tǒng)原理框圖；

圖6為射頻AGC環(huán)路控制狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖；

圖7為圖4的實(shí)施圖；

圖8為圖2的實(shí)施圖；

圖9為射頻門(mén)限比較器電路的實(shí)施圖；

圖10為可變?cè)鲆娣糯笃鞯碾娐穼?shí)施圖。

具體實(shí)施方式

參照?qǐng)D1，為本發(fā)明的一種跳頻信道快速自動(dòng)增益控制系統(tǒng)原理框圖；具體實(shí)現(xiàn)包括：信道FPGA控制模塊首先獲取濾波器控制信號(hào)將每一個(gè)跳頻濾波器分別設(shè)置到工作頻率，然后分別獲取信道模塊的射頻信號(hào)的強(qiáng)度電平、中頻信號(hào)的強(qiáng)度電平，分別控制第一射頻增益控制電路中的第一低噪聲放大器LNA1接入或不接入、第二射頻增益控制電路中的第二低噪聲放大器LNA2接入或不接入，以及獲取可變?cè)鲆娣糯笃鞯目刂齐娖皆鲆鎭?lái)實(shí)現(xiàn)跳頻信道快速自動(dòng)增益控制控制。

射頻AGC環(huán)路控制單元采用前饋?zhàn)詣?dòng)增益控制(AGC)電路和反饋?zhàn)詣?dòng)增益控制(AGC)電路，第一射頻增益控制電路為反饋?zhàn)詣?dòng)增益控制(AGC)電路，第二射頻增益控制電路為前饋?zhàn)詣?dòng)增益控制(AGC)電路；中頻AGC環(huán)路控制單元采用前饋?zhàn)詣?dòng)增益控制(AGC)電路。在滿足設(shè)計(jì)要求的前提下，盡可能降低跳頻信道快速自動(dòng)增益控制(AGC)電路的復(fù)雜度。雙環(huán)自動(dòng)增益控制(AGC)控制方式中的射頻AGC環(huán)路控制單元用于粗調(diào)接收信道增益，中頻AGC環(huán)路控制單元用于細(xì)調(diào)接收信道增益，粗調(diào)與細(xì)調(diào)的結(jié)合能夠有效提高增益控制精度，同時(shí)能夠減小自動(dòng)增益控制(AGC)的響應(yīng)時(shí)間。

一種跳頻信道快速自動(dòng)增益控制系統(tǒng)，應(yīng)用于接收機(jī)中，包括：射頻AGC環(huán)路控制單元、第一混頻器、第一頻率合成器模塊、第三低噪聲放大器LNA3、信道FPGA控制模塊、第一中頻濾波器、第四低噪聲放大器LNA4、第二混頻器、第二頻率合成器模塊、第二中頻濾波器、中頻AGC環(huán)路控制單元、抗混疊濾波器和數(shù)字信號(hào)處理模塊；射頻AGC環(huán)路控制單元包含第一跳頻濾波器、第一射頻增益控制電路、第二跳頻濾波器、第二射頻增益控制電路、射頻信號(hào)強(qiáng)度檢測(cè)電路，中頻AGC環(huán)路控制單元包含中頻信號(hào)強(qiáng)度檢測(cè)電路和可控增益放大器VGA；第一射頻增益控制電路包括第一電子開(kāi)關(guān)、第一低噪聲放大器LNA1和第二電子開(kāi)關(guān)，第二射頻增益控制電路包括第三電子開(kāi)關(guān)、第二低噪聲放大器LNA2和第四電子開(kāi)關(guān)。

第一跳頻濾波器的信號(hào)輸出端電連接第一電子開(kāi)關(guān)的信號(hào)輸入端，第一電子開(kāi)關(guān)的信號(hào)輸出端電連接第二電子開(kāi)關(guān)的信號(hào)輸入端，或者第一電子開(kāi)關(guān)的信號(hào)輸出端電連接第一低噪聲放大器LNA1的信號(hào)輸入端，第一低噪聲放大器LNA1的信號(hào)輸出端電連接第二電子開(kāi)關(guān)的信號(hào)輸入端；第二電子開(kāi)關(guān)的信號(hào)輸出端電連接第二調(diào)頻濾波器的信號(hào)輸入端，第二調(diào)頻濾波器的對(duì)應(yīng)信號(hào)輸出端分別電連接第三電子開(kāi)關(guān)的信號(hào)輸入端和射頻信號(hào)強(qiáng)度檢測(cè)電路的信號(hào)輸入端；第三電子開(kāi)關(guān)的信號(hào)輸出端電連接第四電子開(kāi)關(guān)的信號(hào)輸入端，或者第三電子開(kāi)關(guān)的信號(hào)輸出端電連接第二低噪聲放大器LNA2的信號(hào)輸入端，第二低噪聲放大器LNA2的信號(hào)輸出端電連接第四電子開(kāi)關(guān)的信號(hào)輸入端；第四電子開(kāi)關(guān)的信號(hào)輸出端電連接第一混頻器的信號(hào)輸入端，第一頻率合成器模塊的頻率輸出端電連接第一混頻器的頻率輸入端，第一混頻器的信號(hào)輸出端電連接第三低噪聲放大器LNA3的信號(hào)輸入端，第三低噪聲放大器LNA3的信號(hào)輸出端電連接第一中頻濾波器的信號(hào)輸入端，第一中頻濾波器的信號(hào)輸出端電連接第四低噪聲放大器LNA4的信號(hào)輸入端，第四低噪聲放大器LNA4的信號(hào)輸出端電連接第二混頻器的信號(hào)輸入端，第二頻率合成器模塊的頻率輸出端電連接第二混頻器的頻率輸入端，第二混頻器的信號(hào)輸出端電連接二中頻濾波器的信號(hào)輸入端，第二中頻濾波器的對(duì)應(yīng)信號(hào)輸入端分別電連接中頻信號(hào)強(qiáng)度檢測(cè)電路的信號(hào)輸入端和可控增益放大器VGA的信號(hào)輸入端，可控增益放大器VGA的信號(hào)輸出端電連接抗混疊濾波器的信號(hào)輸入端，抗混疊濾波器的信號(hào)輸出端電連接數(shù)字信號(hào)處理模塊的信號(hào)輸入端，射頻信號(hào)強(qiáng)度檢測(cè)電路的信號(hào)輸出端電連接信道FPGA控制模塊的對(duì)應(yīng)信號(hào)輸入端，中頻信號(hào)強(qiáng)度檢測(cè)電路的信號(hào)輸出端電連接信道FPGA控制模塊的對(duì)應(yīng)信號(hào)輸入端，信道FPGA控制模塊的對(duì)應(yīng)控制信號(hào)輸出端分別電連接第一調(diào)頻濾波器的控制信號(hào)輸入端、第一電子開(kāi)關(guān)的控制信號(hào)輸入端、第二電子開(kāi)關(guān)的控制信號(hào)輸入端、第二調(diào)頻濾波器的控制信號(hào)輸入端、第三電子開(kāi)關(guān)的控制信號(hào)輸入端、第四電子開(kāi)關(guān)的控制信號(hào)輸入端，信道FPGA控制模塊的控制電壓端電連接可控增益放大器VGA的電壓輸入端。

