基于CMOS工艺的自动增益控制电路研究

在无线接收机中,天线接收的信号强度往往变化很大,自动增益控制环路(automatic gain control,AGC)根据这个信号强度来动态调节控制放大器的增益,向后级基带电路(如ADC)提供幅度恒定的信号,使得接受到的不同强度信号均能被正确接收和解调;为了达到通过识别接收机接收信号的强度动态调节放大器的增益,以实现输出信号幅度恒定的目的,文章基于TSMC90nm CMOS工艺着重论述了针对70 MHz中频信号的AGC电路设计过程,详细设计了AGC各模块电路,并从提高线性度、降低直流失调和提高稳定性等方面对电路进行了优化,主要介绍AGC芯片的版图设计并进行了后仿,给出了整个AGC系统的工作特性和各项指标;在电路设计过程中,针对线性度、输出信号幅度、增益控制范围等进行改进与优化,得到符合设计指标的电路结构;最后对AGC环路的性能进行仿真验证,得到该AGC在满足输出信号幅度和线性度的基础上达到了30 dB的动态范围,满足了接收机系统的要求。     

星载SAR二维AGC的FPGA实现

阐述了一种适合于合成孔径雷达（SAR）接收机自动增益控制（AGC）的方法。该方法通过对AGC起控点设定上下两个门限，用采样数据的幅度统计均值与这两个门限比较，并通过逐次步进的方法得到接收机的增益控制量，从而使AGC环路收敛，不产生振荡。同时设计采用了二维AGC，既保留SAR图像中的对比度，又提高了接收机的动态范围。最后分析了由二维AGC所引起的视频信号毛刺对SAR图像的影响并给出了二维AGC的FPGA实现方案。实验证明，本文基于FPGA的二维数字AGC技术具有调节方便、反馈快捷和精度高的优点。     

一种用于调幅接收机AGC的设计与实现

在调幅接收机控制中,为使接收机输出信号的幅值恒定,通常需要对接收机进行自动增益控制,传统设计方法利用模拟环路来控制.提出一种用于数字控制的调幅接收机的快速自动增益控制的设计方法,通过对接收机本振AGC和中放AGC两级联合调节,加上快速自动增益控制算法,可以大大减小调节时间提高效率.在对系统进行理论分析的基础上,进行了仿真,与传统方法进行对比,说明了方法的可行性.最后将该方法应用于具体的项目实践,验证了理论分析的正确性和有效性.     

UWB室内定位系统的射频收发机设计

设计了一种IR-UWB室内定位系统原理样机的射频收发机,发射机将1ns的窄脉冲调制到4GHz,接收机使用隧道二极管检波,检波包络通过比较器判决后将信号传给基带进行处理。所设计的系统通过测试,原理验证样机定位精度优于40cm,达到设计要求。     

一种脉冲超宽带测距的门限选择算法

多径衰落和接收机系统噪声是影响脉冲超宽带(IR-uwB)测距精度的主要因素.在能量检测过程中,能否在干扰下准确估计IR-uwB信号的首径到达时间(TOA),是开展IR-UWB测距研究的重点和难点.鉴于此,为提高测距精度,提出一种IR-UWB测距的门限选掸算法.首先建立接收机输出信号统计特性与UWB信道衰减特性的关系式,使用全概率公式推导出TOA估计均方误差(MSE)闭合表达式,给出估计误差与多径衰减系数以及信噪比(SNR)等系统参数的严密数学表达,以最小均方误差为性能指标的门限选择算法进行仿真.仿真结果表明,改进算法可提高IR-UWB测距的性能,使测距精度达到30cm,证明是一种有效的门限选择算法.     

适用于非恒包络突发通信的AGC设计

在非恒包络突发通信中,要求接收机的自动增益控制(AGC)响应速度快、引入失真小。针对传统AGC的响应时间单一不可调问题,提出了一种适用于突发通信的变速AGC设计方案。本方案AGC环路根据突发信号的帧结构特点,实时地进行响应速度切换。突发信号到达时AGC能快速稳定,稳定后AGC能慢速保持,突发信号结束时AGC又能快速释放。本方案通过简单的模拟电路实现,实测结果表明该AGC方案稳定时间短,信号失真小,释放速度快,适用于突发通信特别是非恒包络突发通信系统。     

UWB标签定位系统接收机基带部分的FPGA实现

脉冲无线电(IR-UWB)技术利用极窄脉冲传输良好的时间分辨率特性,可以为收发机之间提供精确的距离测量,从而为室内与室外的定位系统提供一种低成本、高精确度的定位技术。本文对一种UWB标签定位系统作了简单的介绍,提出了一种UWB能量检测接收机的方案,并对能量检测接收机中的积分窗作了一种新颖合理的设计,简化了接收机的同步捕获模块。最后还对接收机FPGA基带处理部分作了仿真,给出了仿真波形。仿真结果证实了设计的可行性,说明UWB定位厘米级的精度是可实现的。     

GPS软件接收机载波跟踪环路鲁棒滤波算法

在全球定位系统(GPS)软件接收机中,环路滤波器对噪声抖动的抑制作用,是用户精确连续跟踪卫星信号的重要保证.本文用噪声未知但有界的假设,代替了传统方法中噪声统计特性已知的苛刻要求,应用半定规划方法将滤波问题转化为凸优化问题,提出了载波跟踪环路鲁棒滤波算法,获得了包含多普勒频移的置信椭球,解决了复杂多变环境下GPS软件接收机的滤波跟踪问题.应用模拟载波信号和实际卫星信号对该算法进行验证,结果表明该方法能够连续有效跟踪GPS卫星信号,为GPS软件接收机设计环路滤波器提供了新的思路.     

