射频接收机前端AGC系统的电路设计

第39卷第4期2017年8月压电与声光PIEZOELECTRICS & 八COUSTOOPTICSVol. 39 No.4Aug.2017文章编号：1004-2474(2017)04-0577-05抗干扰导航接收机射频前端线性度优化设计汤先鹏，李柏渝，陈华明，欧钢(国防科学技术大学电子科学与工程学院，湖南长沙410073)摘要：针对干扰条件下无自动增益控制（AGC)电路的卫星导航接收机射频前端的设计，在给定A/D采样芯 片和混频器的条件下，根据抗干扰需求，提出了线性度指标的优化设计方法，得出了各级电路的增益、1d B压缩点、三阶交调截点和噪声系数的求解方法，以此指导器件选型。

根据此优化设计方法，设计了某卫星导航系统的一种 接收机射频前端，达到预期抗干扰效果，证明此方法有效可行。

关键词：抗干扰；导航接收机；射频前端；线性度；优化设计中图分类号：T N911.4 文献标识码：八Linearity Optimization Design of RF Front-end forAnti-jamming GNSS ReceiversTANG Xianpeng，LI Baiyu，CHEN Huaming，OU Gang(College of Electronic Science and Engineering»National University of Defense Technology»Changsha 410073 »China)Abstract：For the design of the RF front-end w ithout AGC circuit of GNSS receivers w ith the existence of jam­m ing, w hen the A/D sam pling chip and m ixer are fixed,an optim al design method of the linearity is proposed in this paper. And a method to com pute the gain, power 1 dB com pression p oin t, third-order intercept and noise figure of each class of circuits is proposed for the requirem ent of anti-jam m ing, which can be guidance for com ponents selec­tion. Based on this optim al design m ethod,a R F front-end of a GNSS receiver is designed, which achieves the expec­ted effect and dem onstrates the effectiveness of the method.Key words：anti-jam m ing；GNSS receivers；RF front-ends；linearity；optim al designo引百射频前端的线性度在射频接收机的整体性能中 扮演着极其重要的角色，是接收机动态范围的决定 因素之一[1]。

城市周刊2019/30 CHENGSHIZHOUKAN ７７射频接收机前端AGC 系统电路设计研究张钊　江苏中海达海洋信息技术有限公司摘要：本文主要针对射频接收机前端AGC 系统电路设计展开深入研究，先阐述了AGC 系统控制原理，然后结合系统电路设计存在的难点，重点提出了几点难点控制方案、系统电路优势等，保证测试结果的准确性和稳定性，并有效调节输出功率，使AGC 系统电路设计质量得到保证。

关键词：射频接收机；前端AGC 系统；电路设计电子系统主要是处理变化幅度较小的信号，在信号较强的情况下，会严重影响到系统的运行，导致系统过载现象的出现。

但是在信号较小的情况下，难免会丢失部分有价值的信号，所以接受系统的初期，要从实际情况出发，合理设定AGC 系统电路，以尽可能保证整套AGC 硬件系统信号参数的平衡状态，促进后续端口设备作业效率的提升，同时在高频状态下必须通过应用高性能数字AGC 系统的方式，与FPGA 相结合，促进整套AGC 系统电路设计方案的数字化水平。

一、AGC 系统控制原理分析（1）基本原理。

无线通信系统接收系统运行中，闭环延迟方法得到了广泛的应用，以此来控制AGC 系统。

在该系统中，最主要的控制内容包括控制环路以及受控放大器量大模块系统这两个部分，静态条件下的AGC 调节方式如图1所示。

对于AGC 系统电路而言，当输入端信号数据编号明显时，可通过对环路系统输入端电压参数进行灵活控制的方式，以保证电压始终为0[1]，该状态下环路与AGC 硬件系统始终保持断开状态。

