MATLAB数字AGC的FPGA实现+文献综述(2)
AGC的电路一方面不仅可以补偿慢衰落，即一般的路径损耗、阴影效应引起的接收信号电平缓慢变化可以由模拟AGC来减小。而且可以对快衰落进行跟踪以补偿部分的快衰落，保证ADC的接入信号幅度满足其正常工作的条件，减小ADC的输出信噪比。另一方面可以确保收信机工作在合适的状态。若接收到的信号幅度过小，则噪声有可能会把信号淹没。若接收到的信号幅度过大，则电路可能因为过载而不能正常工作。所以AGC的存在有效地保证了信号的幅值文持在一个合适的动态范围。
本文首先介绍了模拟AGC基本原理，在此基础上又阐述几种数字AGC（包括前馈式、反馈式、前馈+反馈式）的基本原理, 接着介绍数字接收机的反馈式数字AGC环路的理论推导以及设计方案, 并给出用MATLAB中的simulink仿真的结果，进一步验证了理论推导的正确性与设计方案的可行性。
2 几种AGC电路的基本原理
2.1 模拟AGC算法基本原理
在模拟接收机系统中，一般通过受控放大器或受控衰减器（VGA）来实现自动增益控制。在模拟无线通信系统接收机的AGC电路中, 比较常见的是闭环延迟式自动增益控制[3]。如图2.1所示的自动增益控制电路由误差比较器、检波器、滤波器、直流放大器和受控增益放大器几部分组成。在此负反馈AGC电路中，输出信号经具有平方率特性的器件检波后，与参考电平E进行比较，得出差值，并将此差值信号进一步处理，经过检波、滤波、直流放大之后反馈到可变增益放大器，作为VGA的控制信号，不断调整VGA的增大或衰弱的系数，从而使输出信号稳定在合适的范围之内。而这在数字系统中尤为重要，它使输入信号在进行模数变换之前幅度大小满足A/D转换器的输入条件。
需要说明的是，图2.1中各点信号的量纲可能各异。就拿误差检测器来说，需要比较的量可能是输出信号与参考信号的相位，也可能是两者的电压幅度，亦可能是比较其功率。由于可控增益放大器或者衰减器在实际应用中大多采用压控实现，所以必须将控制信号转化成为电压信号。根据实际应用中不同的要求，根据对参照信号的不同要求，可以将以上模拟AGC系统分为两种。第一种是参照信号始终保持不变，即要求系统输出保持在一个恒定的电平上。第二种是参照信号不断变化，系统输出也要随参照信号不断发生变化。
这种电路结构相比纯数字AGC电路具有更高的控制精度，但其主要缺点是模拟器件的物理参数不易调整，一旦模拟AGC电路确定，则其工作范围很难调整，可移植性很差。同时模拟电路的调试也相对困难，成本较高。
图2.1 模拟AGC原理框图
随着数字处理技术的不断发展与应用，将以上方法做些改进，其原理框图如图2.2所示，从图中可以看出，该改进主要是将原来模拟的运算放大器改为数控运放，并将其置于A/D转换器之前。控制信号从ADC后的数字端引出，并进行数字处理，在ADC之前实现自动增益控制[4]。
由于应用DSP技术能够在软件平台上编码实现AGC的一些功能，因而当需要改变AGC电路的一些参数时，仅需要通过改变编码来实现。所以改进后的电路主要优点是，易于实现电路参数的调整与电路的调试，降低了成本；同时可以通过改变抽样率实现不同
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