專利名稱：零中頻接收機的自動增益控制電路的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于無線射頻收發(fā)系統(tǒng)的技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種零中頻接收機的自動增 益控制電路。
背景技術(shù)：
無線射頻收發(fā)系統(tǒng)中，由于發(fā)射機發(fā)射的信號功率不同、信號傳播過程中路徑損 耗不同、發(fā)射機和接收機之間距離的變化、接收機環(huán)境的變化以及其他頻段信號的干擾等 因素的影響，使得作用在接收機輸入端的信號強度有很大變化和起伏。但是，接收機的終端 設(shè)備一般只能處理幅度變化不大的信號，信號過強過弱或忽大忽小都會使終端設(shè)備失效。 接收機輸出信號的幅度取決于作用在接收機輸入端的信號強度和接收機的增益，因此，就 要求接收機的增益必須可調(diào)整，當(dāng)作用于接收機輸入端的信號強弱不同時，保證接收機輸 出信號幅度的平穩(wěn)性。自動增益控制(AGC，Automatic Gain Control)技術(shù)是通過檢測接收信號功率的 大小來自動調(diào)整電路中放大器的增益以實現(xiàn)接收機輸出信號的幅度保持不變或者只在很 小范圍內(nèi)變化。如果檢測到接收信號功率太小，則通過自動增益控制電路將放大器增益調(diào) 高；如果檢測到接收信號太大，則通過自動增益控制電路將放大器增益調(diào)低。零中頻接收機中，現(xiàn)有的自動增益控制電路的方案是把接收機的基帶信號或直接 送入或通過衰減網(wǎng)絡(luò)后再送入自動增益控制電路的檢測器進(jìn)行判決。與判決門限相對應(yīng)的 是自動增益控制電路的起控電平，如果接收機的靈敏度很高，起控電平通常遠(yuǎn)高于靈敏度， 當(dāng)接收機接收到的信號處于靈敏度以上起控電平以下時，自動增益控制電路不能有效作 用，導(dǎo)致輸出信號的電平變化較大，不利于數(shù)字部分的信號處理。因此現(xiàn)有的自動增益控制 電路在接收機高靈敏度要求情況下效果不好。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是為了克服現(xiàn)有的自動增益控制電路在接收機高靈敏度要求情況 下效果不好的不足，提供了一種零中頻接收機的自動增益控制電路。為了實現(xiàn)上述目的，提供了一種零中頻接收機的自動增益控制電路，包括至少一 個用于輸入射頻信號并將射頻信號分為正交信號和同向信號的射頻可變增益放大器、至少 一個輸入本地振蕩信號的分相器、處理正交信號的第二路電路和處理同向信號的第一路電 路，所述第二路電路和第一電路并行，每路電路均包括依次串連的一個混頻器、一個基帶可 變增益放大器、一個LC低通濾波器和一個用于輸出基帶信號的基帶固定增益放大器，所述 射頻可變增益放大器分別同時和兩路電路的混頻器連接，所述分相器分別同時和兩路電路 的混頻器連接，其特征在于，第二路電路和第一路電路還分別包括一個運算放大器、一個第 二 LC低通濾波器、一個檢測器依次串連組成的檢測信號電路，所述檢測信號電路的輸入端 分別連接在兩路電路的LC低通濾波器和基帶固定增益放大器之間，所述檢測信號電路的 輸出端分別同時連接在增益控制接口上，所述增益控制接口分別同時和射頻可變增益放大器和兩路電路的基帶可變增益放大器連接用以實現(xiàn)對其進(jìn)行增益控制。