全数字跟踪接收机的设计与实现
2．4 数字AGC设计
为保证中频接收机中ADC的动态范围和精度，要求AGC的动态范围大，即从可变增益放大器的输出中提取幅度并反馈控制其增益，使输出信号电平基本保持恒定且不溢出。可控增益范围和时间常数是AGC的两个重要指标。由于低轨卫星的发展和天线的单脉冲跟踪体质要求跟踪接收机的动态范围要在70 dB以上，模拟AGC很难达到如此高的要求。本文中要求跟踪接收机采用两级AGC，动态范围在100 dB以上，时间常数在100 ms一下可调。设计如图3所示。本文引用地址：http://www.eepw.com.cn/article/189498.htm
图3是一种数字AGC的方框图，它采用了模拟和数字增益两级AGC控制。接收到的中频信号经电压控制的可控放大器放大进入A／D采样，采样后输入数字信号处理器，经过AGC1系统产生中频放大器控制电压，AGC1的作用是使输入信号的峰一峰值限制在ADC的最大允许电压之内，防止输入采样的ADC溢出。数字放大器的增益由软件AGC2控制，使输出的信号电平恒定。
设AGC1的阈值电压设为E，信号输入值设为x(n)·k(n)|>E时，放大倍数Gg偏大，需减小放大倍数，当|x(n)|E时，放大倍数Gn偏小，需增大放大倍数。如果|x(n)|>E时，则Gn增益在上升时间内应该下降，即降低增益应：△G=20(log|x(n)|-logE)dB因此每一个样点增益应下降20(log|x(n)|-logE)／N，其中N与AGC的时间常数有关，N=上升时间(或释放时间)×抽样频率。假设AGC1的总增益控制量为a，单位为dB，电压变化范围为b则有
单位为V，则AGC1电压在每一个样点应增加，将(2)式整理，令变量
，这是与AGC的时间常数。AGC2的算法与AGC1相似。下图给出了AGC2的算法实现框图如图4所示。
门限判决模块的作用是限制加减计数器控制信号的波动，防止环路振荡。其内部设有2个门限，2个门限之间的范围即为AGC输出信号的波动范围。为了防止AGC发生振荡，该范围应该在满足解调要求的动态范围条件下足够宽，而不是1个恒定不变的电平值。该模块首先对来自包络检波模块的信号进行截位处理，以便与16位门限进行比较，判决过程与外部AGC相似。根据指标要求，数字AGC控制范围为30 dB，系统调整步进量为0．1 dB，所以查找表地址设计为64位即可满足要求。环路增益步进量控制信号是滤波器输出信号电平的非线性函数。假设估计的输入信号电平过低或过高，计数器的步进量按标度给出，以降低AGC的增益调整时间，在这个时间内使信号调整到门限判决模块的两门限之间。步进量设置为非线性，是为了防止当信号接近最佳工作点时发生环路振荡。当信号电平接近最佳电平范围时，增益调整的步进量减小，以确保整个环路的稳定性。
加减计数器模块的作用是根据输入信号与最佳的接收信号之间的差值，对输入信号进行反向补偿。
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