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射频与AGC的关系

09/12 08:30
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前言:

射频通信系统中,为了保证信号在各种状态下的“完美”通信——远距离通信越远越好,近距离通信质量不受影响。电路中需要加入AGC来实现通信环境的变化。

AGC的目的有以下几个,一是保证信号在射频链路不失真,二是保证信号进入ADC不失真。这两个是我们设计的原则。除了这两个AGC设计还有什么注意事项?

什么是AGC

收机的输出信号取决于输入信号和接收机的增益。由于各种原因,接收机的输入信号变化范围往往很大,信号弱时可以是一微伏或几十微伏,信号强时可达几百毫伏,最强信号和最弱信号相差可达几十分贝。这个变化范围称为接收机的动态范围。

一个接收机的动态范围,取决于ADC的位数。一个14位的理想动态范围为6.02*14+1.76=86dB。

一个通信设备的动态范围要求可能达到120dB,其间差距的近40dB的动态范围的实现就是靠AGC。

(AGC)自动增益控制电路的作用是:简单来说就是当输入信号很弱时,接收机的增益较大;当输入信号很强时,自动增益控制电路进行控制,使接收机的增益变小。

通过对接收前端的信号强度进行检测,来实现对后级链路的增益控制。

这篇文章不讲上面的链路控制与实现,来说说AGC对通信的影响。

相信有很有同行都遇到过,开启AGC,接收机的误码就会变大的现象。本篇主要来说说AGC对解调的影响。

通信的关键是数据的质量保证,基带在解调数据时,需要保证数据幅度的一致性。

即一包的数据幅度不能发生大的变化。

这时再回头说AGC,AGC的控制是靠检波器的响应来实现的。

检波器的响应是有时间的。

如果输入一个大信号,也就是在AGC没响应的时候,链路增益是最大,这个时候如果从数据来说,这个时候进入ADC的数据是失真的,AGC响应之后,进入ADC的数据才是正常能够解调的数据。

前面我们说了,一个数据包的幅度要相对稳定才能保证数据是解对的。

那么AGC的启动,从理论上来说是会造成数据的失真,至少是AGC启动的瞬间那一包数据是不对的。

基带为了防止各种响应的影响,一般会对数据进行保护,加导频码之类的。

但是导频码的长度是有限的,也就是AGC的时间不能超过导频的长度。

也就是说我们设计AGC除了考虑射频和ADC不失真以外,还需要考虑波形的解调——即波形留给AGC的响应时间。

从上图可以看出,WiFi波形留给AGC的响应时间不到8us,也就是从检波到AGC启动到增益稳定的时间在6us左右。如果在设计电路时没有考虑到这一点,就会出现丢包,误码,丢帧的现象。

所以,在设计AGC电路的时候,射频工程师不能仅考虑射频和ADC,还需要和波形共同讨论。

从这里可以看出射频工程师的工作的复杂了。

最后的话

射频的学习不再是孤立的器件调试,而是从整体的角度去理解系统,理解器件,理解指标。

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