[发明专利]射频自动增益控制放大器

说明书

发明内容

本发明属于射频通信技术领域，涉及一种射频自动增益控制调节电路模式，尤其涉及射频自动增益控制放大器，它采用不同于传统的增益调节模式，它适用于接收大动态范围信号的射频接收机。

背景技术

近年来随着信息技术领域新技术的不断出现和工艺的不断进步，各种接收机系统的输入信号变化范围相比与原来都有很大变化，同时不同射频信号同时工作时，信号之间的干扰也越来越严重，对于弱输入，大干扰的应用场合需要接收机能提供大的输入范围和动态范围。

众所周知，不同射频信号同时工作时，来自其他系统的干扰信号不可避免，而现有的传统的接收机系统的射频前端电路一般为固定增益模式，对于这种有大干扰输入的情况，容易饱和射频信号前端，而芯片内部为了避免干扰都是在中频部分采用自动增益控制电路，这种电路不能满足大的动态范围的要求，尤其不能适应多系统工作时强干扰弱信号输入环境，这种增益放大器结构上和功能上的局限性，已成为限制其应用的重大缺陷。

传统的可控增益放大器的构成包括控制电路，放大器主电路，检测电路以及参考输入电路。由于在现有技术中，通常是在中频控制增益，这样当射频信号输入过大时，由于在射频端首先出现电路由于饱和而影响信噪比，当信号经过滤波器滤波后，信号的失真减少了，这时中频放大器又将信号幅度控制到要求范围，可是这种控制方式是在信号已经失真的基础上完成的，所以实际的信号信噪比已经降低了，不能满足设计要求。对于传统技术而言，这种在中频端反馈控制中频放大器的技术一般应用是在于信号的变化强度比较小，再一个信号的强度特别的小的条件下来实现的。

现有技术可控增益放大器存在诸多缺点：第一，传统的控制方式采用控制中频可调增益放大器的方案只能适合于输入信号动态范围较小的情况，不适合于有大动态范围输入条件应用。第二，传统的设计，没有考虑射频增益可以调节，实际问题就是当输入信号很大时，容易将射频部分饱和，光依靠中频控制不能满足现有设计要求。第三，传统的控制方法主要是基于降低系统的噪声系数要求设定前端增益为固定大小，然而实际的系统可以由于输入比较大，对系统前端的噪声系数要求没有那么高，当输入信号比较大时，对系统的线性度要求很高，然而固定射频前端不能满足高线性度要求，固定增益反而会使射频接收机系统的信噪比恶化，最终影响系统性能。传统结构存在不能处理由于输入信号过大导致射频放大器饱和的问题，以及不能最大限度利用硬件资源，在射频前端就对信号进行处理，过小的信号就放大，同时前端提供低的噪声，过大的信号就减少，同时提高系统的线性度，这样减少了电路开销和功耗，提高系统的性能，以及射频接收机的灵敏度。

如果有一种射频自动增益控制放大器可灵活根据输入大小改变射频增益，不仅使得整个射频前端的灵活性大大提高，而且更好适应信息技术领域新技术不断增长的市场需求。

发明内容

本发明的目的是为解决现有技术传统的射频接收机前端构成的以上问题，提供一种可射频自动增益控制放大器，可用于高动态的射频接收机以及其他需要处理信号范围变化大的的接收机中。它除具备传统接收机的可调增益放大器的功能，还具有射频可调增益放大器和可调增益的低噪声放大器的功能，可以更好的减少硬件和系统功率开销，提高系统信噪比，优化系统设计。传统的模拟AGC的控制电路原理框图如图1所示，模拟AGC由若干级增益放大级级联构成的可调增益放大器101，峰值检测器102，对数放大器103，低通滤波器104以及相关器105组成。峰值检测器102用于检测增益放大器101输出信号的峰值，送对数放大器103将信号作对数放大，并在相关器105将103放大后的峰值信号与输入的参考电压V_ref进行比较，输出控制信号进过低通滤波器104滤波，把控制信号加到可调增益放大器101，控制增益放大器101的增益。在整个射频接收系统中，AGC位于复数中频滤波器与ADC之间，它根据接收到的中频信号强度，进行不同增益级别的放大，使输出信号的强度稳定在一定的电平上，从而给后续ADC电路一个相对固定的输入电压，这样能让ADC以较低的分辨率达到较好的性能和较大的信噪比。

传统的数字PGA控制方式原理框图如图2所示，射频前端芯片的PGA(可程控增益放大器)21由多级级联的VGA(可调增益放大器)201，模数转换器202和数模转换器203构成，数字基带芯片22由数字比较器204，DSP数字信号处理模块205和累加器206组成。PGA的放大信号输出送给数字基带模块，数字基带模块的输出反馈信号经数模转换器203控制VGA的放大增益，从而提供PGA的放大量。