基于虛擬增益電橋的自動增益控制方法
【專利摘要】本發明公開了基于虛擬增益電橋的自動增益控制方法，本發明的核心不是控制虛擬增益電橋自動增益控制系統的輸出功率的改變量，而是控制虛擬增益電橋自動增益控制系統的輸出功率的相對改變量，從而使虛擬增益電橋自動增益控制系統的輸出功率獲得高度穩定；本發明的優點是在系統增益調整的應用中能夠保證輸出功率的高度穩定性，具有高精度和高可靠性，本發明實現的電路簡單，實施的成本低，具有較強的實用價值和現實意義。
【專利說明】基于虛擬增益電橋的自動增益控制方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及基于虛擬增益電橋的自動增益控制方法，屬于自動增益控制【技術領域】。
【背景技術】
[0002]有一類AGC技術用于控制輸出功率的穩定，目前，現有典型的這類用于控制輸出功率的穩定的AGC技術的系統增益調整技術有兩種，第一種系統增益調整技術是用檢波信號幅度值的變化調整電調衰減器的調整量，使輸出功率獲得穩定。第二種是用控制環境溫度的方法間接地控制器件的工作狀態，使輸出功率獲得穩定。
[0003]第一種系統增益調整技術，是用檢波信號幅度值的變化調整電調衰減器的調整量，使輸出功率獲得穩定。
[0004]由于電調衰減器的控制-衰減特性是:線性控制電壓產生線性的電調衰減分貝值的特性。所謂線性控制電壓是代表增益分貝值特性的電壓，不是信號幅度值的變化電壓。因此，第一種系統增益調整技術的控制-衰減特性不符合電調衰減器的要求，所以導致第一種系統增益調整技術的輸出電平即輸出功率誤差較大。
[0005]第二種系統增益調整技術，是用控制環境溫度的方法間接地控制器件的工作狀態，使輸出功率獲得穩定。
[0006]由于器件的工作狀態與多種因素有關，溫度只是較重要的一個因素，控制環境溫度只是單因素地、間接地控制輸出功率，不能控制由于其他因素導致的輸出功率變化，所以導致第二種系統增益調整技術的輸出電平即輸出功率誤差較大。
[0007]上述兩種系統增益調整技術所存在的共同的不可避免的缺陷是:系統的傳遞函數不明確，輸出功率的精度低，輸出功率的穩定性差，實現及實施的成本高，可靠性低。
【發明內容】
[0008]本發明的目的在于提供一種能夠克服上述技術問題的基于虛擬增益電橋的自動增益控制方法。
[0009]本發明的核心不是控制虛擬增益電橋自動增益控制系統的輸出功率的改變量，而是控制虛擬增益電橋自動增益控制系統的輸出功率的相對改變量。本發明采用電調衰減器作為增益調整器件，按照電調衰減器的控制-衰減特性設計增益控制算法，使增益控制算法產生的控制電壓的改變量恰好等于虛擬增益電橋自動增益控制系統的輸出功率的分貝值的改變量，用這個控制電壓的改變量精確控制電調衰減器的衰減調整量，使電調衰減器的衰減調整量等于虛擬增益電橋自動增益控制系統的輸出功率的分貝值的改變量，再利用電調衰減器的衰減量的分貝值的調整量與功率分貝值的改變量大小相等、特性相反從而可以相互抵消的原理，使虛擬增益電橋自動增益控制系統的輸出功率獲得高度穩定。
[0010]本發明中的虛擬增益電橋自動增益控制傳遞電壓簡稱為AGC傳遞電壓。
[0011]本發明實現的步驟如下:[0012]步驟一.[0013]I)設定虛擬增益電橋自動增益控制系統的輸入功率Pin,C1，確定虛擬增益電橋自動增益控制系統的dB框圖系統的輸入功率Pimtl (dBm)；
[0014]2)設定虛擬增益電橋自動增益控制系統的信道的所有增益以及所有增益變化的總合增益G1,μ確定虛擬增益電橋自動增益控制系統的dB框圖系統的Gu(ClB)；