具體工作原理如下：

所述第一跳頻濾波器用于獲取來(lái)自天線的射頻信號(hào)RF，該第一跳頻濾波器對(duì)所述射頻信號(hào)RF進(jìn)行濾波預(yù)處理，初步濾除射頻信號(hào)RF的帶外干擾信號(hào)，提高接收信道抗干擾的能力，但必須保證第一跳頻濾波器的插入損耗較小一般不大于2dB，否則將導(dǎo)致接收信道噪聲系數(shù)大，靈敏度下降；進(jìn)而得到預(yù)處理后的射頻信號(hào)RF1，將所述預(yù)處理后的射頻信號(hào)RF1發(fā)送至第一射頻增益控制電路，若預(yù)處理后的射頻信號(hào)RF1為小信號(hào)，則預(yù)處理后的射頻信號(hào)RF1經(jīng)過(guò)第一電子開(kāi)關(guān)后進(jìn)入第一低噪聲放大器LNA1進(jìn)行放大處理，得到放大處理后的射頻信號(hào)后再經(jīng)過(guò)第二電子開(kāi)關(guān)，得到低噪放大的射頻信號(hào)RF2；若預(yù)處理后的射頻信號(hào)RF1為大信號(hào)，則預(yù)處理后的射頻信號(hào)RF1不進(jìn)入第一低噪聲放大器LNA1而是直接旁路，即預(yù)處理后的射頻信號(hào)不進(jìn)行低噪聲放大而是依次通過(guò)第一射頻增益控制電路中的第一電子開(kāi)關(guān)和第二電子開(kāi)關(guān)，得到?jīng)]有進(jìn)行低噪放大的射頻信號(hào)RF2，并發(fā)送至第二跳頻濾波器；其中，增益小于-60dBm的預(yù)處理后的射頻信號(hào)為小信號(hào)，增益大于-20dBm的預(yù)處理后的射頻信號(hào)為大信號(hào)。

所述第二跳頻濾波器用于接收第二電子開(kāi)關(guān)發(fā)送過(guò)來(lái)的低噪放大的射頻信號(hào)RF2或者沒(méi)有進(jìn)行低噪放大的射頻信號(hào)RF2，并進(jìn)行濾波處理，得到經(jīng)過(guò)濾波處理的射頻信號(hào)RF3后分別發(fā)送至第二射頻增益控制電路和射頻信號(hào)強(qiáng)度檢測(cè)電路；其中第二跳頻濾波器具有很好的選擇性和帶外抑制能力，且對(duì)應(yīng)射頻信號(hào)的中頻抑制和像頻抑制指標(biāo)主要由第二跳頻濾波器的指標(biāo)決定。

所述經(jīng)過(guò)濾波處理的射頻信號(hào)RF3進(jìn)入第二射頻增益控制電路，若經(jīng)過(guò)濾波處理的射頻信號(hào)RF3為小信號(hào),則經(jīng)過(guò)濾波處理的射頻信號(hào)RF3通過(guò)第三電子開(kāi)關(guān)后進(jìn)入第二低噪聲放大器LNA2進(jìn)行放大處理，得到放大處理后的射頻信號(hào)后再通過(guò)第四電子開(kāi)關(guān)，得到經(jīng)過(guò)二次低噪放大的射頻信號(hào)RF4；若經(jīng)過(guò)濾波處理的射頻信號(hào)RF3為大信號(hào)，則經(jīng)過(guò)濾波處理的射頻信號(hào)RF3通過(guò)第三電子開(kāi)關(guān)后不進(jìn)入第二低噪聲放大器LNA2而是直接旁路，即經(jīng)過(guò)濾波處理的射頻信號(hào)RF3依次通過(guò)第三電子開(kāi)關(guān)和第四電子開(kāi)關(guān)，得到?jīng)]有經(jīng)過(guò)二次低噪放大的射頻信號(hào)RF4，然后發(fā)送至第一混頻器；其中，增益小于-45dBm的經(jīng)過(guò)濾波處理的射頻信號(hào)為小信號(hào)，增益大于-40dBm的經(jīng)過(guò)濾波處理的射頻信號(hào)為大信號(hào)。

所述射頻信號(hào)強(qiáng)度檢測(cè)電路用于接收第二跳頻濾波器發(fā)送過(guò)來(lái)的經(jīng)過(guò)濾波處理的射頻信號(hào)RF3，并進(jìn)行射頻信號(hào)強(qiáng)度檢測(cè)，得到射頻信號(hào)強(qiáng)度電平RSSI_RF，然后將所述射頻信號(hào)強(qiáng)度電平RSSI_RF發(fā)送至信道FPGA控制模塊；信道FPGA控制模塊用于接收射頻信號(hào)強(qiáng)度檢測(cè)電路發(fā)送過(guò)來(lái)的射頻信號(hào)強(qiáng)度電平RSSI_RF，并對(duì)應(yīng)得到第一跳頻濾波器的控制信號(hào)、第二跳頻濾波器的控制信號(hào)、控制第一射頻增益控制電路的第一控制信號(hào)SW1和控制第二射頻增益控制電路的第二控制信號(hào)SW2，然后分別發(fā)送至第一跳頻濾波器、第二跳頻濾波器、第一射頻增益控制電路、射頻增益控制電路和第二射頻增益控制電路。

