摘 要:目前广泛应用的基于脉冲宽度调制(p)技术的自动增益控制电路(ag)存在着诸多的不足。为克服这些不足,提出一种使用脉冲密度调制(pd)技术设计的ag电路。仿真结果表明,基于pd技术的ag电路具有相对于p调制的ag电路更短的收敛时间,更稳定的环路特性,以及更小的外围元件体积,适用于对控制要求较高的通信系统。
　　关键词:ag;pd;p;σ-δ调制器
　　中图分类号:tn971文献标识码:a
　　文章编号:1004-373x(2010)01-198-03
　　
　　design f ag iruit based n pd
　　fang xinyun1,zhang eng2
　　(1.llege f integrated iruit,sutheast university,nanjing,210096,hina;
　　2.natinal asi syste engineering researh enter,sutheast university,nanjing,210096,hina)
　　abstrat:the ag iruit based n p is idely used in nadays,but this design has a nuber f shrtings.in rder t vere these shrtings,the pulse density dulatin(pd) tehnlgy is used t design the ag iruit.result f siulatin shs that the ag iruit based n pd tehnlgy has shrter nverge tie,re stable and less vlue requireent f peripheral pnents.
　　keyrds:ag;pd;p;siga-delta dulatr
　　
　　自动增益控制电路在通信系统领域有着非常广泛的应用,主要用于各种接收芯片的中频级和射频级,实现压缩动态范围,抑制干扰脉冲和抗快衰落等作用。然而传统的基于脉冲宽度调制波形输出的ag电路在环路稳定性上较差,收敛速度慢,外围所需的元器件也较多,因而体积较大[1],这些极大地制约了ag电路的性能。因此尝试采用基于脉冲密度调制技术的ag电路,以克服基于p技术的ag电路的种种性能瓶颈。
　　
　　1 ag电路概述
　　
　　在各种通信系统中,受发射功率大小,收发距离远近,信号在传输媒介中会出现明显的衰落等因素的影响,作用在接收机输入端的信号强度有很大的变化和起伏。然而信道解调部分只能处理幅度变化不大的信号,信号过强、过弱或忽大忽小,都会使解调失败。所以必须要有一个ag电路,使接收机的输入端能处理幅度变化很大的信号,而解调部分能收到一个平稳适中的信号,以进行信道解调[2]。ag电路可以使振幅变化范围非常大的输入信号,输出时振幅变化范围非常小,从而保证输入到ad的信号位于ad最佳的工作范围,ag电路的功能框图如图1所示。
　　图1 ag电路功能框图
　　图1中的a/d转换器将输入进来的模拟信号采样量化为数字量后,经过信号平均电平检测器算出平均电平,该平均电平与预先设定的参考电平值vr相比较,得到平均电平误差,将该误差送入iir滤波器进行平滑累加后得到与所期望的ag增益相对应的数字量(ag控制字),最后通过d/a转换器送入可变增益放大器(vga)[3]。
　　在上述这些模块中,d/a模块有多种方案可选。由于该模块涉及到制造工艺和系统的外围电路,而且d/a转换器必须占用一定空间及消耗一定量的功率,因此d/a转换器方案的选取,将对ag甚至整个系统的性能和成本产生很大的影响。
　　d/a转换器一般有下面三种方案可选:
　　(1) 直接使用专用的d/a转换芯片。这种方案转换速度快,但成本太高,一般不予采用。
　　(2) 脉冲宽度调制器(p)+r滤波器的方案。该方案成本低廉,但是d/a转换速度慢,ag电路达到收敛的时间长,严重时会产生振荡。该方案在对ag环路稳定性和收敛速度要求不高的通信系统中经常被使用。
　　(3) 脉冲密度调制(pd)+r滤波器的方案。该方案可以克服p波的诸多缺点,但成本较高,适用于对控制要求较高的系统[4]。
　　
　　2 pd与p的原理及比较
　　
　　2.1 p理论及其特点
　　p是一种通过改变高低电平的比值来得到不同输出电压的调制方式。该调制输出周期为t,占空比为n/(n,必须是整数)的方波。
　　如图2所示,电容上的电压就是p的输出电压uut,在r值足够大时,uut=uin•(n/)。p的精度与有着很大的关系。当=2时,只有0,1/2和2/2三种电压输出;而到=256时,就有0,1/256,2/256,3/256,…,256/256一共257种电压输出。的大小取决于vga的精度。一般来说,vga能达到10位以上的精度,就是说的取值要在1 024以上[5]。随着的增大,r的值也将相应增加,否则uut就会呈现出明显的锯齿状波形,使增益波动,恶化解调性能。但是如果让r增大,在增加元器件成本的同时,还会使uut对iir滤波器产生的数字量变化响应变慢,延长ag收敛时间,甚至造成ag的振荡,这在ag电路的设计中是严格禁止的。

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