本發(fā)明的原理是接收機接收到射頻信號后，將射頻信號放大濾波后經(jīng)過本發(fā)明 的射頻可變增益放大器處理后被分為正交信號和同向信號，同向信號和正交信號同時分別 被送入第一路電路和第二路電路，同時將本地振蕩信號經(jīng)過分相器處理后分為兩路本地振 蕩信號與第一路電路和第二路電路的混頻器進(jìn)行下變頻處理，檢測電路從LC低通濾波器 的輸出端提取信號作為檢測信號并對其處理后送入增益控制接口從而實現(xiàn)對射頻可變增 益放大器和兩路電路的基帶可變增益放大器的增益控制。 本發(fā)明的有益效果是檢測電路的運算放大器用來調(diào)節(jié)對檢測信號進(jìn)行低頻放大 的放大倍數(shù)；檢測信號放大后，本發(fā)明的電路的起控點電平下降，使得小信號時更易起控， 擴(kuò)展了系統(tǒng)自動增益控制的控制范圍。同時，本發(fā)明的電路接收大信號時系統(tǒng)增益會下降 更多，使得接收機末端放大器工作在小信號狀態(tài)下，擴(kuò)展了系統(tǒng)的線性放大范圍，減少了諧 波、三階交調(diào)等非線性失真，實現(xiàn)了輸出信號恒定或在較小范圍內(nèi)波動。因此，克服了現(xiàn)有 的自動增益控制電路在接收機高靈敏度要求情況下效果不好的不足。另一方面，第二 LC低 通濾波器8的加入，在降低本發(fā)明的自動增益控制起控點電平的同時，也加強了接收機的 帶外抑制能力，提高了系統(tǒng)的抗干擾能力。


圖1是本發(fā)明的電路原理圖。圖2是本發(fā)明實施例的具體電路圖。附圖標(biāo)記說明射頻可變增益放大器1、分相器2、混頻器3、基帶可變增益放大器 4、LC低通濾波器5、基帶固定增益放大器6、運算放大器7、第二 LC低通濾波器8、檢測器9、 增益控制接口 10，RFIN、RFIP是射頻信號輸入端，L0IN、L0IP是本振信號輸入端，IOPP,IOPN 是I路信號輸出端，QOPP、QOPN是Q路信號輸出端，+Vcc是外接電源，VREF是內(nèi)部參考電壓。
具體實施例方式下面，結(jié)合附圖和具體實施例對本發(fā)明做進(jìn)一步的說明。如圖1和圖2所示，一種零中頻接收機的自動增益控制電路，包括一個用于輸入射 頻信號(射頻信號分為RFIN和RFIP兩路輸入)并將射頻信號分為和同向信號正交信號的 射頻可變增益放大器1、輸入本地振蕩信號(本地振蕩信號分為LOIN和LOIP兩路輸入)的 分相器2、處理正交信號的第二路電路和處理同向信號的第一路電路，所述第二路電路和第 一路電路并行，每路電路均包括依次串連的一個混頻器3、一個基帶可變增益放大器4、一 個LC低通濾波器5和一個用于輸出基帶信號(基帶信號分為IOPP和IOPN兩路輸出)的 基帶固定增益放大器6，VREF為基帶固定增益放大器6的參考電壓，所述射頻可變增益放大 器1分別同時和兩路電路的混頻器3連接，所述分相器2分別同時和兩路電路的混頻器3 連接，第二路電路和第一路電路還分別包括一個運算放大器7、一個第二 LC低通濾波器8、 一個檢測器9依次串連組成的檢測信號電路，所述檢測信號電路的輸入端分別連接在兩路 電路的LC低通濾波器5和基帶固定增益放大器6之間，所述檢測信號電路的輸出端分別同 時連接在增益控制接口 10上，所述增益控制接口 10分別同時和射頻可變增益放大器1和兩路電路的基帶可變增益放大器4連接用以實現(xiàn)對其進(jìn)行增益控制上述射頻可變增益放大器1和分相器2可根據(jù)需要設(shè)置不同的數(shù)量，本實施例中 設(shè)置為一個，也可以根據(jù)需要設(shè)置成其它任意數(shù)量。上述LC低通濾波器5階數(shù)為七階，用于對基帶可變增益放大器4輸出的信號進(jìn)行 濾波。上述基帶固定增益放大器6具有正輸入端和負(fù)輸入端兩個輸入端口，負(fù)輸入端與 內(nèi)部參考電壓VREF連接，正輸入端和LC低通濾波器5連接，兩個Q路信號輸出端口是QOPP 禾口 QOPN。