所述第一頻率合成器模塊用于獲取第一本振信號(hào)1LO，然后將所述第一本振信號(hào)1LO發(fā)送至第一混頻器，第一混頻器分別用于接收第四電子開(kāi)關(guān)發(fā)送過(guò)來(lái)的經(jīng)過(guò)二次低噪放大的射頻信號(hào)RF4或者沒(méi)有經(jīng)過(guò)二次低噪放大的射頻信號(hào)RF4，以及第一頻率合成器模塊發(fā)送過(guò)來(lái)的第一本振信號(hào)1LO，并進(jìn)行混頻，得到第一中頻信號(hào)1IF，然后將所述第一中頻信號(hào)1IF依次發(fā)送至第三低噪聲放大器LNA3進(jìn)行放大處理、發(fā)送至一中頻濾波器進(jìn)行濾波處理、發(fā)送至第四低噪聲放大器LNA4進(jìn)行放大處理，得到經(jīng)過(guò)四次低噪放大的射頻信號(hào)，將所述經(jīng)過(guò)四次低噪放大的射頻信號(hào)發(fā)送至第二混頻器。

所述第二頻率合成器模塊用于獲取第二本振信號(hào)2LO，然后將所述第二本振信號(hào)2LO發(fā)送至第二混頻器，所述第二混頻器分別用于接收第四低噪聲放大器LNA4發(fā)送過(guò)來(lái)的經(jīng)過(guò)四次低噪放大的射頻信號(hào)，以及接收第二頻率合成器模塊發(fā)送過(guò)來(lái)的第二本振信號(hào)2LO，并進(jìn)行混頻，得到第二中頻信號(hào)2IF，將所述第二中頻信號(hào)2IF依次進(jìn)入二中頻濾波器進(jìn)行中頻濾波處理，得到中頻濾波處理后的第二中頻信號(hào)，然后將所述中頻濾波處理后的第二中頻信號(hào)發(fā)送至可變?cè)鲆娣糯笃?VGA)。

將所述第二中頻信號(hào)2IF發(fā)送至中頻信號(hào)強(qiáng)度檢測(cè)電路進(jìn)行中頻信號(hào)強(qiáng)度電平檢測(cè)，得到中頻信號(hào)強(qiáng)度電平RSSI_IF，并將所述中頻信號(hào)強(qiáng)度電平RSSI_IF發(fā)送至信道FPGA控制模塊進(jìn)行可變?cè)鲆娣糯笃鞯目刂齐娖接?jì)算，得到可變?cè)鲆娣糯笃鞯目刂齐娖絍_GAIN，然后將可變?cè)鲆娣糯笃鞯目刂齐娖絍_GAIN發(fā)送至可變?cè)鲆娣糯笃鳌?/p>

所述可變?cè)鲆娣糯笃鞣謩e用于接收二中頻濾波器發(fā)送過(guò)來(lái)的中頻濾波處理后的第二中頻信號(hào)，以及中頻信號(hào)強(qiáng)度檢測(cè)電路發(fā)送過(guò)來(lái)的可變?cè)鲆娣糯笃鞯目刂齐娖絍_GAIN，根據(jù)所述可變?cè)鲆娣糯笃鞯目刂齐娖絍_GAIN對(duì)所述中頻濾波處理后的第二中頻信號(hào)進(jìn)行增益放大處理，得到增益放大處理后的第二中頻信號(hào)，最后將所述增益放大處理后的第二中頻信號(hào)依次經(jīng)過(guò)抗混疊濾波器進(jìn)行低通濾波處理、經(jīng)過(guò)數(shù)字信號(hào)處理模塊進(jìn)行解調(diào)處理，進(jìn)而得到解調(diào)后的話音或者數(shù)據(jù)。

具體地，為降低電路復(fù)雜性，只對(duì)通路中的經(jīng)過(guò)濾波處理的射頻信號(hào)RF3和第二中頻信號(hào)2IF對(duì)應(yīng)設(shè)計(jì)有信號(hào)強(qiáng)度檢測(cè)電路；其中代表經(jīng)過(guò)濾波處理的射頻信號(hào)RF3的信號(hào)強(qiáng)度的是射頻信號(hào)強(qiáng)度電平RSSI_RF，代表第二中頻信號(hào)2IF的信號(hào)強(qiáng)度的是中頻信號(hào)強(qiáng)度電平RSSI_IF。

所述經(jīng)過(guò)濾波處理的射頻信號(hào)RF3經(jīng)過(guò)射頻信號(hào)強(qiáng)度檢測(cè)電路后，得到經(jīng)過(guò)濾波處理的射頻信號(hào)RF3的強(qiáng)度電平，即射頻信號(hào)強(qiáng)度電平RSSI_RF后發(fā)送至信道FPGA控制模塊，由信道FPGA控制模塊根據(jù)經(jīng)過(guò)濾波處理的射頻信號(hào)RF3的強(qiáng)度電平分別對(duì)應(yīng)得到第一跳頻濾波器的控制信號(hào)、第二跳頻濾波器的控制信號(hào)，以及控制第一射頻增益控制電路的第一控制信號(hào)SW1和控制第二射頻增益控制電路的第二控制信號(hào)SW2，然后分別發(fā)送至第一跳頻濾波器、第二跳頻濾波器、第一射頻增益控制電路、射頻增益控制電路和第二射頻增益控制電路；所述第一跳頻濾波器的控制信號(hào)用于控制第一射頻增益控制電路中第一低噪聲放大器LNA1的接入或不接入，所述第二跳頻濾波器的控制信號(hào)用于控制第二射頻增益控制電路中的第二低噪聲放大器(LNA)接入或不接入。

將所述第二中頻信號(hào)2IF送至中頻信號(hào)強(qiáng)度檢測(cè)電路后，得到中頻信號(hào)強(qiáng)度檢測(cè)電平RSSI_IF，然后將中頻信號(hào)強(qiáng)度檢測(cè)電平RSSI_IF發(fā)送至信道控制FPGA模塊進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換后，再由信道FPGA控制模塊計(jì)算得到可變?cè)鲆娣糯笃鞯目刂齐娖絍_GAIN，將所述可變?cè)鲆娣糯笃鞯目刂齐娖絍_GAIN發(fā)送至可控增益放大器完成對(duì)可控增益放大器(VGA)的增益控制。

該跳頻信道快速自動(dòng)增益控制系統(tǒng)包括信號(hào)強(qiáng)度檢測(cè)電路設(shè)計(jì)和自動(dòng)增益控制(AGC)控制電路設(shè)計(jì)、AGC控制算法設(shè)計(jì)。

(一)信號(hào)強(qiáng)度檢測(cè)電路設(shè)計(jì)

