Otomatik İletişim Cihazlarında Otomatik Kazanma için Op Devrelerini Tasarlamak

Kablosuz İletişimde Otomatik Lig Kontrolüne Giriş

Otomatik Lig Kontrolü (AGC), sabit bir çıktı sinyalini koruyan temel bir geri bildirim sistemidir, giriş sinyalinde geniş değişikliklere rağmen, AGC devreleri, alıcı zincirinin lineer dinamik aralıklarında çalışmasını sağlamak için çok önemlidir, tatmin edici bir düzeltme veya sinyal kaybı sağlar. Etkili AGC olmadan, yakındaki vericilerden gelen sinyallerin ön uçabilmesi için, uzak kaynaklardan gelen sinyallerin gürültüyü arttırmak için kapsamlı bir platform sunar.

Otomatik Oyun Kontrolünin Temelleri

Kablosuz sistemlerde AGC'ye ihtiyaç var

Kablosuz iletişim kanalları doğal olarak öngörülemez. Örnek olarak, verici, engeller (uzar, arazi), atmosferik koşullar ve çok fazla empati, alıcının yükseltici aşamalarının kazanılması için sinyal güçlüleri elde etti. Sonuç, bir cep telefonu, örneğin, yakındaki bir cep kulesinden (güçlü) ve uzak bir kuleden (weak) sinyalleri, aynı sadakatle dengelemek için bir şekilde telafi etmek zorunda kalıyor.

AGC Loop Architecture

Tipik AGC döngüsü, bir değişken kazanç yükselticisinden oluşur (VGA), bir seviye dektör (sönetici), düşük frekanslı bir filtre (smoothing), ve VGA'nın çıktısını, doğru tabanlı tasarımları azaltan bir DC gerilimine dönüştürür.

Op Amp-Based AGC Devrelerinin Temelleri

Operasyonel Ampiksiyon

AGC döngüsünin kalbidir. Anahtar seçim parametreleri bant genişliği, yarı iletkenlik, giriş gürültüsü ve çıkış gerilimi hızlanır. kablosuz frekans (IF) aşamalar (örneğin, 10.7 MHz veya 455 kHz, modern SDR'lerde, asimetrik yüksek çözünürlükte (D) en yüksek sinyal frekansına sahip olmalıdır.

Rekrasyon ve Proleksiyon Devreleri

Üst düzey demet, AC çıktısını bir DC gerilimine doğru doğru bir şekilde dönüştürmek zorundadır (bir üst üste, ortalama veya RMS). Basitlik için, birçok AGC tasarım tam dalga algılamasını kullanarak, bir üst düzey bir ölçüm cihazı kullanarak takip eder. Klasik bir yaklaşım iki amplifikatör kullanır: yarım dalga yükselticisi olarak bir başka bir amplifikatör.0AD8361[Dönetici)

Low-Pass Filtre Tasarımı

Rehinlendirmeden sonra, dedektörlerin sinyalinde iki kez dalgalanıyor (tüm dalga) artı modülasyon bileşenleri. Düşük seviyeli bir DC kontrol gerilimi üretmek için bunları kaldırır. ancak aşırı filtrelemenin kesintisi, AGC'nin sinyal amplitüdünün yanıtını yavaş yavaş yavaş yavaş yavaşladığı için. iyi bir kural en düşük filtrenin altında birkaç saat boyunca filtre oluşturabilir.

Değişkenler

AGC'nin özü değişken kazanç yükselticisidir. Çeşitli teknikler mevcuttur:

VGA elementinin seçimi AGC döngünün lineerliğini, dinamik aralığı ve yanıt hızını etkiler.

AGC Devreleri için Tasarım Yöntemioloji

Step-by-Step Design Prosedürü

  1. [FONT=0)Define sistemi gereksinimleri[Dönetici: Giriş dinamik aralığı (e.g., -80 dBm to -20 dBm), istenen çıktı seviyesi (örneğin, 1 Vpp), sinyal frekansı (e.g., 10 MHz IF), ve maksimum izin edilebilir (örneğin, THD <% 0.1).
  2. [FONT:0) VGA topolojisini seçin[Dönetici: Frekans ve aralıkta, JFET, multiplier veya özel VGA'yı seçin. orta frekanslar için (1-50 MHz) 50 dB aralığı ile, bir JFET, bir çıkış noktası.
  3. [FONT=0) Dektör ve filtre tasarlayın[Dönetici: Tam dalgalı bir çıkışla artırılmış bir amplifatör kullanarak, istenen saldırgana karşı filtreyi ayarlayın (örneğin, 1 ms) ve salıverme süresi (örneğin, 10 ms).
  4. [FONT=0] Hata yükselticisi[Dönetici: Filtrelenmiş DC seviyesi referans gerilimine kıyasla (örneğin, bir amplifikasyon aşaması kullanarak). hata yükselticisinin elde ettiği nokta, yüksek kazanç, sürekli devlet hatasına karşı risk azaltır.
  5. [FONT:0) VGA'ya geçiş kontrol gerilimi): Kontrol gerilimi aralığı VGA elementinin özelliklerini karşılaştırın. JFETs için, kapı gerilimi genellikle 0 V'den 5 TEL'ye kadar bir direniş değişikliği için 0 V'dan -2 V'ye kadar hızlanır.
  6. [FONT:0) Ek tazminat[[DÜDÜT:1): Bir geri bildirim cihazı, baskın bir kutup oluşturmak ve döngü istikrarı sağlamak için bir geri bildirim cihazı girin. Simulate the loop gain and stage marj (target >45°).

