[發(fā)明專利]一種目標信號的自動增益調(diào)節(jié)系統(tǒng)及方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201410723936.7
• 申請日: 2014-12-02
• 公開（公告）號: CN104393852A
• 公開（公告）日: 2015-03-04
• 發(fā)明（設計）人: 張新朝;李志攀;張謙;史曉華;段萌;張飛
• 申請（專利權）人: 中國空空導彈研究院
• 主分類號: H03G3/30
• 分類號: H03G3/30;H03F1/26
• 代理公司: 鄭州睿信知識產(chǎn)權代理有限公司 41119
• 代理人: 胡泳棋

技術領域

本發(fā)明涉及一種目標信號的自動增益調(diào)節(jié)系統(tǒng)及方法，屬于信息處理技術領域。

背景技術

在基于紅外多元體制的導彈中，探測器感應目標、干擾、背景輻射的能量，輸出弱電流信號，經(jīng)過前置放大器轉換成電壓信號并放大，再經(jīng)過后級電路的放大調(diào)整等，送入模數(shù)轉換器完成模數(shù)轉換，彈載計算機讀取采樣數(shù)據(jù)后，彈載軟件對數(shù)據(jù)進行處理，從而找出真正目標的位置，引導飛控系統(tǒng)控制導彈飛向目標并擊毀目標。由于導彈從截獲目標發(fā)射到到達目標附近并擊毀目標的過程中，隨著彈目距離的接近，導彈接收到目標輻射的能量迅速變大，導彈信息處理系統(tǒng)接收到的電信號也迅速變大，并且在導彈接近目標的過程中，若目標投放干擾，則導彈接收到目標和干擾的能量比較復雜，導彈信息處理系統(tǒng)接收到的電信號也隨之復雜起來；導彈各通道電路及探測器特性存在差異，這給彈載計算機中軟件算法的設計帶來了困難，必須采取相應的信號增益動態(tài)自動調(diào)節(jié)技術。

現(xiàn)有的增益調(diào)節(jié)技術一般通過可編程增益放大器芯片或者利用電阻網(wǎng)絡、運算放大器、控制開關組成的可編程增益控制電路來實現(xiàn)。兩者的增益調(diào)節(jié)范圍及步長控制均不夠靈活，若使用電阻網(wǎng)絡和控制開關控制增益，則占用的的空間大，增益調(diào)節(jié)的接口連線多，不利于實現(xiàn)電路小型化和信噪比的提升。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供一種目標信號的自動增益調(diào)節(jié)系統(tǒng)及方法，以解決目前增益調(diào)節(jié)技術的增益調(diào)節(jié)范圍及步長控制均不夠靈活的問題。

本發(fā)明為解決上述技術問題而提供了一種目標信號的自動增益調(diào)節(jié)系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括前置增益調(diào)節(jié)電路、數(shù)字增益調(diào)節(jié)電路、模數(shù)轉換電路和增益調(diào)節(jié)模塊，所述前置增益調(diào)節(jié)電路的輸入端用于連接目標信號，輸出端與數(shù)字增益調(diào)節(jié)電路的輸入端連接，用于將目標信號轉換為電壓信號并對其交流部分進行放大，所述數(shù)字增益調(diào)節(jié)電路的輸出端與模數(shù)轉換電路的輸入端連接，用于對前置增益調(diào)節(jié)電路輸出信號進一步放大，所述模數(shù)轉換電路用于將完成增益調(diào)節(jié)的目標信號進行采樣形成目標數(shù)據(jù)，所述增益調(diào)節(jié)模塊的輸入端與模數(shù)轉換電路的輸出端相連，輸出端控制連接前置增益調(diào)節(jié)電路和數(shù)字增益調(diào)節(jié)電路，用于根據(jù)目標數(shù)據(jù)的幅值計算出增益系數(shù)來控制前置增益調(diào)節(jié)電路和數(shù)字增益調(diào)節(jié)電路的增益。

所述前置增益調(diào)節(jié)電路采用零偏壓跨阻放大電路，包括場效應管和第一放大器，所述場效應管柵極G與增益調(diào)節(jié)模塊的輸出端連接，場效應管源極S通過電阻R8連接到第一放大器的輸出端，場效應管漏極D連接到第一放大器的反向輸入端，所述場效應管源極S和漏極D之間通過電阻R6連接，所述第一放大器的反向輸入端用于與目標信號連接。

所述數(shù)字增益調(diào)節(jié)電路包括第二放大器和數(shù)字電位器，所述數(shù)字電位器的W端連接到第二放大器的反向輸入端，所述數(shù)字電位器的A端與第二放大器的輸出端連接，所述數(shù)字電位器的調(diào)節(jié)輸出端和A端之間通過電容連接，所述數(shù)字電位器的SPI接口與增益調(diào)節(jié)模塊的輸出端連接，所述第二放大器的反向輸入端與第一放大器的輸出端相連。

所述增益調(diào)節(jié)模塊通過設定幅值上下限對前置增益調(diào)節(jié)電路和數(shù)字增益調(diào)節(jié)電路的增益系數(shù)進行調(diào)節(jié)，當不存在大于下限的數(shù)據(jù)點時，增益向上調(diào)節(jié)，當存在大于上限的數(shù)據(jù)點時，增益向下調(diào)節(jié)。

所述增益調(diào)節(jié)模塊在對數(shù)據(jù)點進行增益調(diào)節(jié)時，其增益調(diào)節(jié)步長根據(jù)數(shù)據(jù)點幅值變化的快慢而變化。

本發(fā)明為解決上述技術問題還提供了一種目標信號的自動增益調(diào)節(jié)方法，該方法包括以下步驟：

1)將目標信號轉化為電壓信號，對轉后后電壓信號中的交流部分進行第一次放大并輸出；

2)對第一放大輸出的信號進行第二次放大處理；

3)將第二次放大處理后的目標信號進行采樣形成目標數(shù)據(jù)；

4)根據(jù)目標數(shù)據(jù)的幅值計算出增益系數(shù)來控制第一次放大和第二次放大的增益，將目標信號在幅值控制一定范圍內(nèi)，從而達到自動增益控制的目的。

所述步驟1)是通過前置增益調(diào)節(jié)電路實現(xiàn)，該前置增益調(diào)節(jié)電路包括場效應管和第一放大器，所述場效應管柵極G與增益調(diào)節(jié)模塊的輸出端連接，場效應管源極S通過電阻R8連接到第一放大器的輸出端，場效應管漏極D連接到第一放大器的反向輸入端，所述場效應管源極S和漏極D之間通過電阻R6連接，所述第一放大器的反向輸入端用于與目標信號連接。