这种情况下必须对AGC 系统的增益性进行控制，以此避免超出最小信号输入值内。

（2）稳定性分析。

在图1重，KVGA 属于可变增益放大器增益，在单位范围内，调整电压的增益情况，促使最大增益变化值的实现。

图1　简化闭环AGC 系统的传递函数框图二、系统电路设计（1）难点。

在系统电路设计过程中，首先，电路匹配问题，在900-990MHz 宽频带内，具体的增益平坦度，可以≤3dB，其数值的难度性较高，所以在电路设计过程中，要合理匹配好噪音和功率，为设计抗阻提供一定的便利性。

一种用于软件无线电的接收机射频前端电路设计与实现作者：邓艾, 葛利嘉, 徐自玲, 朱林, 双涛来源：《现代电子技术》2010年第15期摘要:设计了一种用于软件无线电的射频前端电路,该电路可工作于短波、超短波频段(3～89 MHz)。

电路将天线接收的信号经过前端滤波、AGC、放大处理后,将输出信号稳定到2 V,直接送给下级进行A/D采样及基带处理。

设计的核心是宽带AGC电路,采用了一种级联VGA的形式,较大地提高了AGC电路的动态范围和线性范围。

经过硬件实测,该接收电路灵敏度能够达到-90 dBm,动态范围为70 dB,并且具有线性度高、噪声系数小等特点。

关键词:软件无线电; 射频前端; 自动增益控制; 可变增益放大器中图分类号:TN911; TP274文献标识码:A文章编号:1004-373X(2010)15-0037-04Research and Design of Receiver RF Front-end Circuit for Software RadioDENG Ai1, GE Li-jia1, XU Zi-ling2, ZHU Lin1, SHUANG Tao1(1.Chongqing Communication College, Chongqing 400035, China; 2.The Second Artillery Equipment Research Institute,Beijing 100085,China)Abstract: A RF front-end circuit for software radio was designed, which can operate on short wave and ultra-short wave frequency band(3～89 MHz). The received signal from antenna turns the input signal to 2 V and then transforms to the next class-analog-to-digital converter circuit through front-end filtering, AGC and amplification processing. AGC is the core of the circuit, which takes a form of cascade VGAS and improves the dynamic range and linear range. Taking hardware practical test, the maximum sensitive is -90 dBm, the largest dynamic range is 70 dB, the system has good linearity and low noise figure.Keywords: software radio; RF front-end; AGC; variable gain amplifier收稿日期:2010-03-18软件无线电要求通信系统的“全数字化”,也即宽带ADC(Analog-to-Digital Converter)和DAC(Digital-to-Analog Converter)向射频(RF)端靠近,同时要求开放的、可扩展的、模块化的软硬件平台体系结构,实现多频段、多模式、多业务、多个性[1]。

应用于TD-LTE接收机射频前端的一种AGC电路
谢鹏;敬守钊
【期刊名称】《电子质量》
【年(卷),期】2014(0)5
【摘要】基于可变增益放大器AD8367,结合线性检波器AD8361和误差放大器AD820,为TD-LTE接收机射频前端设计了一个自动增益控制(AGC)电路,实物测试显示该AGC电路能在输入信号频率为240MHz,输入信号功率为-40dBm到-
10dBm时,输出信号功率能稳定在0dBm处,分析了该AGC电路噪声对接收机整体噪声的影响,满足系统指标的要求.设计思维简洁,电路结构简单,可以方便地调节输出电平值,确保接收机正常工作.
【总页数】4页(P60-63)
【作者】谢鹏;敬守钊
【作者单位】电子科技大学电子工程学院,四川成都611731;电子科技大学电子工程学院,四川成都611731
【正文语种】中文
【中图分类】TN702
【相关文献】
1.一种新的数字接收机AGC电路 [J], 崔嵬;吴嗣亮
2.一种用于软件无线电的接收机射频前端电路设计与实现 [J], 邓艾;葛利嘉;徐自玲;朱林;双涛
3.TD-LTE接收机射频前端噪声及非线性失真链预算表设计方法研究 [J], 姚宜东;李文;管恩义;王杰;陈家旭;郭俊枫
4.一种应用于车载系统的GPS接收机射频前端的设计 [J], 陈蕾;仇润鹤;薛冰雷
5.一种应用于车载系统的GPS接收机射频前端的设计 [J], 陈蕾;仇润鹤;薛冰雷因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。

