[發(fā)明專(zhuān)利]一種數(shù)字式快速自動(dòng)增益預(yù)調(diào)節(jié)的裝置

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201010176058.3
• 申請(qǐng)日: 2010-05-19
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN101826849A
• 公開(kāi)（公告）日: 2010-09-08
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 楊東營(yíng);張文東;張志
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 中國(guó)電子科技集團(tuán)公司第四十一研究所
• 主分類(lèi)號(hào): H03G3/20
• 分類(lèi)號(hào): H03G3/20
• 代理公司: 北京捷誠(chéng)信通專(zhuān)利事務(wù)所 11221
• 代理人: 董琪

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及電磁信號(hào)分析儀中頻增益調(diào)節(jié)，具體的說(shuō)是一種數(shù)字 式快速自動(dòng)增益預(yù)調(diào)節(jié)的裝置。

背景技術(shù)

電磁信號(hào)分析儀需要對(duì)中頻信號(hào)進(jìn)行采樣，但是當(dāng)電磁信號(hào)分析 儀要監(jiān)測(cè)復(fù)雜電磁環(huán)境下的電磁頻譜時(shí)，空間信號(hào)經(jīng)過(guò)固定增益放大 后得到的中頻信號(hào)功率有時(shí)波動(dòng)可達(dá)幾十分貝，這超出了模數(shù)轉(zhuǎn)換器 的輸入動(dòng)態(tài)范圍，現(xiàn)有的模數(shù)轉(zhuǎn)換器很難滿足電磁信號(hào)分析儀輸入動(dòng) 態(tài)范圍的需求。為了解決這個(gè)矛盾，電磁信號(hào)分析儀中都采用自動(dòng)增 益控制技術(shù)，每次模數(shù)轉(zhuǎn)換前需將中頻增益進(jìn)行適當(dāng)調(diào)節(jié)以使信號(hào)功 率處在模數(shù)轉(zhuǎn)換器的采樣范圍之內(nèi)。

現(xiàn)有自動(dòng)增益控制的方式基本上可分為三種：

一、模擬電路方式，分立器件的放大器，經(jīng)過(guò)直流放大和驅(qū)動(dòng)電 路產(chǎn)生控制電壓，這種方式的缺點(diǎn)是調(diào)試費(fèi)時(shí)費(fèi)力、一致性差、改變 不靈活，現(xiàn)在應(yīng)用的已經(jīng)不多。

二是數(shù)模混合式式，使用集成的可變?cè)鲆娣糯笃魅〈M放大電 路，這種方式應(yīng)用比較普遍。

三是基于軟件計(jì)算的方式，無(wú)需檢波器，直接采樣，再經(jīng)過(guò)軟件 計(jì)算分析獲得信號(hào)的功率電平，但這種方式的消耗的時(shí)間長(zhǎng)。

現(xiàn)在電磁信號(hào)分析儀中常用的自動(dòng)增益控制技術(shù)是上面提到的 第三種方式，即采用軟件預(yù)采集一段數(shù)據(jù)，軟件再對(duì)預(yù)采集的數(shù)據(jù)經(jīng) 過(guò)FFT(快速傅立葉變換)運(yùn)算分析后得到信號(hào)功率，再通過(guò)軟件設(shè) 置中頻增益，此種進(jìn)行增益調(diào)整的方式，由于需要FFT運(yùn)算，所以整 個(gè)過(guò)程消耗時(shí)間較長(zhǎng)，處理時(shí)間為毫秒級(jí)。例如蔣亞武和季曉勇發(fā)表 于《微處理機(jī)》2007年第4期上的“一種用于軟件無(wú)線電中的AGC 技術(shù)”，就屬于上面提到第三種方式，通過(guò)軟件計(jì)算的方式獲得信號(hào) 電平。

隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，對(duì)電磁信號(hào)分析儀的掃描速度提出更高的 要求。現(xiàn)在電磁信號(hào)分析儀中頻增益調(diào)節(jié)方法對(duì)提高數(shù)據(jù)處理的速度 已是一個(gè)瓶頸，所以現(xiàn)有的中頻增益調(diào)節(jié)方法很難滿足現(xiàn)在電磁信號(hào) 分析儀的要求。