在接收信道通路中設(shè)置兩個(gè)信號(hào)強(qiáng)度檢測(cè)點(diǎn)，包括射頻信號(hào)強(qiáng)度檢測(cè)電路和中頻信號(hào)強(qiáng)度檢測(cè)電路，經(jīng)過(guò)濾波處理的射頻信號(hào)RF3從第二跳頻濾波器的輸出端輸出后進(jìn)入射頻信號(hào)強(qiáng)度檢測(cè)電路進(jìn)行射頻信號(hào)強(qiáng)度檢測(cè)；第二中頻信號(hào)2IF通過(guò)二中頻濾波器進(jìn)行中頻濾波處理，得到中頻濾波處理后的第二中頻信號(hào)；其中二中頻濾波器的輸出端通過(guò)使用旁路電阻的形式提取中頻濾波處理后的第二中頻信號(hào)，使用旁路電阻能夠降低中頻信號(hào)強(qiáng)度檢測(cè)電路對(duì)中頻信號(hào)通路的影響，在射頻信號(hào)強(qiáng)度檢測(cè)電路中使用射頻放大器補(bǔ)償旁路電阻帶來(lái)的信號(hào)損失，由于中頻濾波后的二中頻信號(hào)強(qiáng)度較大，故中頻信號(hào)強(qiáng)度檢測(cè)電路中不需要使用射頻放大器補(bǔ)償旁路電阻帶來(lái)的信號(hào)損失；對(duì)經(jīng)過(guò)濾波處理的射頻信號(hào)RF3進(jìn)行射頻信號(hào)強(qiáng)度檢測(cè)時(shí)首先進(jìn)行濾波，以及對(duì)中頻濾波處理后的第二中頻信號(hào)進(jìn)行中頻信號(hào)強(qiáng)度檢測(cè)時(shí)首先進(jìn)行濾波，都是阻止干擾信號(hào)進(jìn)入檢波器，防止誤檢。

射頻信號(hào)強(qiáng)度檢測(cè)電路包含第一濾波器、第一射頻放大器、第一檢波器、比較器，射頻信號(hào)強(qiáng)度檢測(cè)電路框圖如圖2所示；第一濾波器的信號(hào)輸出端電連接第一射頻放大器的信號(hào)輸入端，第一射頻放大器的信號(hào)輸出端電連接第一檢波器的信號(hào)輸入端，第一檢波器的電平輸出端電連接比較器的電平輸入端；第一濾波器用于獲取經(jīng)過(guò)濾波處理的射頻信號(hào)RF3并進(jìn)行濾波處理，得到二次濾波處理后的射頻信號(hào)，并將所述二次濾波處理后的射頻信號(hào)發(fā)送至第一檢波器進(jìn)行射頻信號(hào)的模擬電平檢測(cè)，得到二次濾波處理后的射頻信號(hào)模擬電平后發(fā)送至第一比較器，第一比較器預(yù)先設(shè)置參考電壓V_R，以及工作電壓3.3V，并接收第一檢波器發(fā)送過(guò)來(lái)的二次濾波處理后的射頻信號(hào)模擬電平，若二次濾波處理后的射頻信號(hào)模擬電平高于參考電壓V_R時(shí)，輸出高電平數(shù)字信號(hào)1；若二次濾波處理后的射頻信號(hào)模擬電平低于參考電壓V_R時(shí)，輸出低電平數(shù)字信號(hào)0；因此射頻信號(hào)強(qiáng)度電平RSSI_RF為高電平數(shù)字信號(hào)1或者低電平數(shù)字信號(hào)0。

中頻信號(hào)強(qiáng)度檢測(cè)電路由第二濾波器、第二濾波器檢波器、模數(shù)轉(zhuǎn)換器組成，中頻信號(hào)強(qiáng)度檢測(cè)電路框圖如圖3所示；第二濾波器的信號(hào)輸出端電連接第二檢波器的信號(hào)輸入端，第二檢波器的電平輸出端電連接模數(shù)轉(zhuǎn)換器的電平輸入端；將中頻濾波處理后的第二中頻信號(hào)依次發(fā)送至第二濾波器進(jìn)行濾波處理、發(fā)送至第二檢波器進(jìn)行中頻信號(hào)的模擬電平檢測(cè)、發(fā)送至模數(shù)轉(zhuǎn)換器進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換，進(jìn)而得到中頻信號(hào)強(qiáng)度電平RSSI_IF，所述中頻信號(hào)強(qiáng)度電平RSSI_IF為數(shù)字電平。

(二)增益控制電路設(shè)計(jì)

接收信道通路設(shè)計(jì)為雙環(huán)自動(dòng)增益控制方式，具體為射頻AGC環(huán)路控制單元和中頻AGC環(huán)路控制單元；信道FPGA控制模塊分別通過(guò)第一控制信號(hào)SW1控制射頻增益控制電路1中低噪聲放大器(LNA)接入或不接入，以及通過(guò)第二控制信號(hào)SW2控制射頻增益控制電路2中低噪聲放大器(LNA)接入或不接入，使得射頻信號(hào)RF分別端具備+44dB、+22dB、0dB三檔可控放大倍數(shù)，射頻增益控制電路框圖如圖4所示，其中兩個(gè)電子開(kāi)關(guān)依次為第一電子開(kāi)關(guān)和第二電子開(kāi)關(guān)，LNA為第一低噪聲放大器；或者兩個(gè)電子開(kāi)關(guān)依次為第三電子開(kāi)關(guān)和第四電子開(kāi)關(guān)，LNA為第二低噪聲放大器；在中頻AGC環(huán)路控制單元中，信道FPGA控制模塊通過(guò)其內(nèi)部的數(shù)模轉(zhuǎn)換器(D/A)送出模擬電壓，該模擬電壓控制可變?cè)鲆娣糯笃?VGA)的增益，其中可變?cè)鲆娣糯笃?VGA)為包含自動(dòng)增益控制(AGC)模擬電壓控制的可變?cè)鲆娣糯笃?，并提供?dòng)態(tài)范圍為45dB的可控增益；其中，信道FPGA控制模塊包含第三比較器、模數(shù)轉(zhuǎn)換器(A/D)、數(shù)模轉(zhuǎn)換器(D/A)和FPGA處理器。

射頻AGC環(huán)路控制單元采用前饋AGC電路和反饋AGC電路，中頻AGC環(huán)路控制單元采用前饋AGC電路，在滿足設(shè)計(jì)要求的前提下，盡可能降低每一個(gè)電路的復(fù)雜度。

(三)增益控制算法設(shè)計(jì)