短波高动态数字AGC射频前端设计与实现的开题报告一、选题背景随着科技的不断进步和通信业务的快速发展，越来越多的传统无线电通信公司和企业开始将目光投向短波高动态数字自动增益控制（AGC）射频前端技术的研究与实现。

这是因为，在实际无线电通信过程中，信号的强度和频率往往会因为地理位置、天气、季节、障碍物等多种原因而发生变化，导致接收信号质量下降或无法接收信号。

短波高动态数字自动增益控制（AGC）射频前端技术通过对信号强度进行实时监测和调节，保证了接收信号质量的稳定性和可靠性，成为当前无线电通信中不可或缺的核心技术之一。

二、研究内容在本课题中，我们将以短波高动态数字自动增益控制（AGC）射频前端技术为研究对象，主要着重探究以下两个方面：1. 系统架构设计针对短波高动态数字自动增益控制（AGC）射频前端技术的特点和要求，提出一个完整的系统架构设计方案，包括硬件和软件方面的设计。

其中，硬件方面主要涵盖射频模块、数字模块和电源模块三个部分，软件方面主要包括控制、监测和显示三个模块，以及相关的算法和实现。

2. 关键技术实现在系统架构设计的基础上，重点分析和解决短波高动态数字自动增益控制（AGC）射频前端技术中存在的若干关键技术难点，包括动态信号幅度判断、增益系数计算、数字A/D转换、信号滤波等方面的问题。

并结合实际测试结果，对系统的功能性和性能评估。

三、研究方法在研究过程中，我们将采用以下的研究方法：1. 理论研究对短波高动态数字自动增益控制（AGC）射频前端技术的相关理论和知识进行深入学习和探究，包括模拟射频前端原理、数字信号处理、自动增益控制等方面的内容。

2. 系统设计和仿真通过借助MATLAB和Altium等软件工具，进行具体的系统设计和仿真，验证系统设计方案的可行性和有效性。

3. 实验测试采用实验测试的方式，验证系统的功能性和性能，并根据实验结果进行改进优化。

四、预期成果本课题的预期成果主要包括以下两个方面：1. 系统设计方案设计一个完整的短波高动态数字自动增益控制（AGC）射频前端技术的系统架构方案，包括硬件和软件方面的设计，以及相关的算法和实现。

实验五、接收机AGC射频前端一、实验目的了解DS-CDMA接收机射频前端电路的下变频及AGC（自动增益控制）特性。

二、实验内容用示波器测量实验系统MS接收机射频前端电路输出/输入信号频率及幅度，了解其下变频及AGC特性。

三、基本原理接收机射频前端（高频头）及相关电路如图3-5-1所示。

输入射频信号f C-RX（10.7MHz）首先由高频放大器放大，再送入乘法器与本地振荡信号f LC（10.245MHz）混频，由其后的BPF取出f C图3-5-1接收机射频前端及相关电路差频455KHz中频信号，实现下变频，然后送中放进行放大，输出中频信号f IF-RX。

高放及中放都具有优良的AGC（自动增益控制）特性，整个接收机射频前端的AGC特性如图3-5-2所示。

一般的通信接收机也具有AGC功能，但对DS-CDMA接收机显得尤为重要，因为接收的多路信号具有相同频率，仅基站地址码/信道地址码不同，信号路数随实际通话用户数而变化，起伏很大，因而接收信号功率起伏变化很大。

引起接收信号起伏的另一个重要原因是移动信道的慢衰落及快衰落。

为保证大信号不失真，小信号有足够大的增益，必须采用性能优良的AGC放大器。

对基站接收机及移动台接收机[10]的要求都是如此。

通常输入信号总幅度都超过AGC门限，则输出信号总幅度基本稳定不变。

接收机射频前端的输入及输出信号分别为f C-RX及f IF-RX，然而输入信号f C-RX的幅度太小（微伏级），不便用示波器观测，而与其成正比的发端信号TX1幅度大，可用示波器观测，故本实验釆用TX1代替f C-RX测量接收机射频前端的特性，即测量TX1→f IF-RX的特性作为接6263收机射频前端的特性。

