一种大动态范围的实时数控AGC电路的设计

图2中，DRh，DR1，DR2，DR3，DR4，DR5和DR1是分别对应不同输入信号的功率电平值，Dh和D1对应ADC器件最佳工作范围的最大和最小功率电平值。

3 设计与实现
图3所示是一种应用于数字中频接收机的大动态范围实时数控AGC电路的原理框图。

射频信号经前端混频处理后可输出21．4 MHz的模拟中频信号，该中频信号的功率电平范围为-80 dBm～20 dBm。经过预选滤波器，该中频信号将分别被送入到抗混叠滤波电路和信号幅度提取电路。设计中，在对信号进行幅度提取前，应先对信号进行不同增益的放大，增益分别为0 dB和40 dB，经放大后的信号可送入峰值包络检波器中得到幅度值，从而完成信号幅度的提取。之后，可用分辨率比较低的ADC器件对幅度值进行量化，当输入信号比较大时，可根据0dB通道的量化值得到档位信息；而当输入信号比较小时，则可根据40 dB通道的量化值得到档位信息。因此，根据不同增益通道的量化值来判断档位信息的方法极大地丰富了档位信息，进而精确地实现数控增益放大／衰减。
设计可选用AD公司推出的线性数控增益放大／衰减芯片AD8369，并采用两片数控芯片级联的方式对输入信号进行实时放大／衰减，共可得到90 dB的增益调节范围。逻辑规则产生模块可同时控制两片数控增益放大／衰减芯片，以使增益平均分配在两级数控增益放大／衰减芯片上，从而实现增益的粗调和细调。设计时可选用AD公司的14位ADC器件ADS6145来对模拟信号进行量化。
由于ADS6145转换时的参考电压为1 V，故应将该输入信号幅度值尽可能的放大／衰减到略小于1 Vpp。本设计中的具体操作是将每一档位中的最大输入信号功率放大／衰减到12 dBm，这样可以保证ADC工作在最佳状态，以使输出有效位最大。根据以上设计原则，便可以得到具体的分档信息及表1所列的对应放大／衰减量表。

4 结束语
本文采用前馈式电路结构，并利用抗混叠电路的延迟特性实现了对输入信号的实时放大／衰减。同时利用FPGA器件良好的数字特性实现了数控AGC的设计，从而实现了对信号的实时数字增益补偿，有效减少了电路体积。同时，采用两级数控增益放大／衰减器级联和根据两路不同增益通道提取的幅度值来判断档位信息，也提高了实时数控AGC电路的动态范围和整个系统的精度。实验结果表明，该电路能够实现实时AGC的电路功能，并有效扩展了动态范围。