IR-UWB定位系统中的数字锁相环接收机设计与实现

在分析了以往的脉冲超宽带(IR-UWB)室内定位系统接收检测技术的基础上,提出利用数字锁相环接收机来准确估计UWB脉冲信号到达时间(TOA),完成室内环境精确测距和定位功能。通过仿真和测试论证了方案的可行性,最后在6m×6m室内空间中实现了系统对标签的定位功能,输出抖动在2ns以内,获得了良好的效果。     

基于专家-模糊控制器的GPS信号稳定性检测

为了使新一代的GPS接收机能够在复杂和多变的场景下保持对GPS信号的稳定跟踪,接收机的跟踪环路需要采取自适应的控制策略。针对传统接收机的控制算法缺乏自适应调整能力的现状,区别于已有的智能跟踪技术,提出采用专家-模糊控制器(EFC)的GPS信号稳定性检测技术,并作为接收机的核心控制器。如果系统判定信号强弱是稳定的,则可以利用自适应卡尔曼滤波算法提高接收机的定位精度;如果系统判定信号强弱是变化的,则需要及时调整接收机跟踪环路中的相关参数以确保接收机的稳定性。经实验证明,提出的GPS信号稳定性检测技术的跟踪环路在应对复杂和多变的场景时具有稳定的性能。     

一种大动态范围AGC电路的设计与实现

分析了AGC系统的结构和工作原理,介绍了压控放大器VCA810的性能特点。根据接收机信号调理特点,设计了一种基于VCA810的大动态范围自动增益控制电路,给出了AGC电路仿真结果,并详细介绍了电路的工作原理。实验结果表明,基于VCA810的AGC电路能够达到80dB动态范围的预期目标,并可以灵活调节输出电平值,保证接收机正常工作。     

基于FPGA的快速自动增益控制系统设计

快速自动增益控制(Automatic Gain Control,AGC)系统可以扩大接收机的动态范围,同时保证系统响应时间.本文提出了一种快速峰值检测算法,并应用于实际AGC系统.首先分析了快速峰值检测算法的准确性,然后进行计算机仿真,最后完成了基于FPGA的快速AGC系统硬件实现.理论分析、计算机仿真及硬件测试证明,应用快速峰值检测算法的AGC系统响应时间可达微秒级.     

基于PID算法数字AGC控制技术

提出一种新型数字化AGC(automatie gain control)的实现技术方案,引入PID控制算法实施对AGC智能化控制,所设计的方案已成功应用于某信号接收机.测试结果表明:该AGC实现方案具有较高的控制精度和鲁棒性,极大提高了接收机适应能力和稳定性,具有良好的应用前景.     

Fractional Fourier transform based transmitted reference scheme for UWB communications

In this paper,we propose a receiving system for impulse radio ultra-wideband (IR-UWB) communications,in which the data and reference pulses are combined as one signal to transmit,and the received signal can be divided into the data and reference pulses in the receiver end using the energy concentration property of Chirp pulses in fractional Fourier transform (FrFT) domain.A detailed theoretical analysis of the proposed system is given,and the formulation of bit error rate (BER) is obtained.Then according to...     

数字中频AGC的快速算法设计

软件无线电是当前无线通信领域的一个热点。在基于软件无线电的数字中频接收机(DIFR)中,由于现有A／D芯片的动态范围不足以满足系统需求,需要使用自动增益控制(AGC)电路对输入的中频信号进行预处理。本文提出了一种全数字化AGC的快速算法,给出了详细的算法实现过程和仿真结果。该算法计算简单、运算量小,易于用DSP实现。仿真结果显示,该AGC具有响应时间短、调节精度高的特点,适用于大动态环境下对中频信号的快速调整。     

UWB定位系统FPGA基带处理设计

基于到达时间差(TDOA)算法,设计了一个脉冲超宽带(IR-UWB)室内定位系统的原理验证样机。主要介绍传感器捕捉标签发送的IR-UWB窄脉冲,进而测出窄脉冲到达传感器时刻的方法。利用FPGA中数字时钟管理器(DCM)的相移器功能模块(PS)构成延迟锁相环(DLL),测得到达传感器的窄脉冲相对于同步时钟的时刻。原理验证系统定位精度优于40cm,达到设计要求。