衛(wèi)星導(dǎo)航接收機數(shù)控AGC算法研究與電路設(shè)計.pdf

1、近些年來，衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的應(yīng)用越來越廣泛，而用戶對終端接收設(shè)備的要求也越來越高。導(dǎo)航接收機在接收衛(wèi)星信號時，由于外界噪聲干擾及內(nèi)部通道環(huán)境的影響，信號幅值會有所起伏，這將極大影響接收機處理信息的準(zhǔn)確度。因此，接收機中需要一個可以根據(jù)參照來自動控制信號大小的模塊，這便是自動增益控制（AGC）系統(tǒng)。
　　本論文主要對衛(wèi)星導(dǎo)航接收機射頻前端芯片中的自動增益控制（AGC）環(huán)路進(jìn)行了研究。論文所研究的環(huán)路系統(tǒng)采用數(shù)字控制的方式，分別由模數(shù)轉(zhuǎn)換

2、器（ADC）、可編程增益放大器（PGA）及AGC算法模塊組成，結(jié)構(gòu)為閉環(huán)形式。由于到達(dá)地面的衛(wèi)星信號強度低于環(huán)境熱噪聲，因此AGC環(huán)路接收的信號實質(zhì)上具有高斯白噪聲特性，而本文的研究也建立在該特性之上。
　　本文在Lloyd-Max算法基礎(chǔ)上設(shè)計了一款4bit非均勻量化ADC模型，與同位均勻量化ADC相比，該模型在理論上將小信號區(qū)域的量化信噪比提高了3dB。對于信號檢測方式為幅值統(tǒng)計并將估計范圍設(shè)在小信號區(qū)域的AGC算法來說，搭配

3、該ADC工作將有效提高其算法調(diào)整的準(zhǔn)確度。
　　針對傳統(tǒng)數(shù)控AGC算法調(diào)整速度過慢及穩(wěn)定性較低的弊端，本文提出了一種基于幅值統(tǒng)計的快速增益控制調(diào)整算法。該算法可以在兩步內(nèi)完成增益調(diào)整，在極大提升調(diào)整速度的同時能很好應(yīng)對調(diào)整中途或調(diào)整完畢后信號的突變。與傳統(tǒng)算法相比，該算法的電路面積較小且環(huán)路穩(wěn)定性較高。在62MHz的工作時鐘頻率下，該算法的調(diào)整穩(wěn)定時間為16μs~32μs。
　　基于幅值統(tǒng)計的快速增益控制算法可良好搭配多位A

4、DC進(jìn)行工作，但在搭配2bitADC時，則會因ADC量化電平幅值精度較低而難以準(zhǔn)確使用。鑒于此，本文又提出了一種基于比例統(tǒng)計的快速調(diào)整算法。除了調(diào)整步數(shù)增加一步之外，該算法具有與基于幅值統(tǒng)計的快速調(diào)整算法同樣的優(yōu)點。重要的是，該算法可同時搭配多位ADC與2bitADC工作，且無需補償ADC截斷誤差。在62MHz工作時鐘下，該算法的調(diào)整穩(wěn)定時間為32μs~48μs。
　　另外，本文所采用的PGA結(jié)構(gòu)具有（-10dB，52dB）的增益