DS-SS接收機(jī)全數(shù)字AGC的FPGA實(shí)現(xiàn)

　　DS-SS（Direct-Sequence Spread-Spectrum）接收機(jī)具有抗干擾、通信保密性好、低信噪比下兼具測(cè)距功能等特點(diǎn)，在航天領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。某航天器的DS-SS接收機(jī)用于測(cè)控和通信，實(shí)際工作時(shí)，輸入信號(hào)變化的動(dòng)態(tài)范圍高達(dá)100dB。在發(fā)射機(jī)距離工作時(shí)（幾百米），接收機(jī)所接收的信號(hào)功率就會(huì)出現(xiàn)超出射頻前端芯片動(dòng)態(tài)范圍的情況，這會(huì)使射頻前端內(nèi)部的AGC失去作用，致使輸出信號(hào)幅度不恒定，且有可能因?yàn)檩斎胄盘?hào)過大而燒毀放大器。避免上述情況，本文提出了通過增加一個(gè)數(shù)控衰減器和外部AGC系統(tǒng)來(lái)保證整個(gè)接收系統(tǒng)具有100dB的動(dòng)態(tài)范圍，并給出基于FPGA的電路實(shí)現(xiàn)算法。

　　該DS-SS接收機(jī)系統(tǒng)構(gòu)成如圖1所示。其中射頻前端采用NemeriX公司的NJ1004芯片，數(shù)控衰減器采用M/A-COM公司的AT90-0106。

　　1 外部AGC原理和設(shè)計(jì)

　　接收機(jī)的接收信號(hào)經(jīng)過濾波器、放大器1和下變頻器處理后，載波頻率變?yōu)?575.42MHz，再經(jīng)過數(shù)控衰減器和放大器2進(jìn)入射頻前端。在射頻前端，NJ1004芯片內(nèi)部對(duì)輸入信號(hào)經(jīng)過下邊頻、濾波、放大和AD采樣后，輸出SGN和MAG兩路中頻數(shù)字信號(hào)，AD采樣位數(shù)為2bit，采樣率為16.368MHz，中頻信號(hào)頻率為4.092MHz。射頻前端NJ1004內(nèi)部含有一個(gè)AGC系統(tǒng)，其動(dòng)態(tài)范圍為60dB。輸入信號(hào)在射頻前端的動(dòng)態(tài)范圍內(nèi)變化時(shí)，SGN輸出信號(hào)的占空比恒定為50%，MAG輸出信號(hào)的占空比恒定為33.3%。

　　由于射頻前端芯片內(nèi)部AGC的動(dòng)態(tài)范圍不滿足整個(gè)接收系統(tǒng)的工作要求，因此在接收機(jī)中增加一個(gè)外部AGC模塊以保證接收機(jī)的動(dòng)態(tài)范圍。外部AGC控制模塊的功能是檢測(cè)出射頻前端輸出信號(hào)占空比變化而反映出來(lái)的接收信號(hào)幅度變化量，并通過低通濾波器濾出直流分量，經(jīng)過一定的直流放大反饋給受控衰減器，調(diào)整輸入信號(hào)幅度，使輸入信號(hào)在放大器線性范圍和射頻前端AGC的調(diào)整范圍之內(nèi)，以達(dá)到恒定幅度輸出的目的。