四、实验步骤1．在BS1及MS 模块中插上拉杆天线，天线不要拉出（除实验二十外，其它所有实验的天线一律不要拉出），接通实验箱电源。

实验箱有关可设置模块的设置：在实验箱下方“通信系统制式”模块中设置系统为‘同步CDMA ’工作方式；在实验箱下方“D 1信道编码设置”模块中设置‘D 1无人为误码’及‘D 1无交织/去交织’。

火控雷达技术Fire Control Radar Technology第49卷第3期(总第193期)2020年9月Vol. 49 No 3( SeHcs 193)Sep. 2020一种2PSK 接收系统中的数字相干AGC 算法的仿真与设计张凯冯月婷陈翔冯伟朱凯(上海航天电子技术研究所 上海 201109)摘 要：在大动态接收机中，自动增益控制(AGC )电路具有举足轻重的地位。

本文提出一种适用于2PSK 解调接收系统的数字相干AGC 的仿真设计方法，具体讨论了模拟AGC 的工作原理，以及 其在低信噪比情况下，信号功率估计值存在严重不准的缺陷；本文以调制度为1.05rad 的2PSK 解调接收系统为例，设计了 一种数字相干AGC 算法，并附有算法仿真情况。

本文提出的数字相干AGC 算法与模拟AGC 电路相结合，能获得更精确的信号幅度控制。

关键词：相干AGC ；幅度控制；2PSK中图分类号:TN95；TN92文献标志码:A 文章编号:1008 -8652(2020)03 -054 -04引用格式：张凯，冯月婷，陈翔，冯伟，朱凯.一种2PSK 接收系统中的数字相干AGC 算法的仿真与 设计［J(.火控雷达技术#2020,49(3) ：54 -57.DOI ：10.19472/j. cnki. 1008 -8652.2020.02.012Simulation Design of a Digital Coherent AGC Algorithm for 2 PSK Receiving SystemtZHANG Kai , FENG Yufing , CHEN Xiang , FENG WH , ZHU Kai(Shanghai Aerospace Electronic Technology Institute , Shanghai 201109)Abstract : Automatic gain control ( AGC ) cisuit plays an impoOant role in larae dynamic receivers. In this paper , siaulation design of a digital coherent AGC algorithm for 2PSK demodulating and receiving systems is described.The operating pOnciple of analog AGC is discussed at first. In the case of low signal-to-noise ratio , signal power es ­tiaation of analog AGC is for from accurate. In this paper , a digital cohment AGC algoothm is designed for a 2PSK demodueaiongand )eoeoeongsysiemwoih 1.05 ad modueaioon deg)ee , and iheaego)oihmsomueaioon )esueisaep oeod-ed. The d og oia e oohe)en iAGC a ego)oihm p oposed on ihospape)oan beoomboned woih anaeogAGCooouoisioobiaon moeaoou)aiesognaeampeoiudeoonioe.Keywordt : cohment AGC ； amplitude conUol ； 2PSKo 引言自动增益控制(AGC )电路在大动态接收机中有着举足轻重的作用：减少接收信号的动态范围。

一种结构简单性能优良的AGC电路（图）短波数字通信系统中接收机的AGC fe路采用AD603可变增益放大器结合简单的AGC空制电路来实现，具有较高的增益，动态范围达70dB,频带宽度为90MHz 且电路结构相当简单。