上述運算放大器7，用于對LC低通濾波器5濾波后的信號進(jìn)行放大，通過其外圍電 阻元件可調(diào)節(jié)對檢測信號的放大倍數(shù)，同時補償了 LC低通濾波器5對檢測信號的衰減。運 算放大器7具有正輸入端和負(fù)輸入端兩個端口，負(fù)輸入端與LC低通濾波器5連接，正輸入 端和電源+Vcc連接。上述第二 LC低通濾波器8，用于對運算放大器7放大后的信號進(jìn)行濾波后送入檢 測器9進(jìn)行檢測，LC低通濾波器5和第二 LC低通濾波器6均能有效提高接收機的抗干擾 能力。圖2所示為本發(fā)明的具體實施例的詳細(xì)電路圖射頻可變增益放大器1、分相器2、 混頻器3、基帶可變增益放大器4、基帶固定增益放大器6、檢測器9和增益控制接口 10均集 成在芯片AD8347中，運算放大器7集成在芯片AD8062中。芯片AD8347中，本地振蕩信號從其第1管腳、第28管腳輸入，C7、C8和R4是其外 圍電容和電阻元件；射頻信號從第10管腳、第11管腳輸入，C12、C13和R8是其外圍電容和 電阻元件；I路基帶輸出信號從其第3管腳、第4管腳輸出，Q路輸出信號從其第25管腳、第 26管腳輸出?；祛l輸出有I、Q兩路信號，檢測器有VDT1、VDT2兩個，我們以I路為例來具 體說明。主信號通道為從芯片AD8347的第8管腳IXMO即I路基帶混頻輸出管腳輸出的 信號經(jīng)過七階LC低通濾波器5，送入AD8347的第6管腳IAIN即基帶放大輸入管腳。檢測信號通道為從芯片AD8347的第8管腳IXMO即I路基帶混頻輸出管腳輸出 的信號經(jīng)過七階LC低通濾波器5，隔直后送入運算放大器7進(jìn)行放大，信號從芯片AD8062 的第2管腳-mi輸入，從第1管腳Voutl輸出，經(jīng)一第二 LC低通濾波器8并隔直后送入 AD8347的18管腳VDT2即檢測器9進(jìn)行檢測，Rll是其外圍電阻元件。其中的LC低通濾波器5由電感1^6、1^7、1^8和電容022、023、024、025、026、027構(gòu) 成，R26、R27、R7是其端口電阻，隔直電容是C57。芯片AD8062對檢測信號的放大倍數(shù)取決 于電阻R35、R34的比值，具體為R35/R34。第二 LC低通濾波器8由電感L13和電容C58、 C59構(gòu)成，隔直電容是C60。同理，Q路中的LC低通濾波器5由電感L9、L10、Lll和電容C28、C29、C30、C31、 C32、C33構(gòu)成，R28、R29、R13是其端口電阻，隔直電容是C53。芯片AD8062對Q路檢測信號 的放大倍數(shù)取決于電阻R33、R32的比值，具體為R33/R32。Q路中的第二 LC低通濾波器8 由電感L12和電容C54、C55構(gòu)成，隔直電容是C56。芯片AD8347的第20管腳VDTl是Q路 的檢測器9，電阻R9是其外圍電阻元件。芯片AD8347的第14管腳是內(nèi)部參考電壓管腳，如基帶固定增益放大器6的負(fù)輸入端在芯片內(nèi)部與該管腳連接，電容C14、C46、C47是其去耦電容。I、Q兩路檢測器9輸出 的檢測信號在第19管腳處合為一路檢測信號送入控制接口 10，第17管腳是增益控制接口 10的入口，電容C17是第17管腳、第19管腳處的去耦電容。芯片AD8062的第3管腳和第5管腳是偏置管腳，Vcc是外接電源，極性電容C48和 電容C49是去耦電容，電阻R30、R31是偏置電阻，電容C50是去耦電容。第4管腳接地，第 8管腳是電源管腳，接外接電源Vcc，極性電容C51和電容C52是去耦電容。