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门限信号步进基于FPGA的超声波气体流量计中AGC的实现

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经A/D采样后的信号x(n)进入FPGA进行处理。x(n)首先进入乘法器模块与可控增益因子k(n)相乘,然后分成两路。一路作为调整增益后的AGC输出y(n);另一路送入门限判决模块。门限判别模块包括门限判决器和增益查找表,门限判决器内设有高低2个门限,当输入包络信号电平大于高门限时,则认为输入信号过大,应调整增益控制因子k(n)减小:当输入包络信号电平小于低门限时,则认为输入信号过小,应调整增益控制因子k(n)增加。对于增加或减少的步进量g(n)则从增益查找表中得到。加/减计数器模块根据查找表得到的步进因子g(n)及门限判决模块提供的计数方向w(n)来调整增益控制因子的。
3.2.1 门限判决模块
门限判决模块用于限制加/减计数器控制号的波动,防止环路振荡,其内设高低2个门之间的范围即为AGC输出信号的波动范围。防止AGC发生振荡,该范围应该在满足解调器要求的动态范围条件下足够宽,而不是恒定不变的电平值。如果大于高门限,则认为信号过大,首先送给加/减计数器一个向下计数的信号,然后根据信号的范同从查找表中确定加/减计数器的步进量;如果小于低门限,则认为信号过小,首先送给加/减计数器一个向上计数的信号,然后根据信号的范围从查找表中确定加/减计数器的步进量;如果在两门限之间,则加/减计数器的步进量为零。


4 结论
本文实现了一种全数字AGC的设计方案。此方案可实现40 dB动态范围的控制,并且具有控制精度高,调节速度快,调试简单,受环境影响小,稳定性和可靠性高等优点。随着集成器件的发展,有望实现高动态范围的全数字AGC,以便应用到更广阔的领域中。


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