信道模塊和信道FPGA控制模塊組成AGC控制系統(tǒng)，信道模塊包括射頻AGC環(huán)路和中頻AGC環(huán)路，射頻AGC環(huán)路包含第一射頻增益控制電路、射頻信號(hào)強(qiáng)度檢測(cè)電路、第二射頻增益控制電路，中頻AGC環(huán)路包含中頻信號(hào)強(qiáng)度檢測(cè)電路和可變?cè)鲆娣糯笃?VGA)，信道FPGA控制模塊包含第三比較器、模數(shù)轉(zhuǎn)換器(A/D)、數(shù)模轉(zhuǎn)換器(D/A)和FPGA處理器；所述第一射頻增益控制電路的射頻信號(hào)輸出端電連接射頻信號(hào)強(qiáng)度檢測(cè)電路的射頻信號(hào)輸入端，所述射頻信號(hào)強(qiáng)度檢測(cè)電路的射頻信號(hào)輸出端電連接第二射頻增益控制電路的射頻信號(hào)輸入端，第二射頻增益控制電路的射頻信號(hào)輸出端電連接中頻信號(hào)強(qiáng)度檢測(cè)電路的射頻信號(hào)輸入端，中頻信號(hào)強(qiáng)度檢測(cè)電路的射頻信號(hào)輸出端電連接可變?cè)鲆娣糯笃?VGA)的射頻信號(hào)輸入端，中頻信號(hào)強(qiáng)度檢測(cè)電路的模擬電平輸出端電連接模數(shù)轉(zhuǎn)換器(A/D)的模擬電平輸入端，模數(shù)轉(zhuǎn)換器(A/D)的數(shù)字電平輸出端電連接FPGA處理器的數(shù)字電平輸入端；所述射頻信號(hào)強(qiáng)度檢測(cè)電路的模擬電平輸出端電連接第三比較器的模擬電平輸入端，第三比較器的模擬電平輸出端對(duì)應(yīng)電連接FPGA處理器的幅度信號(hào)輸出端，F(xiàn)PGA處理器的控制端對(duì)應(yīng)電連接第一射頻增益控制電路的控制信號(hào)輸入端和第二射頻增益控制電路的控制信號(hào)輸入端，電平輸出端FPGA處理器的數(shù)字電平輸出端電連接數(shù)模轉(zhuǎn)換器(D/A)的數(shù)字電平輸入端，數(shù)模轉(zhuǎn)換器(D/A)的數(shù)字電平輸出端電連接可變?cè)鲆娣糯笃?VGA)的模擬電平輸入端。

中頻信號(hào)強(qiáng)度檢測(cè)電路的功能是從對(duì)應(yīng)通路提取中頻濾波處理后的第二中頻信號(hào)的幅度信息，從而控制可變?cè)鲆娣糯笃?VGA)的增益變化，保證輸入射頻信號(hào)的強(qiáng)度變化時(shí)，提取的中頻濾波處理后的第二中頻信號(hào)增益范圍都在要求范圍內(nèi)。

AGC控制系統(tǒng)通過(guò)設(shè)置不同的優(yōu)先級(jí)，構(gòu)成前饋控制環(huán)路和反饋控制環(huán)路，分級(jí)、分段完成信道的自動(dòng)增益控制，主要控制算法如下：

AGC控制系統(tǒng)框圖如圖5所示，具體控制過(guò)程如下：

經(jīng)過(guò)濾波處理的射頻信號(hào)RF3經(jīng)過(guò)射頻信號(hào)強(qiáng)度檢測(cè)電路后，得到經(jīng)過(guò)濾波處理的射頻信號(hào)RF3的強(qiáng)度電平，即射頻信號(hào)強(qiáng)度電平RSSI_RF后經(jīng)過(guò)第三比較器后形成3路數(shù)字信號(hào)，分別為射頻小幅度信號(hào)、射頻中等幅度信號(hào)和射頻大幅度信號(hào)，并分別發(fā)送至信道FPGA控制模塊。

將射頻小幅度信號(hào)記為RSSI_RF_1，若經(jīng)過(guò)濾波處理的射頻信號(hào)RF3的強(qiáng)度電平高于第一預(yù)設(shè)的信號(hào)強(qiáng)度時(shí)，輸出高電平數(shù)字信號(hào)1；若經(jīng)過(guò)濾波處理的射頻信號(hào)RF3的強(qiáng)度電平低于第一預(yù)設(shè)的信號(hào)強(qiáng)度時(shí)，輸出低電平數(shù)字信號(hào)0。

將射頻中等幅度信號(hào)記為RSSI_RF_2，若經(jīng)過(guò)濾波處理的射頻信號(hào)RF3的強(qiáng)度電平高于第二預(yù)設(shè)的信號(hào)強(qiáng)度時(shí)，輸出高電平數(shù)字信號(hào)1；若經(jīng)過(guò)濾波處理的射頻信號(hào)RF3的強(qiáng)度電平低于第二預(yù)設(shè)的信號(hào)強(qiáng)度時(shí)，輸出低電平即數(shù)字信號(hào)0。

將射頻大幅度信記為RSSI_RF_3，若經(jīng)過(guò)濾波處理的射頻信號(hào)RF3的強(qiáng)度電平高于第三預(yù)設(shè)的信號(hào)強(qiáng)度時(shí)，輸出高電平數(shù)字信號(hào)1；若經(jīng)過(guò)濾波處理的射頻信號(hào)RF3的強(qiáng)度電平低于第三預(yù)設(shè)的信號(hào)強(qiáng)度時(shí)，輸出低電平數(shù)字信號(hào)0。

其中，預(yù)設(shè)定信號(hào)強(qiáng)度關(guān)系：第一預(yù)設(shè)的信號(hào)強(qiáng)度＜第二預(yù)設(shè)的信號(hào)強(qiáng)度＜第三預(yù)設(shè)的信號(hào)強(qiáng)度。

信道FPGA控制模塊接收射頻小幅度信號(hào)、射頻中等幅度信號(hào)和射頻大幅度信號(hào)后，對(duì)應(yīng)得到控制第一射頻增益控制電路的第一控制信號(hào)SW1和控制第二射頻增益控制電路的第二控制信號(hào)SW2，并分別發(fā)送至第一射頻增益控制電路和第二射頻增益控制電路。

