混合式高动态范围AGC算法：FPGA实现与性能

"本文介绍了一种混合式高动态范围AGC算法，该算法结合了射频前馈与中频反馈，适用于接收机应用，并通过FPGA实现。算法的核心包括射频开关、数控衰减器、检波器和可变增益放大器，实现了输入动态范围110 dB、灵敏度-100 dBm、输出功率-19 dBm的AGC环路。" 自动增益控制（AGC）是通信系统中至关重要的组成部分，它确保接收机在不同信号强度输入时能够保持稳定的输出。AGC的工作原理是检测输入信号的功率，并据此调整前端放大器的增益，以维持信号在一定范围内，避免过强或过弱导致的失真或丢失信息。 混合式AGC结合了前馈和反馈两种机制，旨在克服单一类型AGC的局限性。前馈式AGC以开环方式工作，对输入信号进行快速响应，但可能会因电路参数变化导致不稳定。反馈式AGC则提供闭环控制，确保稳定性，但设计复杂，对环路参数调校要求较高。混合式AGC综合了两者的优势，既保证了快速响应，又增加了系统的稳定性。 文中提出的混合式AGC算法具体实现包括两个部分：射频前馈式AGC电路和中频反馈式AGC电路。射频部分，信号首先通过检波器，其输出经过ADC数字化后，由FPGA处理，控制射频信号路径中的开关和衰减器，调整射频增益。中频部分，信号经过下变频和两级可变增益放大器，然后馈入中频检波器。检波器的输出再次数字化，由FPGA处理，通过DAC控制VGA的增益，实现中频信号的增益控制。 该设计方案中，低噪声放大器（LNA）提供了22 dB的初始增益，而衰减网络则降低了信号强度10 dB。两级VGA用于进一步调整中频信号的增益，以适应不同的输入条件。整个系统的设计考虑了响应速度、动态范围和稳定性，确保在110 dB的输入动态范围内，接收机能保持良好的性能。 通过FPGA实现AGC算法，不仅能够灵活配置硬件资源，还能实现快速计算和实时控制，这在现代通信系统中是必不可少的。这种混合式AGC算法的实施，对于提高接收机的性能，尤其是在处理大动态范围信号时，具有显著的优势。