二次变频超外差接收机中自动增益控制电路的研究与设计.docVIP

二次变频超外差接收机中自动增益控制电路的研究与设计 　　摘要：本文介绍了一种自动增益控制（AGC）电路，用于二次下变频超外差式接收前端的中频部分。该电路采用PIN二极管π形网络作为电调衰减器，肖特基二极管作为检波器，集成运算放大器用于产生控制电压。一中频电路与二中频电路均分布有电调衰减器。实验结果表明，对于20MHz带宽的中频信号，该自动增益控制电路控制范围大，输出误差小，适用于各类扩频通信系统。 　　关键词：自动增益控制 AGC 超外差 接收机 扩频 　　中图分类号：TN851.4 文献标识码：A 文章编号：1007-9416（2016）04-0000-00 　　Abstract： An automatic gain control （AGC） circuit used in the intermediate frequency part of the double down conversion superheterodyne receiver front end is introduced. The circuit uses PIN diode π networks as electronic attenuators， uses schottky diodes as signal detectors， and uses integrated operational amplifiers to generate the control voltage. Electronic attenuators are distributed in both the first IF part and the second IF part. Measured results show that the proposed automatic gain control circuit has wide control range and low output error for 20MHz bandwidth IF signals so it can be widely used in all kinds of spread spectrum communication systems. 　　Key Words： automatic gain control； AGC； superheterodyne； receiver； spread spectrum 　　1引言 　　在无线通信系统中，由于传播路径上诸多因素的影响，接收机接收到的射频信号电平变化范围往往很大，最强信号和最弱信号之差可达几十个分贝。接收机的中频输出信号电平能否保持稳定，与后续模数转换器引入量化噪声的多少息息相关，直接影响解调电路的信噪比和误码率[1]。因此，射频信号经滤波、放大、下变频到中频后，需要自动增益控制（AGC）电路来使接收机的中频输出信号稳定在一个相对固定的电平上，以满足后续基带处理电路的要求。 　　本文提出了一种自动增益控制电路，用于二次下变频超外差式接收前端的中频部分。该AGC电路采用PIN二极管π形网络作为电调衰减器，肖特基二极管用作检波器，控制电压产生电路则用集成运算放大器实现。一中频电路与二中频电路均分布有电调衰减器。对于20MHz带宽、70dB动态范围的中频信号，该AGC电路能使接收机中频输出信号的电平变化稳定在2dB以内，适用于各类扩频通信系统。 　　2电路的结构与设计 　　2.1自动增益控制电路的工作原理 　　该AGC电路的原理框图如图 2 1所示。接收机的输入射频信号经过前端的低噪声放大器和第一混频器后下变频为200MHz的一中频信号。一中频信号经过中频放大器、电调衰减器、第二混频器后下变频为70MHz的二中频信号。二中频信号再经过放大、电调衰减后作为接收机的中频输出信号输出给后续的基带信号处理电路。中频输出信号经过耦合器耦合出一部分能量给检波器和控制电压产生电路，产生AGC控制电压。 　　电调衰减器提供可变衰减量以控制系统的总增益。电调衰减器共有5级，其中一中频分配三级，二中频分配两级，与中频放大器间隔放置，避免高增益下自激振荡的产生。电调衰减器每一级可提供27dB动态范围的衰减变化量，5级衰减器总共提供的动态范围达到135dB。 　　检波器用作电平检测电路，其输出的直流电压反映了接收机输出信号电平的大小。控制电压产生电路包括低通滤波器、反馈放大器和比较器三个部分。检波器的输出电压经过低通滤波、放大之后，与参考电平VR进行比较，产生的电压差VC作为AGC控制电压去控制电调衰减器，使电调衰减器的衰减量根据输入信号电平的变化而变化，从而起到自动增益控制、稳定输出电平的作用。该环路采用正向AGC控制方式，即输入信号越