一种数字化增益控制与变频电路制造技术

本发明专利技术公开了一种数字化增益控制与变频电路。包括中频增益控制模块、复数变频模块、信道滤波模块和信道增益控制模块；其中，中频增益控制模块检测复数中频信号的信号功率，反馈控制中频通道增益并发送给控制器；复数变频模块和信道滤波模块对复数中频信号分别进行变频和滤波，将复数中频信号下变频为复数基带信号并进行信道滤波；信道增益控制模块对复数基带信号进行信道增益控制，消除干扰带来的信号幅度起伏。本发明专利技术实现了中频数字化的自动增益控制和变频处理，能够适应大的动态范围信号波动，也能满足多种载波频率信号的信道增益和变频控制，具有通用性和可移植性强的优势。具有通用性和可移植性强的优势。具有通用性和可移植性强的优势。

【技术实现步骤摘要】
一种数字化增益控制与变频电路


[0001]本专利技术涉及无线通信
，尤其涉及一种数字化增益控制与变频电路。

技术介绍

[0002]对于接收卫星导航的无线通信信号，通常是对接收的射频信号进行模拟变频为中频信号或基带信号后，再进行解调。但是这种模拟通道的变频实现方式通常占有的电路体积大、受模拟器件的差异性影响也较大，并且通用性不强，不利于在统一的硬件平台上实现。
[0003]如中国专利CN107809258A，公开日2018年3月16日，一种无线通信接收机的自动增益控制方法和电路。无线通信系统使用连续相位调制，射频前端模块为低中频结构，天线接收空中无线信号，混频后的信号同相支路和正交支路经过多相波器后，舍弃同相支路或正交支路中的一路信号；另一路信号经过可编程增益放大器和模数转换器后，输入到数字接收机。数字接收机的自动增益控制方法包括两步。首先，根据单路输入信号饱和检测；其次，根据输入信号绝对值与输入信号功率的关系，计算输入信号的强度以及调整射频通路的增益。与传统的两路输入自动增益控制电路相比，自动增益控制电路的输入仅为一路信号，省去一路可编程增益放大器、模数转换器以及同相支路和正交之路之间不匹配的补偿电路，简化了射频前端模块的设计、面积和功耗。其并没有考虑通用性问题，缺乏数字化变频与通道增益控制一体化的功能。