若AGC控制系統(tǒng)首次啟動(dòng)，則首先將第一頻率合成器模塊和第二頻率合成器模塊各自的本振信號(hào)鎖定到相應(yīng)的頻率值，同時(shí)對(duì)應(yīng)控制第一射頻增益控制電路中的第一跳頻濾波器、控制第二射頻增益控制電路中的第二跳頻濾波器跳頻濾波器各自工作在相應(yīng)頻率上，然后分別通過(guò)第一控制信號(hào)SW1使第一射頻增益控制電路中的第一低噪聲放大器LNA1全部接入狀態(tài)(11)(即增益最大：+44dB)，以及通過(guò)第二控制信號(hào)SW2使第二射頻增益控制電路中的第二低噪聲放大器LNA2全部接入狀態(tài)(11)(即增益最大：+44dB)，再分別檢測(cè)射頻小幅度信號(hào)RSSI_RF_1、射頻中等幅度信號(hào)RSSI_RF_2和射頻大幅度信號(hào)RSSI_RF_3各自的電平，最后根據(jù)如圖6所示的射頻AGC環(huán)路控制狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖實(shí)現(xiàn)射頻AGC環(huán)路控制。

狀態(tài)00、10、11代表第一射頻增益控制電路中的第一低噪聲放大器LNA1、第二射頻增益控制電路中的低噪聲放大器LNA2接入狀態(tài)情況，具體為：00代表第一低噪聲放大器LNA1和第二低噪聲放大器LNA2全都不接入(即增益最小：0dB)；10代表第一射頻增益控制電路中的第一低噪聲放大器LNA1接入，第二射頻增益控制電路中的第二低噪聲放大器LNA2不接入(即增益：+22dB)；11代表第一射頻增益控制電路中的第一低噪聲放大器LNA1、第二射頻增益控制電路中的第二低噪聲放大器LNA2全接入(即增益最大：+44dB)；其中沒(méi)有狀態(tài)01，這是因?yàn)槿鬉GC控制系統(tǒng)只需要接入一個(gè)低噪聲放大器(LNA)，就必須是第一射頻增益控制電路中的第一低噪聲放大器LNA1，否則會(huì)導(dǎo)致整個(gè)AGC控制系統(tǒng)的噪聲系數(shù)升高，靈敏度降低。

狀態(tài)轉(zhuǎn)移條件：射頻小幅度信號(hào)RSSI_RF_1、射頻中等幅度信號(hào)RSSI_RF_2和射頻大幅度信號(hào)RSSI_RF_3總共包含四種狀態(tài)，分別為000、001、011、111。

舉例說(shuō)明：初始狀態(tài)為11：第一射頻增益控制電路中的第一低噪聲放大器LNA1、第二射頻增益控制電路中的第二低噪聲放大器LNA2全接入，若狀態(tài)轉(zhuǎn)移條件為000或者001，則維持初始狀態(tài)11不變；若狀態(tài)轉(zhuǎn)移條件為011，則由初始狀態(tài)11跳轉(zhuǎn)到轉(zhuǎn)移狀態(tài)10，即第一射頻增益控制電路中的第一低噪聲放大器LNA1接入，第二射頻增益控制電路中的第二低噪聲放大器LNA2不接入；若狀態(tài)轉(zhuǎn)移條件為111，則由轉(zhuǎn)移狀態(tài)11跳轉(zhuǎn)到轉(zhuǎn)移狀態(tài)00，即第一射頻增益控制電路中的第一低噪聲放大器LNA1、第二射頻增益控制電路中的第二低噪聲放大器LNA2都不接入；其他所有狀態(tài)都按照射頻AGC環(huán)路控制狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖進(jìn)行跳轉(zhuǎn)，已達(dá)到射頻AGC環(huán)路控制的目的。

在完成射頻AGC環(huán)路控制后延時(shí)5μS，再進(jìn)行二中頻AGC控制環(huán)路的控制，采用前饋的中頻AGC控制方式，在可變?cè)鲆娣糯笃髑斑M(jìn)行中頻信號(hào)強(qiáng)度檢測(cè)，精確測(cè)量出第二檢波器的輸出電壓即中頻信號(hào)強(qiáng)度電平RSSI_IF；為了提高測(cè)量精度降低誤判概率，本實(shí)施例采用多次采樣求平均的方法；最后通過(guò)查找表算法準(zhǔn)確控制可變?cè)鲆娣糯笃鞯姆糯蟊稊?shù)，從而達(dá)到二中頻AGC控制的目的；其中二中頻AGC控制環(huán)路包含可控增益放大器(VGA)、模數(shù)轉(zhuǎn)換器(A/D)、數(shù)模轉(zhuǎn)換器(D/A)；中頻信號(hào)強(qiáng)度檢測(cè)電路將中頻信號(hào)強(qiáng)度檢測(cè)電平RSSI_IF發(fā)送至信道控制FPGA模塊中的模數(shù)轉(zhuǎn)換(A/D)進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換，得到中頻信號(hào)強(qiáng)度數(shù)字電平，再將所述中頻信號(hào)強(qiáng)度數(shù)字電平發(fā)送至信道FPGA控制模塊中的FPGA處理器進(jìn)行可變?cè)鲆娣糯笃鞯目刂齐娖降挠?jì)算，得到可變?cè)鲆娣糯笃鞯目刂齐娖絍_GAIN，然后FPGA處理器將所述可變?cè)鲆娣糯笃鞯目刂齐娖絍_GAIN發(fā)送至信道FPGA控制模塊中的數(shù)模轉(zhuǎn)換器(D/A)進(jìn)行數(shù)模轉(zhuǎn)換，得到可變?cè)鲆娣糯笃鞯哪M控制電平，將所述可變?cè)鲆娣糯笃鞯哪M控制電平發(fā)送至可控增益放大器，完成對(duì)可控增益放大器(VGA)的增益控制。

優(yōu)點(diǎn)和積極效果

實(shí)際應(yīng)用實(shí)踐

器件選擇如下：

第一檢波器和第二檢波器都使用具有快速輸出響應(yīng)的對(duì)數(shù)檢波器HMC601LP4來(lái)完成，對(duì)數(shù)檢波器HMC601LP4是美國(guó)Hittite公司生產(chǎn)的對(duì)數(shù)放大器，可廣泛用于對(duì)信號(hào)功率需要準(zhǔn)確測(cè)量的高頻通信和儀器儀表系統(tǒng)中。它具有以dB為單位的線性響應(yīng)、優(yōu)良的溫度穩(wěn)定性、精度、線性度高；具有從10MHz到4000MHz的平坦輸入/輸出響應(yīng)，典型線性斜率為19mV/dB；輸入動(dòng)態(tài)范圍達(dá)75dB，設(shè)計(jì)成50Ω輸入阻抗的時(shí)候，其信號(hào)輸入可-70dBm～+12dBm；快速脈沖響應(yīng)時(shí)間：15/34ns(上升/下降)；單電源工作范圍為+2.7V～+5.5V。