Hesaplama Zamanı Süreklileri Hesaplamak

Saldırı zamanı (nasıl hızlı bir şekilde döngü sinyal yükselirken kazanç sağlar) ve salıverme süresi (örneğin, ses ve veri sinyalleri için kritiktir. Basit bir ilk sipariş döngüsü için, zaman sabit bir ⁇ = R) C) C) ve düşük sürümde elde edilen C sürümler için yüksek çözünürlükte (parlama)

Stability and Compensation

Herhangi bir geri bildirim sistemi gibi, AGC döngüsü düzgün bir şekilde telafi edilemezse, devre kazanır VGA, detektör, filtre ve hata yükselticisi.Genellikle düşük frekanslı pompalama olarak ortaya çıkar.

Pratikler ve Ticaret-offlar

Saldırı ve Yayın Times

Uygun saldırı ve salıverme zamanlarını seçmek, bir ticaret-off. Hızlı saldırı aniden güçlü sinyallere karşı koruma sağlar (örneğin, patlama müdahalesi) ancak sabit zarfla ilgili "parlama" veya sinyallendirici bir şekilde ifade edilebilir. Bazı sistemler çift-loop AGC: geçici koruma ve yavaş bir döngü için yavaş yavaş bir döngüyü kullanabilir.

Gürültü ve Distortion

AGC yolundaki her bileşen gürültüyü ekliyor. AGC amplifiğin gerilim gürültüyü, yükselticinin diyotunu azalttı ve VGA'nın 1/f gürültülerini tüm katkıda bulunuyor. Düşük sinyal seviyelerinde, AGC artışlarını artırır, düşük gürültüyü azaltır ve yüksek çözünürlükte amplifleri kullanarak tekrarlama fikre sahip olur.

Dinamik Range and Headroom

AGC döngünün dinamik aralığı VGA kontrol aralığı ve af amp'in çıkışı hızlanıyor. A JFET tabanlı VGA tipik olarak 30-40 dB'yi kontrol edin; multipliers 60 dB veya daha fazla. Daha geniş bir giriş aralığına sahip olmak için (örneğin, 90 dB), cascade iki VGA aşamasını ayrı kontrol gerilimleri ile veya amplif yaklaşımı kullanarak yardımcı olmalıdır.

Kablosuz İletişim-Specific Challenges

Fading ve Multipath

Mobil kanallarda, sinyalleri 20-30 dB'nin milisaniyelerdeki dalgalanmalarla hızlı bir şekilde fadinga maruz kalıyor. AGC, bu fadingi bozmadan takip etmeli.Bading oranı düşük maliyetli bir dönüştürücüye sahip değil, analog-düşükücüye göre AGC'nin 10 binden fazla süreceğinden kaçınmalıdır.

Interference ve Coexistence

Güçlü bir dış-grup müdahale cihazı, alıcının ön sonunu karşılayabilir, AGC'nin her bir umuttan sonra elde etmesi için AGC'ye geri bildirimde bulunabilmesi için, AGC döngüleri genellikle zaman içinde yerleşmeden önce filtrelemeyi içerir veya istenen kanala ayrı bir teşhirde bulunurlar.In frekansın sistemleri, AGC her bir umuttan sonra çabuk geri çekilmeli ve düzeltmeli bir şekilde geri yüklemeli.Fort-ve-hold for the control voltajı between hopes can reduce time.

Simülasyon ve Doğrulama

Prototypingden önce, SPICE veya karma imzalı bir simülatörü kullanarak tam AGC döngüsü (örneğin, VGA) veya çok basit bir makro için) veya çok basit bir amplifiğe sahip (örneğin, LTspice veya Cadence) modeli aşağıdakileri içerir: VGA; VGA'yı bir gerilim kontrollü dirençle modellemek (örneğin, JFET) veya çok basit bir makro.

Monte Carlo analizini bileşen toleransı duyarlılığını kontrol etmek için kullanın. Bir kez memnun, ekmek dolabı veya PCB ile bir prototip inşa edin. Bir sinyal jeneratörü ve oscilloskopu ile test edin, çıktıyı takip ederken giriş amplitüsü azaltın.İyi zarfı izleyin, filtre zamanı sabitler ve tazminat kapasitör değerleri optimal performans elde etmek için.

Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç

Kablosuz iletişim için bir aGC devresini tasarlayın, görevin doğrulanması, stabilite ve lineerliğin belirlenmesini gerektirir.Temel döngü bileşenleri anlamak - JFET'leri veya çoklu amplifikatörler kullanarak değişken amplifikatörleri kullanarak - AGC'yi belirli modülasyon şemaları ve çevresel koşullara uyarlayabilir. Modern bütünleşik VGA'lar, maliyet ve esneklikte ticaretle birlikte gelir.