一种快速响应的自动增益控制电路的制作方法

allin2025-12-03  23


本技术属于射频电路,特别涉及无线通信射频信号自动增益调整领域。


背景技术:

1、自动增益控制电路,简称agc电路,a即auto(自动),g即gain(增益),c即control(控制)。agc是输出限幅装置的一种,是利用线性放大和压缩放大的有效组合对输出信号进行调整,在输入信号幅度变化较大时,能使输出信号幅度稳定不变或限制在一个很小范围内变化,使得接收机不至于因为输入信号太大而发生饱和或堵塞。主要应用在无线通信领域,当通信设备距离很近时,可以使射频信号输出幅度保持稳定不变或在一个适合的范围内变化。因某些特殊应用领域,对电路尺寸要求小,agc响应时间要求快,因此需要设计简单,电路尺寸小,响应时间快的电路。

2、现有agc电路主要有前馈式、反馈式、数字式agc电路,但是现有前馈式agc电路响应时间长,反馈式agc电路的稳定性不高,数字式agc电路agc稳定时间长,电路尺寸大,复杂度较高。

3、现有方案举例说明:

4、1、《大动态高速响应数字agc功能电路的实现》,作者原庆,这篇论文采用mcu+adc+对数检波器+数控衰减器的方法,实现该agc电路动态范围62db,响应时间22.6us。可以看出该数字agc响应时间长,并且使用mcu+adc+检波器+数控衰减器的方式,pcb尺寸大。

5、2、《一种tdd通信的快速agc电路的研究与设计》,作者夏文娟,论文采用两种设计方案,第一种采用vga+检波器+比较器的反馈式电路,该方案设计简单,但最终稳定时间3.8us,响应时间长。另一种方案采用单片agc芯片,该芯片集成可变增益放大器、检波器、环路滤波器、比较器,但因为该芯片使用频段较窄,使设计受限,并且最终测试响应时间1.48us。

6、可以看出,现有技术具有以下缺点:

7、1、现有前馈式agc电路响应时间长,恢复时间大于等于1us。

8、2、现有反馈式agc电路的稳定性不高。

9、3、现有数字agc方案,多数采用使用mcu+adc/dac+检波器+数控衰减器的方式,稳定时间长,电路尺寸大,设计复杂度较高,无法在某些特殊领域应用。


技术实现思路

1、有鉴于此,本实用新型提供一种快速响应的自动增益控制电路,克服了以上现有技术的缺点,简化了电路设计,减小了agc电路的尺寸,缩短了agc恢复时间,使之不大于1us。

2、一种快速响应的自动增益控制电路,包括滤波器、功分器、检波器、运放、衰减器和放大器;采用前馈式agc电路,滤波器用于滤除输入射频信号的带外干扰信号;功分器用于将滤波后的射频信号分为两路,一路信号输入检波器,检波器识别该路射频信号的变化,输出模拟电压给到运放,运放将放大后的模拟电压输出至衰减器的控制端,用于控制衰减器;另一路信号输出至衰减器;衰减器的输出信号经放大器放大,调整输出信号幅度;检波器由检波器主控芯片及外围电路组成,检波器主控芯片采用型号为adl5513的对数检波芯片;衰减器由衰减器主控芯片及外围电路组成,衰减器主控芯片的型号为max19790。

3、所述检波器的组成结构如下,功分器的一路输出信号串联电阻r40后,串联电容c40,再串联电容c41连接至检波器主控芯片u12的inhi脚,其中,功分器的一路输出信号和r40之间通过电阻r43接地,r40和c40之间通过电阻r44接地,c40和c41之间通过电阻r45接地;u12的vout引脚串联电阻r39后连接至运放u13的ina+引脚;u12的第1引脚vpos通过电阻r34连接5v电源,并联电容c38和c39接地;u12的第4引脚vpos通过电阻r51连接5v电源,并联电容c43和c46接地;u12的inlo引脚通过电容c42接地;u12的clpf通过电容c37接地;u12的vset引脚通过电阻r41接u12的vout引脚、通过电阻r42接地;u12的tadj引脚通过电阻r47后,再分别通过,电阻r48接5v电源、电阻r49接地;u12的所有nc引脚均接地,u12的pad引脚接地。

4、所述衰减器的组成结构如下,u8的in_a引脚经过电容c30连接功分器的输出,u8的ctrl引脚经过电阻r33连接模拟控制电压输入,即接收经过运放放大后的基带信号,ctrl引脚通过电容c36和电容c35并联接地;u8的out_b引脚作为衰减器的输出,u8的out_a引脚通过电容c24连接自身in_b引脚;u8的第5脚vcc通过电阻r25接5v电源,5v电源与地之间连接电容c27;u8的第13脚vcc通过电阻r32接5v电源,通过电容c31和电容c32并联接地;u8的第32脚vcc通过电阻r23接5v电源,5v电源与地之间连接电容c23;u8的剩余引脚均接地。