發(fā)明內(nèi)容

針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中存在的缺陷，本發(fā)明的目的在于提供一種數(shù)字式 快速自動(dòng)增益預(yù)調(diào)節(jié)的裝置，在保證動(dòng)態(tài)范圍、穩(wěn)定度、準(zhǔn)確度的條 件下，可大幅度縮減自動(dòng)增益調(diào)節(jié)所需的時(shí)間(數(shù)量級(jí)的縮減)，為 提高電磁信號(hào)分析儀的掃描速度提供可能性。

為達(dá)到以上目的，本發(fā)明采取的技術(shù)方案是：

一種數(shù)字式快速自動(dòng)增益預(yù)調(diào)節(jié)的裝置，其特征在于：

起分路作用的耦合器的輸入端接收經(jīng)過(guò)電磁信號(hào)分析儀前端處 理過(guò)的中頻信號(hào)，

耦合器輸出一路中頻信號(hào)進(jìn)入檢波器，耦合器輸出另一路中頻信 號(hào)進(jìn)入可變?cè)鲆娣糯笃鳎?

檢波器對(duì)中頻信號(hào)檢波并輸出檢波電壓，該檢波電壓為直流電 壓，檢波電壓隨著輸入到檢波器的中頻信號(hào)的功率線性變化，

檢波器輸出的檢波電壓送入一個(gè)10位的模數(shù)轉(zhuǎn)換器對(duì)該檢波電 壓進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換，將中頻信號(hào)的功率值轉(zhuǎn)變成數(shù)字量，

接收檢波器輸出的模數(shù)轉(zhuǎn)換器將數(shù)字量的中頻信號(hào)的功率值送 到FPGA規(guī)則處理器，數(shù)字量的中頻信號(hào)的功率值經(jīng)過(guò)FPGA規(guī)則處理 器內(nèi)部的程序規(guī)則處理后，按照當(dāng)前的中頻信號(hào)功率計(jì)算得出一個(gè)使 中頻信號(hào)功率處在高精度模數(shù)轉(zhuǎn)換器最佳轉(zhuǎn)換范圍內(nèi)的可變?cè)鲆娣? 大器的控制量，

FPGA規(guī)則處理器的一路輸出信號(hào)將得到的可變?cè)鲆娣糯笃鞯目? 制量輸出到數(shù)模轉(zhuǎn)換器，

數(shù)模轉(zhuǎn)換器將可變?cè)鲆娣糯笃鞯目刂屏哭D(zhuǎn)換為模擬電壓，通過(guò)該 電壓控制可變?cè)鲆娣糯笃鞯脑鲆嬷?，從而調(diào)節(jié)信號(hào)通路的中頻增益， 使中頻信號(hào)功率處在高精度模數(shù)轉(zhuǎn)換器的最佳轉(zhuǎn)換范圍內(nèi)，

由耦合器輸出并進(jìn)入到可變?cè)鲆娣糯笃鞯闹蓄l信號(hào)，經(jīng)過(guò)可變?cè)? 益放大器增益調(diào)節(jié)，使其功率處在高精度模數(shù)轉(zhuǎn)換器的最佳轉(zhuǎn)換范圍 內(nèi)，然后輸入到高精度模數(shù)轉(zhuǎn)換器進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換，

FPGA規(guī)則處理器接收高精度模數(shù)轉(zhuǎn)換器的輸出，同時(shí)FPGA規(guī)則 處理器將此次自動(dòng)增益控制等級(jí)數(shù)據(jù)輸出給數(shù)字信號(hào)處理器，即完成 了一次中頻自動(dòng)增益的調(diào)整。

在上述技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，所述耦合器為采用電阻電容搭建的交 流耦合器，

所述檢波器型號(hào)為AD8307，

所述接收檢波器輸出的模數(shù)轉(zhuǎn)換器型號(hào)為MAX1242，

所述FPGA規(guī)則處理器型號(hào)為EP3SE80C1152C4，

所述數(shù)模轉(zhuǎn)換器型號(hào)為AD7243，