射頻與AGC的關(guān)系

前言：

在射頻通信系統(tǒng)中，為了保證信號在各種狀態(tài)下的“完美”通信——遠(yuǎn)距離通信越遠(yuǎn)越好，近距離通信質(zhì)量不受影響。電路中需要加入AGC來實(shí)現(xiàn)通信環(huán)境的變化。

AGC的目的有以下幾個(gè)，一是保證信號在射頻鏈路不失真，二是保證信號進(jìn)入ADC不失真。這兩個(gè)是我們設(shè)計(jì)的原則。除了這兩個(gè)AGC設(shè)計(jì)還有什么注意事項(xiàng)？

什么是AGC

收機(jī)的輸出信號取決于輸入信號和接收機(jī)的增益。由于各種原因，接收機(jī)的輸入信號變化范圍往往很大，信號弱時(shí)可以是一微伏或幾十微伏，信號強(qiáng)時(shí)可達(dá)幾百毫伏，最強(qiáng)信號和最弱信號相差可達(dá)幾十分貝。這個(gè)變化范圍稱為接收機(jī)的動態(tài)范圍。

一個(gè)接收機(jī)的動態(tài)范圍，取決于ADC的位數(shù)。一個(gè)14位的理想動態(tài)范圍為6.02*14+1.76=86dB。

一個(gè)通信設(shè)備的動態(tài)范圍要求可能達(dá)到120dB，其間差距的近40dB的動態(tài)范圍的實(shí)現(xiàn)就是靠AGC。

（AGC）自動增益控制電路的作用是：簡單來說就是當(dāng)輸入信號很弱時(shí)，接收機(jī)的增益較大；當(dāng)輸入信號很強(qiáng)時(shí)，自動增益控制電路進(jìn)行控制，使接收機(jī)的增益變小。

通過對接收前端的信號強(qiáng)度進(jìn)行檢測，來實(shí)現(xiàn)對后級鏈路的增益控制。

這篇文章不講上面的鏈路控制與實(shí)現(xiàn)，來說說AGC對通信的影響。

相信有很有同行都遇到過，開啟AGC，接收機(jī)的誤碼就會變大的現(xiàn)象。本篇主要來說說AGC對解調(diào)的影響。

通信的關(guān)鍵是數(shù)據(jù)的質(zhì)量保證，基帶在解調(diào)數(shù)據(jù)時(shí)，需要保證數(shù)據(jù)幅度的一致性。

即一包的數(shù)據(jù)幅度不能發(fā)生大的變化。

這時(shí)再回頭說AGC，AGC的控制是靠檢波器的響應(yīng)來實(shí)現(xiàn)的。

檢波器的響應(yīng)是有時(shí)間的。

如果輸入一個(gè)大信號，也就是在AGC沒響應(yīng)的時(shí)候，鏈路增益是最大，這個(gè)時(shí)候如果從數(shù)據(jù)來說，這個(gè)時(shí)候進(jìn)入ADC的數(shù)據(jù)是失真的，AGC響應(yīng)之后，進(jìn)入ADC的數(shù)據(jù)才是正常能夠解調(diào)的數(shù)據(jù)。

前面我們說了，一個(gè)數(shù)據(jù)包的幅度要相對穩(wěn)定才能保證數(shù)據(jù)是解對的。

那么AGC的啟動，從理論上來說是會造成數(shù)據(jù)的失真，至少是AGC啟動的瞬間那一包數(shù)據(jù)是不對的。

基帶為了防止各種響應(yīng)的影響，一般會對數(shù)據(jù)進(jìn)行保護(hù)，加導(dǎo)頻碼之類的。

但是導(dǎo)頻碼的長度是有限的，也就是AGC的時(shí)間不能超過導(dǎo)頻的長度。

也就是說我們設(shè)計(jì)AGC除了考慮射頻和ADC不失真以外，還需要考慮波形的解調(diào)——即波形留給AGC的響應(yīng)時(shí)間。

從上圖可以看出，WiFi波形留給AGC的響應(yīng)時(shí)間不到8us，也就是從檢波到AGC啟動到增益穩(wěn)定的時(shí)間在6us左右。如果在設(shè)計(jì)電路時(shí)沒有考慮到這一點(diǎn)，就會出現(xiàn)丟包，誤碼，丟幀的現(xiàn)象。

所以，在設(shè)計(jì)AGC電路的時(shí)候，射頻工程師不能僅考慮射頻和ADC，還需要和波形共同討論。

從這里可以看出射頻工程師的工作的復(fù)雜了。

最后的話

射頻的學(xué)習(xí)不再是孤立的器件調(diào)試，而是從整體的角度去理解系統(tǒng)，理解器件，理解指標(biāo)。