短波接收机在接收信号时，由于电离层的变化、衰落和接收信号条件等不同，其输入端信号电平在很大范围内变化。

而接收机的输出功率是随外来信号的大小而变化的，接收机的输出端会出现强弱非常悬殊的信号功率。

为此，短波接收机中非常强调自动增益控制（AGC）电路。

AGC电路是一种在输入信号幅度变化很大的情况下，使输出信号幅度保持恒定或仅在较小范围内变化的自动控制电路。

AGC 的基本原理是产生一个随输入电平而变化的直流AGC电压，利用AGC电压去控制某些放大部件（如中放）的增益，使接收机总增益按照一定规律而变化。

AGC电路主要由控制电路和被控电路两部分组成。

控制电路就是AGC ft流电压的产生部分，被控电路的功能是按照控制电路所产生的变化着的控制电压来改变接收机的增益。

目前，在短波接收机中放大器增益的控制方法主要有两种。

一种是改变放大器本身的参数，使增益发生变化，典型的是采用双栅场效应管，通过改变其中某一栅的直流偏置电压使增益发生变化；另一种是在放大器级间插入可变衰减器，控制衰减量，使增益发生变化，典型的是各种集成的可变增益放大器，本文讨论的AGC电路就是采用ADI公司的AD603可变增益放大器结合简单的AGC控制电路来实现的。

要求增益大于50dB, AGC动态范围大于65dB,输出信号电平基本稳定在-10dBm。

AD603工作原理表1：AD603引脚功能AD603是低噪、90MHz带宽增益可调的集成运放，如增益用分贝表示，则增益与控制电压成线性关系。

管脚间的连接方式决定了可编程的增益范围，增益在-11〜+30dB时的带宽为90MHz增益在+9〜+41dB时具有9MHz带宽，改变管脚间的连接电阻，可使增益处在上述范围内。

宽带大动态AGC电路设计摘要：自动增益控制电路是接收机模块中的关键控制电路之一，其作用是改善接收杌的动态范围。

具体分析了自动增益控制电路的工作原理以及AGC的分类方式。

为了设计宽带大动态的AGC电路，分析了可变增益ADL5330和对数放大器AD8318的电路功能和主要性标，并利用这两款芯片设计了一种宽带大动态AGC模块，给出了典型电路及测试结果。

与传统AGC电路相该电路结构简单、体积小，且能实现宽带、大动态、低噪声放大等功能。

关键词：自动增益控制；动态范围；对数增益控制；响应时间；温度稳定性自动增益控制电路广泛应用于接收机中，这是由于下列原因造成的：接收机距辐射源的距离可以有很大的变化；电波在空间传播有明显的衰落现象；以及其他一些干扰因素，使得作用在接收机输入端的信号强度有很大变化和起伏。

但是，接收机的终端设备一般只能处理幅度变化不大的信号，信号过强过弱或忽大忽小都会使终端设备失效。

因此，接收机中非常强调自动增益控制，来保证接收机输出信号幅度的平稳性。

文中以ADL5330作为可变增益放大器利用AD8318作为外部检波器起控ADL5330的方式，完成了动态范围达到60 dB的AGC电路。

1 技术指标和设计方案本项目相关技术指标为：输入射频功率：-56～4 dBm；输入射频频率：1 500+500 MHz；输出功率：-4dBm。

AGC电路可分为用电控衰减器以及其他模拟电路来完成的模拟式和用数控衰减器来完成对电路增益控制的数字式。

峰值型AGC电路、选通型AGC、时间-增益控制(STC)均属于模拟式AGC。

综合考虑几种AGC电路的性能优缺点，虽然峰值型AGC电路在早期的接收机中温度性能较差，温度易变化，控制曲线易发生漂移，但其电路简洁，是闭环的AGC，无需外部信号配合使用，如数字AGC方式需要由信号处理机送AGC控制信号。

近年来，随着技术和工艺手段的飞速发展，高精确度和温度稳定性较好的对数检波器大量涌现以及可变增益放大器VGA的出现，制约AGC温度性能的因素得到解决，使得该方式电路得到广泛应用。

agc电路设计AGC电路是自动增益控制电路（Automatic Gain Control Circuit）的简称，是一种常用于电子设备中的控制电路，用于自动调节信号的增益，以保持信号的稳定性和恢复度。