為了進(jìn)一步的說明本發(fā)明的效果，還對使用本發(fā)明提供的零中頻接收機的自動增 益控制電路的零中頻接收機和使用現(xiàn)有的自動增益控制電路(把接收機的基帶信號直接 送入自動增益控制電路的檢測器進(jìn)行判決)的零中頻接收機進(jìn)行了測試。零中頻接收機在信道帶寬10MHz，信噪比IOdB的情況下獲得的靈敏度為-IOldBm, 接收機所能承受的最大信號為_20dBm，采用現(xiàn)有的自動增益控制電路時，自動增益控制電 路在-89dBm—20dBm的作用范圍內(nèi)獲得-3dBm_ldBm的輸出值；在_35dBm的大信號輸入 情況下，三階交調(diào)抑制為30dB。當(dāng)采用本發(fā)明的自動增益控制電路時，自動增益控制電路 在-95dBm-20dBm的作用范圍內(nèi)獲得-3dBm-ldBm的輸出值，自動增益控制電路的作用范圍 比原來增加了 6dB ；在-35dBm的大信號輸入情況下，三階交調(diào)抑制為40dB，比原來提高了 10dB。 本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員將會意識到，這里所述的實施例是為了幫助讀者理解本發(fā) 明的原理，應(yīng)被理解為本發(fā)明的保護(hù)范圍并不局限于這樣的特別陳述和實施例。本領(lǐng)域的 普通技術(shù)人員可以根據(jù)本發(fā)明公開的這些技術(shù)啟示做出各種不脫離本發(fā)明實質(zhì)的其它各 種具體變形和組合，這些變形和組合仍然在本發(fā)明的保護(hù)范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
零中頻接收機的自動增益控制電路，包括至少一個用于輸入射頻信號并將射頻信號分為正交信號和同向信號的射頻可變增益放大器、至少一個輸入本地振蕩信號的分相器、處理正交信號的第二路電路和處理同向信號的第一路電路，所述第二路電路和第一電路并行，每路電路均包括依次串連的一個混頻器、一個基帶可變增益放大器、一個LC低通濾波器和一個用于輸出基帶信號的基帶固定增益放大器，所述射頻可變增益放大器分別同時和兩路電路的混頻器連接，所述分相器分別同時和兩路電路的混頻器連接，其特征在于，第二路電路和第一路電路還分別包括一個運算放大器、一個第二LC低通濾波器、一個檢測器依次串連組成的檢測信號電路，所述檢測信號電路的輸入端分別連接在兩路電路的LC低通濾波器和基帶固定增益放大器之間，所述檢測信號電路的輸出端分別同時連接在增益控制接口上，所述增益控制接口分別同時和射頻可變增益放大器和兩路電路的基帶可變增益放大器連接用以實現(xiàn)對其進(jìn)行增益控制。
全文摘要
本發(fā)明涉及零中頻接收機的自動增益控制電路，包括至少一個用于輸入射頻信號并將射頻信號分為正交信號和同向信號的射頻可變增益放大器、至少一個輸入本地振蕩信號的分相器、處理正交信號的第二路電路和處理同向信號的第一路電路，所述第二路電路和第一電路并行，每路電路均包括依次串連的一個混頻器、一個基帶可變增益放大器、一個LC低通濾波器和一個用于輸出基帶信號的基帶固定增益放大器，所述射頻可變增益放大器分別同時和兩路電路的混頻器連接，所述分相器分別同時和兩路電路的混頻器連接。本發(fā)明的有益效果是克服了現(xiàn)有的自動增益控制電路在接收機高靈敏度要求情況下效果不好的不足。
文檔編號H04B1/30GK101969314SQ201010558678
公開日2011年2月9日 申請日期2010年11月25日 優(yōu)先權(quán)日2010年11月25日
發(fā)明者何韜, 劉亞姣, 劉曉暉, 李向陽, 王軍旗, 鄒顯炳 申請人:電子科技大學(xué)