[0015]3)設定電調衰減器的初始衰減量Ltl (dB)；[0016]4)設定虛擬增益電橋自動增益控制系統的輸出功率Ptjut,C1,確定虛擬增益電橋自動增益控制系統的dB框圖系統的輸出功率PtjuU(ClBm)。
[0017]步驟二.[0018]I)計算正常狀態下的虛擬增益電橋自動增益控制傳遞電壓1? (簡稱AGC傳遞電壓k0);
[0019]2)調整電調衰減器的控制電壓Vtl，得到電調衰減器的初始衰減量Ltl (dB)。
[0020]步驟三.[0021]I)計算變化狀態下的AGC傳遞電壓k，
[0022]2)計算kQ的改變量Λ k，
[0023]3)計算變化狀態下的電調衰減器的控制電壓V，
[0024]4)計算V。的改變量Δν,
[0025]5)調整Λν，使Av產生初始衰減量Ltl (dB的電調衰減器的衰減調整增量Λ L (dB)等于虛擬增益電橋自動增益控制系統的dB框圖系統的輸出功率P-JdBm)的改變量AP0Ut(dB)。
[0026]以上步驟最終實現Pwt (dBm) =Poutj0 (dBm)，即使虛擬增益電橋自動增益控制系統的輸出功率獲得高度穩定。
[0027]本發明的優點是在系統增益調整的應用中能夠保證輸出功率的高度穩定性，具有高精度和高可靠性，并且本發明實現的電路簡單，實施的成本低，具有較強的實用價值和現實意義。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0028]圖1是本發明的虛擬增益電橋自動增益控制系統的示意圖；
[0029]圖2是本發明的虛擬增益電橋自動增益控制系統的dB框圖系統的示意圖；
[0030]圖3是本發明的虛擬增益電橋的增益誤差電橋的示意圖；
[0031]圖4是基于圖1中的虛擬增益電橋自動增益控制系統的具體功能實現系統的示意圖；
[0032]圖5是圖4中的系統的輸出功率的三維仿真曲面圖；
[0033]圖6是圖5曲面在輸出功率擾動量方向的投影圖；
[0034]圖7是圖5曲面在輸入功率方向的投影圖。
【具體實施方式】
[0035]下面結合附圖和實施例對本發明進行詳細描述。
[0036]本發明用于控制虛擬增益電橋自動增益控制系統的輸出功率，使虛擬增益電橋自動增益控制系統的輸出功率達到高精度穩定。圖1中是本發明的虛擬增益電橋自動增益控制系統的示意圖，同時圖1也是本發明的基于虛擬增益電橋的自動增益控制方法的原理示意圖，圖中的61、62、63和1^代表增益，而不是電阻。本發明的核心不是控制虛擬增益電橋自動增益控制系統的輸出功率的改變量，而是控制虛擬增益電橋自動增益控制系統的輸出功率的相對改變量。本發明的基于虛擬增益電橋的自動增益控制方法采用電調衰減器作為增益調整器件，按照電調衰減器的控制-衰減特性設計增益控制算法，使增益控制算法產生的控制電壓分貝值的改變量等于圖1中的虛擬增益電橋自動增益控制系統的輸出功率的分貝值的改變量，用這個方法精確控制電調衰減器的衰減調整量，使電調衰減器的衰減調整量等于虛擬增益電橋自動增益控制系統的輸出功率的分貝值的改變量，再利用電調衰減器的衰減量的分貝值的調整量與虛擬增益電橋自動增益控制系統的輸出功率的分貝值的改變量大小相等、特性相反從而可以相互抵消的原理，使圖1中的虛擬增益電橋自動增益控制系統的輸出功率獲得動態穩定。圖4是基于圖1中的虛擬增益電橋自動增益控制系統的具體功能實現系統的示意圖，所以，圖4中的系統看似是一個開環的增益控制系統，但實際上是一個能實現閉環功能的開環的增益控制系統。