比較器使用LM139來(lái)實(shí)現(xiàn)，響應(yīng)時(shí)間1.3μS，能滿足系統(tǒng)設(shè)計(jì)的需要，使用比較器目的是將第一檢波器輸出的模擬電平通過(guò)比較器進(jìn)行量化，產(chǎn)生數(shù)字電平，比較器參考電壓根據(jù)AGC控制要求而設(shè)定，本實(shí)施例中將經(jīng)過(guò)濾波處理的射頻信號(hào)RF3的強(qiáng)度分為小、中、大三檔，即分別為射頻小幅度信號(hào)RSSI_RF_1、射頻中等幅度信號(hào)RSSI_RF_2和射頻大幅度信號(hào)RSSI_RF_3。

射頻信號(hào)強(qiáng)度檢測(cè)電路中應(yīng)用HMC601LP4作為第一檢波器，第一濾波器用于獲取經(jīng)過(guò)濾波處理的射頻信號(hào)RF3并進(jìn)行濾波處理，得到二次濾波處理后的射頻信號(hào)，并將所述二次濾波處理后的射頻信號(hào)發(fā)送至第一檢波器HMC601LP4，第一檢波器按照19mV/dB變化的直流電壓輸出模擬電平，其中直流電壓的范圍約為0V～+2.0V，比較器預(yù)先設(shè)置參考電壓V_R，以及工作電壓3.3V，并接收第一檢波器輸出的模擬電平，將所述模擬電平量化后產(chǎn)生數(shù)字電平，若所述數(shù)字電平高于參考電壓V_R時(shí)，輸出高電平數(shù)字信號(hào)1；若所述數(shù)字電平低于參考電壓V_R時(shí)，輸出低電平數(shù)字信號(hào)0；因此射頻信號(hào)強(qiáng)度電平RSSI_RF為高電平數(shù)字信號(hào)1或者低電平數(shù)字信號(hào)0，將所述射頻信號(hào)強(qiáng)度電平RSSI_RF發(fā)送至信道FPGA控制模塊，實(shí)現(xiàn)射頻信號(hào)強(qiáng)度指示；射頻信號(hào)強(qiáng)度檢測(cè)電路框圖如圖2所示。

中頻信號(hào)強(qiáng)度檢測(cè)電路中應(yīng)用HMC601LP4作為第二檢波器，將中頻濾波處理后的第二中頻信號(hào)依次發(fā)送至第二濾波器進(jìn)行濾波處理、發(fā)送至第二檢波器HMC601LP4，第二檢波器按照19mV/dB變化的直流電壓進(jìn)行模擬電平輸出，其中直流電壓的范圍約為0V～+2.0V，該模擬電平直接送入模數(shù)轉(zhuǎn)換器(A/D)后得到數(shù)字電平，實(shí)現(xiàn)信道FPGA控制模塊的中頻信號(hào)強(qiáng)度指示；中頻信號(hào)強(qiáng)度檢測(cè)電路框圖如圖3所示。

第一電子開(kāi)關(guān)、第二電子開(kāi)關(guān)、第三電子開(kāi)關(guān)和第四電子開(kāi)關(guān)分別使用單刀雙擲開(kāi)關(guān)(SPDT)HMC221BE，分別構(gòu)建第一射頻增益控制電路和第二射頻增益控制電路。HMC221BE開(kāi)關(guān)時(shí)間小于10nS，插入損耗為0.4dB，隔離度為29dB，輸出1dB壓縮點(diǎn)為+29dBm，滿足設(shè)計(jì)要求；在射頻通路中，第一射頻增益控制電路和第二射頻增益控制電路使用的電子開(kāi)關(guān)都為單刀雙擲開(kāi)關(guān)(SPDT)HMC221BE，每一個(gè)射頻增益控制電路框圖如圖4所示。

第一電子開(kāi)關(guān)、第二電子開(kāi)關(guān)用于第一控制射頻增益控制電路中的第一低噪聲放大器的接入或不接入，第三電子開(kāi)關(guān)和第四電子開(kāi)關(guān)用于控制第二射頻增益控制電路中的第二低噪聲放大器的接入或不接入，具有插入損耗低、切換速度快、線性度高、電路設(shè)計(jì)簡(jiǎn)潔、可靠性高等優(yōu)勢(shì)。

可控增益放大器(VGA)選用美國(guó)AD公司生產(chǎn)的AD8367可控增益放大器(VGA)，AD8367可控增益放大器是一個(gè)低噪、500MHz帶寬的可調(diào)增益放大器，如用分貝表示增益,則增益與控制電壓成線性關(guān)系：20mV/dB；AD8367可控增益放大器自身帶有平方根信號(hào)強(qiáng)度檢測(cè)器，在沒(méi)有外部信號(hào)強(qiáng)度檢測(cè)芯片時(shí)，也能夠自環(huán)進(jìn)行自動(dòng)增益控制,AD8367可控增益放大器可應(yīng)用于蜂窩基站、寬帶接入、功率控制系統(tǒng)。

AD8367可控增益放大器具有兩種增益控制模式：

第一種模式：可變?cè)鲆娣糯笃鞯目刂齐娖皆鲆媾c控制電平的關(guān)系：

Gain(dB)＝50×V_GAIN－5 (0≤V_GAIN≤+1V)

第二種模式：可變?cè)鲆娣糯笃鞯目刂齐娖皆鲆媾c控制電平的關(guān)系：

Gain(dB)＝45－50×V_GAIN (0≤V_GAIN≤+1V)

說(shuō)明：第一種模式表示增益控制范圍為50dB/V，最小增益-5dB為控制電壓為0V時(shí)的推算值；當(dāng)+50mV≤V_GAIN≤+950mV時(shí)，增益與可變?cè)鲆娣糯笃鞯目刂齐娖絍_GAIN的關(guān)系是處于線性區(qū)間-2.5dB≤Gain(dB)≤42.5dB；第二種模式也具有相似的特性，故一般可變?cè)鲆娣糯笃鞯目刂齐娖絍_GAIN都介于50mV和950mV之間，這樣可以保證控制的精度要求。當(dāng)頻率在200MHz以內(nèi)時(shí)，在增益大于40dB時(shí)，能提供優(yōu)于±0.5dB的誤差精度。當(dāng)頻率在400MHz以內(nèi)時(shí)，能提供優(yōu)于±1dB的誤差精度；本實(shí)施例選用第二種模式。