5、检波器主控芯片可以替换为满足快速响应时间要求的芯片,包括ad8362。

6、衰减器主控芯片可以替换为满足较大的衰减控制范围,以及快速衰减控制时间要求的芯片,包括max19794。

7、有益效果

8、1、本实用新型采用前馈式模拟agc电路,电路结构简单,pcb尺寸小。

9、2、agc稳定时间短,本实用新型agc恢复时间为700ns。

10、3、本实用新型采用的检波器、衰减器、运放均为被动模拟电子元器件,相对于数字主动元器件,有设计简单,稳定性好的优点。



技术特征:

1.一种快速响应的自动增益控制电路,包括滤波器、功分器、检波器、运放、衰减器和放大器;采用前馈式agc电路,滤波器用于滤除输入射频信号的带外干扰信号;功分器用于将滤波后的射频信号分为两路,一路信号输入检波器,检波器识别该路信号的变化,输出模拟电压给到运放,运放将放大后的模拟电压输出至衰减器的控制端,用于控制衰减器;另一路信号输出至衰减器;衰减器的输出信号经放大器放大,调整输出信号幅度;其特征在于:检波器由检波器主控芯片及外围电路组成,检波器主控芯片采用型号为adl5513的对数检波芯片;衰减器由衰减器主控芯片及外围电路组成,衰减器主控芯片的型号为max19790。

2.根据权利要求1所述的一种快速响应的自动增益控制电路,其特征在于:所述检波器的组成结构如下,功分器的一路输出信号串联电阻r40后,串联电容c40,再串联电容c41连接至检波器主控芯片u12的inhi脚,其中,功分器的一路输出信号和r40之间通过电阻r43接地,r40和c40之间通过电阻r44接地,c40和c41之间通过电阻r45接地;u12的vout引脚串联电阻r39后连接至运放u13的ina+引脚;u12的第1引脚vpos通过电阻r34连接5v电源,并联电容c38和c39接地;u12的第4引脚vpos通过电阻r51连接5v电源,并联电容c43和c46接地;u12的inlo引脚通过电容c42接地;u12的clpf通过电容c37接地;u12的vset引脚通过电阻r41接u12的vout引脚、通过电阻r42接地;u12的tadj引脚通过电阻r47后,再分别通过,电阻r48接5v电源、电阻r49接地;u12的所有nc引脚均接地,u12的pad引脚接地。

3.根据权利要求1或2所述的一种快速响应的自动增益控制电路,其特征在于:所述衰减器的组成结构如下,u8的in_a引脚经过电容c30连接功分器的输出,u8的ctrl引脚经过电阻r33连接模拟控制电压输入,即接收经过运放放大后的基带信号,ctrl引脚通过电容c36和电容c35并联接地;u8的out_b引脚作为衰减器的输出,u8的out_a引脚通过电容c24连接自身in_b引脚;u8的第5脚vcc通过电阻r25接5v电源,5v电源与地之间连接电容c27;u8的第13脚vcc通过电阻r32接5v电源,通过电容c31和电容c32并联接地;u8的第32脚vcc通过电阻r23接5v电源,5v电源与地之间连接电容c23;u8的剩余引脚均接地。

4.根据权利要求1所述的一种快速响应的自动增益控制电路,其特征在于:检波器主控芯片可以替换为满足快速响应时间要求的芯片,包括ad8362。

5.根据权利要求1所述的一种快速响应的自动增益控制电路,其特征在于:衰减器主控芯片可以替换为满足衰减控制范围,以及快速衰减控制时间要求的芯片,包括max19794。


技术总结
本技术提供一种快速响应的自动增益控制电路。具体采用前馈式AGC电路,包括滤波器、功分器、检波器、运放、衰减器和放大器;其中,射频信号输入后,进入滤波器,滤除带外干扰信号;再通过功分器,将射频信号分别同时送到检波器和衰减器;射频信号进入检波器后,检波器识别射频信号的变化,提取基带信号,输出给运放;运放将经过检波器后的信号的电压进行放大,输出控制衰减器;衰减器接收功分器的信号和运放的控制信号,调节输出信号的强度,输出给放大器;放大器将信号幅度放大并输出。本技术简化了电路设计,减小了AGC电路的尺寸,缩短了AGC恢复时间,使之不大于1us,克服了现有技术的缺点。

技术研发人员:赵薇
受保护的技术使用者:北京航天科工世纪卫星科技有限公司
技术研发日:20231130
技术公布日:2024/10/31
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