[0037]本發明中的所有參量有兩種狀態下的值:(1)正常狀態下的值，設定正常狀態下的參量即理論計算值帶有角標O ; (2)變化狀態下的值，設定變化狀態下的參量即實際測量值不帶角標O。
[0038]圖1中，Pimtl是正常狀態下的虛擬增益電橋自動增益控制系統的輸入功率，單位為mW 是虛擬增益電橋自動增益控制系統的信道所有增益以及所有增益變化的總合；L是電調衰減器的增益，L〈l，L也稱為電調衰減器的衰減量;P0Ut是虛擬增益電橋自動增益控制系統的輸出功率，單位為mW ;+是虛擬除法運算；G2和G3分別是虛擬增益電橋自動增益控制系統的虛擬參考支路和虛擬比較支路的虛擬增益，G2 = G3 = g ；pr和p。分別是虛擬增益電橋自動增益控制系統的虛擬參考支路和虛擬比較支路的虛擬輸出功率，Pr=Pinj0.G3,Pc=Pout -G4傳遞電壓；va是電調衰減器的控制電壓；運算處理I是將AGC傳遞電壓a轉換成電調衰減器需要的控制電壓va。
[0039]圖1中的虛擬增益電橋自動增益控制系統的傳遞函數等于實線段路徑的總增益G,
[0040]
【權利要求】
1.基于虛擬增益電橋的自動增益控制方法，其特征在于，其核心不是控制虛擬增益電橋自動增益控制系統的輸出功率的改變量，而是控制虛擬增益電橋自動增益控制系統的輸出功率的相對改變量，即采用電調衰減器作為增益調整器件，按照電調衰減器的控制-衰減特性設計增益控制算法，使增益控制算法產生的控制電壓的改變量恰好等于虛擬增益電橋自動增益控制系統的輸出功率的分貝值的改變量，用這個控制電壓的改變量精確控制電調衰減器的衰減調整量，使電調衰減器的衰減調整量等于虛擬增益電橋自動增益控制系統的輸出功率的分貝值的改變量，再利用電調衰減器的衰減量的分貝值的調整量與功率分貝值的改變量大 小相等、特性相反從而可以相互抵消的原理，使虛擬增益電橋自動增益控制系統的輸出功率獲得高度穩定。
2.根據權利要求1所述的基于虛擬增益電橋的自動增益控制方法，其特征在于，包括:以下步驟: 步驟1: 1)設定虛擬增益電橋自動增益控制系統的輸入功率Pin,0，確定虛擬增益電橋自動增益控制系統的dB框圖系統的輸入功率Pimtl(ClBm)； 2)設定虛擬增益電橋自動增益控制系統的信道的所有增益以及所有增益變化的總合增益G1,μ確定虛擬增益電橋自動增益控制系統的dB框圖系統的Gu(ClB)； 3)設定電調衰減器的初始衰減量Ltl(dB)； 4)設定虛擬增益電橋自動增益控制系統的輸出功率Ptjut,μ確定虛擬增益電橋自動增益控制系統的dB框圖系統的輸出功率PtjuU(ClBm)； 步驟2: 1)計算正常狀態下的虛擬增益電橋自動增益控制傳遞電壓4，簡稱AGC傳遞電壓1?； 2)調整電調衰減器的控制電壓Vtl，得到電調衰減器的初始衰減量Ltl(dB)； 步驟3: 1)計算變化狀態下的AGC傳遞電壓k， 2)計算1?的改變量Ak， 3)計算變化狀態下的電調衰減器的控制電壓V， 4)計算Vci的改變量ΔV, 5)調整Λν，使ΛV產生初始衰減量Ltl(ClB)的電調衰減器的衰減調整增量AL(dB)等于虛擬增益電橋自動增益控制系統的dB框圖系統的輸出功率P-JdBm)的改變量AP0Ut(dB)； 以上步驟最終實現Pwt (dBm) =Pout,0 (dBm)，即使虛擬增益電橋自動增益控制系統的輸出功率獲得高度穩定。
【文檔編號】G05F1/66GK103558897SQ201310579373
【公開日】2014年2月5日 申請日期:2013年11月18日 優先權日:2013年11月18日
【發明者】梁淮寧 申請人:梁淮寧