技术实现思路

[0004]本专利技术要解决的技术问题是：目前的变频电路缺乏数字化变频与通道增益控制一体化，通用性较差的技术问题。提出了一种能够实现数字化变频与通道增益控制一体化的数字化增益控制与变频电路。
[0005]为解决上述技术问题，本专利技术所采取的技术方案为：一种数字化增益控制与变频电路，包括中频增益控制模块、复数变频模块、信道滤波模块和信道增益控制模块；所述中频增益控制模块输入两路经过AD采样后的复数中频信号，检测信号功率并输出数字化的中频通道增益控制信号反馈控制中频通道增益，同时也将中频通道增益控制信号发送给控制器；所述复数变频模块和所述信道滤波模块对两路经过AD采样后的复数中频信号分别进行变频和滤波，将复数中频信号下变频为复数基带信号并进行信道滤波，滤除空白频带内的信号，以防止干扰；所述信道增益控制模块对所述信道滤波模块输出的复数基带信号进行信道增益控制，消除干扰带来的信号幅度起伏，以及进一步输出经过信道增益控制后的复数基带信号，并将信道增益控制信息发送给控制器。一种数字化增益控制与变频电路，包括用于检测复数中频信号的信号功率以及反馈控制中频通道增益给控制器的中频增益控制模块、用于对复数中频信号进行变频的复数变频模块、用于对复数中频信号进行滤波的信道滤波模块和用于消除干扰对信号幅度影响的信道增益控制模块。
[0006]作为优选，在所述中频增益控制模块中，两路经过AD采样后的复数中频信号分别
输入对应的I路舍位寄存器和Q路舍位寄存器后，二者均仅输出部分高比特位至平方相加运算电路；这两路信号还分别对应有I路超限寄存器和Q路超限寄存器，分别对应输出I路超限标识和Q路超限标识至平方相加运算电路；在平方相加运算电路中进行运算的结果与第一参考值做差，结果再输入到累加电路；累加电路的累加结果作为中频通道增益控制信号，一方面经过时序适配电路后送过串行DA转换为模拟电压控制中频通道放大增益，另一方面发送给控制器进行中频增益控制监视。所述中频增益控制模块包括平方相加运算单元、累加单元和时序适配单元，接收经过AD采样后的复数中频信号的I路舍位寄存器和Q路舍位寄存器均将高比特位输出至所述平方相加运算单元，对应的I路超限寄存器和Q路超限寄存器将I路超限标识和Q路超限标识输出至所述平方相加运算单元，所述平方相加运算单元将运算结果输出至所述累加单元，所述累加单元将累加结果分别输送给所述时序适配单元和控制器。
[0007]作为优选，平方相加运算电路的平方相加运算为：其中的I_cacu和Q_cacu分别对应为I路舍位寄存器和Q路舍位寄存器输出到平方相加运算电路的计算值，符号[]表示舍入取整。
[0008]作为优选，在所述中频增益控制模块中，还包括控制电路对累加电路进行溢出保护。所述中频增益控制模块还包括用于对所述累加单元进行溢出保护的控制单元。
[0009]作为优选，复数变频模块和信道滤波模块包括复数变频器、数控振荡器、相幅转换器和低通滤波器；其中两路经过AD采样后的复数中频信号分别输入到复数变频器，与来自相幅转换器的本地载波信号进行复数变频，相幅转换器把数控振荡器输出的载波相位值对应转换为载波幅度值，然后分别通过两个低通滤波器对复数变频后的两路复数基带信号进行低通滤波后输出。所述复数变频模块包括复数变频器、数控振荡器和相幅转换器，所述数控振荡器将载波相位值输出至所述相幅转换器，所述相幅转换器将由所述载波相位值转换成的载波幅度值输出至所述复数变频器，所述复数变频器将接收的经过AD采样后的复数中频信号与所述相幅转换器的本地载波信号进行复数变频。所述信道滤波模块包括用于对复数变频后的复数基带信号进行低通滤波的低通滤波器，所述低通滤波器于所述复数变频器连接。信道滤波模块分别通过两个低通滤波器对复数变频后的两路复数基带信号进行低通滤波后输出。
[0010]作为优选，复数变频模块对应完成的复数变频方法是：输入信号为其中的I和Q分别表示两路复数中频信号，本振信号为其中的C和S分别表示相幅转换器输出的两路频率相同、相位正交的本地载波信号，输出信号为该输出信号是输入信号和本振信号进行复数相乘后的结果，其中一路输出为C
·
I
‑
S
·
Q，另外一路输出为I
·
S+C
·
Q。
[0011]作为优选，信道增益控制模块包括对来自信道滤波模块输出的两路复数基带信号分别与截位器输出的幅度系数相乘，相乘的结果输入到自动限幅舍入截位电路，该电路通过限幅后输出的两路结果再进一步取平方和，然后与第二参考值相加后通过累加器进行累
加，再对累加器的累加结果通过截位器来截位输出。信道增益控制模块包括自动限幅舍入截位单元、截位器和累加器，所述信道滤波模块输出的两路复数基带信号分别与所述截位器输出的幅度系数相乘后输出至所述自动限幅舍入截位单元，所述自动限幅舍入截位单元将限幅后的结果经取平方和与第二参考值相加后输出至所述累加器，所述累加器将累加结果输出至所述截位器。
[0012]本专利技术的实质性效果是：本专利技术公开了一种数字化增益控制与变频电路。包括中频增益控制模块、复数变频模块、信道滤波模块和信道增益控制模块；其中，中频增益控制模块检测复数中频信号的信号功率，反馈控制中频通道增益并发送给控制器；复数变频模块和信道滤波模块对复数中频信号分别进行变频和滤波，将复数中频信号下变频为复数基带信号并进行信道滤波；信道增益控制模块对复数基带信号进行信道增益控制，消除干扰带来的信号幅度起伏。本专利技术实现了中频数字化的自动增益控制和变频处理，能够适应大的动态范围信号波动，也能满足多种载波频率信号的信道增益和变频控制，具有通用性和可移植性强的优势。...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种数字化增益控制与变频电路，其特征在于，包括中频增益控制模块(1)、复数变频模块(2)、信道滤波模块(3)和信道增益控制模块(4)；所述中频增益控制模块(1)输入两路经过AD采样后的复数中频信号，检测信号功率并输出数字化的中频通道增益控制信号反馈控制中频通道增益，同时也将中频通道增益控制信号发送给控制器；所述复数变频模块(2)和所述信道滤波模块(3)对两路经过AD采样后的复数中频信号分别进行变频和滤波，将复数中频信号下变频为复数基带信号并进行信道滤波，滤除空白频带内的信号，以防止干扰；所述信道增益控制模块(4)对所述信道滤波模块(3)输出的复数基带信号进行信道增益控制，消除干扰带来的信号幅度起伏，以及进一步输出经过信道增益控制后的复数基带信号，并将信道增益控制信息发送给控制器。2.根据权利要求1所述的一种数字化增益控制与变频电路，其特征在于，在所述中频增益控制模块(1)中，两路经过AD采样后的复数中频信号分别输入对应的I路舍位寄存器和Q路舍位寄存器后，二者均仅输出部分高比特位至平方相加运算单元(5)；这两路信号还分别对应有I路超限寄存器和Q路超限寄存器，分别对应输出I路超限标识和Q路超限标识至平方相加运算单元(5)；在平方相加运算单元(5)中进行运算的结果与第一参考值做差，结果再输入到累加单元(6)；累加单元(6)的累加结果作为中频通道增益控制信号，一方面经过时序适配单元(7)后送过串行DA转换为模拟电压控制中频通道放大增益，另一方面发送给控制器进行中频增益控制监视。3.根据权利要求2所述的一种数字化增益控制与变频电路，其特征在于，平方相加运算单元(5)的平方相加运算为：其中的I_cacu和Q_cacu分别对应为I路舍位寄存器和Q路舍位寄存器输出到平...

【专利技术属性】
技术研发人员：宋艳，杨成钢，卢武，应斌杰，张北江，祝巍蔚，郝自飞，
申请(专利权)人：国家电网有限公司，
类型：发明
国别省市：