本文将从AGC电路的基本原理、工作过程和应用领域等方面进行介绍。

我们来了解一下AGC电路的基本原理。

AGC电路通过不断检测输入信号的幅度变化，然后根据设定的增益范围和目标值，自动调节放大器的增益，使输出信号的幅度保持在一个稳定的范围内。

这样做的好处是，可以有效地抑制信号的干扰和失真，提高信号的恢复度和质量。

AGC电路的工作过程可以分为三个主要阶段：检测、比较和调节。

首先，输入信号经过检测电路，将信号的幅度转换为电压信号。

然后，将检测到的电压信号与设定的目标值进行比较，得到一个误差信号。

最后，根据误差信号的大小和方向，通过控制放大器的增益来调节输出信号的幅度，使其逼近目标值。

AGC电路广泛应用于各种电子设备中，尤其在无线通信系统和音频处理领域中得到了广泛的应用。

在无线通信系统中，AGC电路可以用来自动调节接收信号的增益，以适应信号强度的变化，提高通信质量和覆盖范围。

在音频处理领域中，AGC电路可以用来自动调节音频信号的增益，使音频信号的幅度保持在一个合适的范围内，避免因音量过高或过低而影响音质。

除了在无线通信系统和音频处理领域中的应用，AGC电路还可以应用于其他领域，如雷达系统、图像处理和医学设备等。

在雷达系统中，AGC电路可以用来自动调节接收信号的增益，以适应目标距离和强度的变化，提高雷达探测的精度和可靠性。

在图像处理中，AGC 电路可以用来自动调节图像的亮度和对比度，使图像显示更清晰和鲜明。

在医学设备中，AGC电路可以用来自动调节医学图像的亮度和对比度，以提供更准确的诊断结果。

总结一下，AGC电路是一种常用的控制电路，通过自动调节信号的增益，保持信号的稳定性和恢复度。

它的工作原理是通过检测、比较和调节三个阶段来实现的。

实验报告AGC自动增益控制电路的设计与实现信息与通信工程学院班级：姓名：学号：班内序号：一、课题名称：自动增益控制电路的设计与实现二、实验目的1.了解AGC（自动增益控制）的自适应前置放大器的应用。

2.掌握AGC电路的一种实现方法。

3.提高独立设计电路和验证实验的能力。

三、实验摘要自动增益控制电路的功能是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的特殊功能电路，简称为 AGC 电路。

本实验采用短路双极晶体管直接进行小信号控制的方法，简单有效地实现AGC功能。

关键词：自动增益控制、反馈、电压跟随器四、设计任务要求1、基本要求：设计实现一个AGC电路，设计指标以及给定条件为：输入信号0.5～50mVrms；输出信号：0.5～1.5Vrms；信号带宽：100～5KHz；设计该电路的电源电路（不要求实际搭建），用PROTEL软件绘制完整的电路原理图（SCH）及印制电路板图（PCB）2、提高要求：1）设计一种采用其他方式的AGC电路；2）采用麦克风作为输入，8Ω喇叭作为输出的完整音频系统。

3、探究要求：1）如何设计具有更宽输入电压范围的AGC电路；2）测试AGC电路中的总谐波失真（THD）及如何有效的降低THD。

五、设计思路、总体结构框图设计思路：AGC电路的实现有反馈控制、前馈控制和混合控制等三种，典型的反馈控制AGC由可变增益放大器（VGA）以及检波整流控制组成，本实验中电路采用了短路双极晶体管直接进行小信号控制的方法，从而简单而有效的实现AGC功能。

可变分压器由一个固定电阻R1和一个可变电阻构成，控制信号的交流振幅。

可变电阻采用基极-集电极短路方式的双极性晶体管微分电阻实现为改变Q1电阻，可从一个由电压源Vreg和大阻值电阻R2组成的直流源直接向短路晶体管注入电流。

为防止R2影响电路的交流电压传输特性。

R2的阻值必须远大于R1.对于输入Q1集电极的正电流的所有可用值，Q1的集电极－发射极饱和电压小于它的基极－发射极阈值电压，于是晶体管工作在有效状态，其VI特性曲线如图2所示。