雙環(huán)自動(dòng)增益控制AGC的控制方式，有利于提高接收信道穩(wěn)定性，通過(guò)信道數(shù)字控制模塊微調(diào)射頻自動(dòng)增益控制AGC環(huán)路和二中頻自動(dòng)增益控制AGC環(huán)路各自的控制時(shí)間，能夠避免由跳頻濾波器延時(shí)產(chǎn)生的自動(dòng)增益控制AGC振蕩，特別是在快速跳頻下，外界無(wú)線信道特性變化較快，對(duì)自動(dòng)增益控制AGC穩(wěn)定性提出了更高的要求。

經(jīng)過(guò)實(shí)踐驗(yàn)證，雙自動(dòng)增益控制AGC的環(huán)控制方式完全滿足本發(fā)明所述自動(dòng)增益控制AGC系統(tǒng)的設(shè)計(jì)要求；當(dāng)接收機(jī)輸入的射頻信號(hào)RF大范圍突變，即射頻信號(hào)RF的強(qiáng)度變化大于80dB，或者比80dB更大時(shí)，射頻增益控制電路1和射頻增益控制電路2分別可快速動(dòng)作，確保了接收機(jī)處于線性區(qū)間，不使信號(hào)失真。

在接收機(jī)輸入的射頻信號(hào)RF變化不大，即射頻信號(hào)RF的強(qiáng)度變化為20-30dB的情況下，通過(guò)二中頻可控增益放大器(VGA)AD8367來(lái)完成AGC控制過(guò)程。由于AD8367受模擬自動(dòng)增益控制AGC電壓連續(xù)控制變化，所以其控制精度高達(dá)±1dB。射頻自動(dòng)增益控制AGC環(huán)路，采用前饋與后饋結(jié)合的控制方式，簡(jiǎn)化了控制電路和控制算法的設(shè)計(jì)；。二中頻自動(dòng)增益控制AGC環(huán)路，采用前饋的控制方式，既可以提高控制精度，又可以減小響應(yīng)時(shí)間。

該自動(dòng)增益控制AGC系統(tǒng)目前已成功應(yīng)用于某超短波跳頻通信系統(tǒng)，實(shí)測(cè)AGC響應(yīng)時(shí)間小于30uS，工作頻率(VHF/UHF)跨度大于20倍頻程，跳頻速率大于1000Hops/S，自動(dòng)增益控制AGC動(dòng)態(tài)范圍大于110dB。

參照?qǐng)D7，為圖4的實(shí)施圖；其中，N1為低噪聲放大器：低噪聲放大器的1腳為供電腳，低噪聲放大器的2腳為信號(hào)輸入腳，低噪聲放大器的4腳為信號(hào)輸出腳；N2和N3都為單刀雙擲開(kāi)關(guān)HMC221BE，HMC221BE的4腳和6腳都分別為對(duì)應(yīng)控制信號(hào)引腳：B為SPDT的控制引腳，控制信號(hào)SW0為第一控制信號(hào)SW1的反向控制信號(hào)，5腳RFC為信號(hào)通路的公共端；信號(hào)通路的選擇端分別為1腳RF2和3腳RF1；在第一控制信號(hào)SW1、第一控制信號(hào)SW1的反向控制信號(hào)SW0的作用下，要么選通低噪聲放大器通路進(jìn)行放大；要么低噪放大而是選擇旁路通路(C10路)；其中通低噪聲放大器為第一低噪聲放大器或第二低噪聲放大器，兩個(gè)電子開(kāi)關(guān)依次為第一電子開(kāi)關(guān)和第二電子開(kāi)關(guān)，或者依次為第三電子開(kāi)關(guān)和第四電子開(kāi)關(guān)。

參照?qǐng)D8，為圖2的實(shí)施圖；其中，經(jīng)過(guò)濾波處理的射頻信號(hào)RF3通過(guò)C5后進(jìn)入低通濾波器N3的1腳，從N3的輸出腳3腳輸出到第一射頻放大器N2的輸入腳2腳，N2的4腳既是供電腳，也是信號(hào)輸出腳,得到二次濾波處理后的射頻信號(hào)后進(jìn)入N1，N1為第一檢波器HMC612LP4：N1的3腳為信號(hào)輸入腳INP，4腳直接電容C10耦合到地，2腳VCC1和5腳VCC2均為供電引腳，13腳為時(shí)鐘端CLPF，22腳COFSB和23腳COFSA都為電容輸入管腳值，每個(gè)電容值都可根據(jù)需要調(diào)整；17腳輸出射頻信號(hào)強(qiáng)度電平RSSI_RF。

參照?qǐng)D9，為圖9為射頻門(mén)限比較器電路的實(shí)施圖；其中，比較器LM139內(nèi)置3個(gè)比較器，本實(shí)施例中使用第一比較器、第二比較器、第三比較器3，中頻信號(hào)強(qiáng)度電平RSSI_IF分別輸入第一比較器的1IN+(7腳)、第二比較器的2IN+(5腳)、第三比較器的3IN+(9腳)；電位器RP3、電位器RP1、電位器RP2分別設(shè)定第一預(yù)設(shè)的信號(hào)強(qiáng)度(6腳)、第二預(yù)設(shè)的信號(hào)強(qiáng)度(4腳)、第三預(yù)設(shè)的信號(hào)強(qiáng)度(8腳)；通過(guò)比較器分別形成三路數(shù)字控制信號(hào)，分別為射頻小幅度信號(hào)記為RSSI_RF_1(1腳，R1上拉輸出)、射頻中等幅度信號(hào)記為RSSI_RF_2(2腳，R4上拉輸出)、射頻大幅度信記為RSSI_RF_3(14腳，R2上拉輸出)。

參照?qǐng)D10，為可變?cè)鲆娣糯笃鞯碾娐穼?shí)施圖；其中，3腳為中頻輸入腳，用于接收中頻濾波處理后的第二中頻信號(hào)；5腳為VGAIN控制腳，用于接收可變?cè)鲆娣糯笃鞯目刂齐娖絍_GAIN；11腳和12腳都為供電腳，10腳為中頻輸出腳，用于輸出增益放大處理后的第二中頻信號(hào)。