设计一种可应用于GPS/BDS兼容导航接收机的自动增益控制系统。在SMIC 0.18μm CMOS工艺下,可编程增益放大器动态范围达到59d B,系统输出功率误差不超过3.671d Bm。用于导航接收机的高动态低功耗AGC系统设计第38卷第3期图1AGC系统工作原理F增益是控制电压cV的函数，记为cF(V)，可得其输入输出关系为outincVVF(V)（1）设由cV到outV的传递函数为H(s)，根据传递函数的定义，有假设H(s)等于常数1K，环路输出outV最终稳定在常数2K，可以得式（5）可知函数cF(V)的一阶导数与其本身成正比，可知其为指数函数1c2c3()eKVKFVK（6）其中3K为一常数。式（6低功耗AGC系统设计-数控滚圆机滚弧机张家港电动数控滚圆机滚弧机折弯机）取对数可得31cc2lg()(lge)KKFVVK（7）AGC的环路增益为G(s)P(s)H(s)（8）其中P(s)为峰值检测电路的传递函数，其值与inV无关。可知当VGA的增益cF(V)与控制电压cV成dB线性时，亦即式（7）成立时，H(s)为一与inV无关的常数，此时AGC的环路增益恒定。本文设计一种基于可编程增益放大器的自动控制系统，采用动态范围更大、控制精度更高的PGA代替VGA，并将峰值检测与参考电压比较电路放入数字基带处理，显著提高了增益控制的动态范围并降低了系统功耗。如图2所示，该系统由可编程增益放大器、模数转换器、SPI接口以及数字基带组成。中频信号经由PGA放大之后同时输入到两个三位ADC中，本文由公司网站滚圆机网站采集转载中国知网资源整理!www.gunyuanji.name同时PGA和两个ADC通过SPI接口与数字基带完成交互。数字基带首先通过寄存器存储的上一循环PGA增益确定ADC1的量化图2自动增益控制系统结构 低功耗AGC系统设计-数控滚圆机滚弧机张家港电动数控滚圆机滚弧机折弯机导航接收机的高动态低功耗AGC系统设计第38卷第3期PGA的增益范围为12dB~47dB，并可以以1dB为步长变化。图7展示了输入输出功率关系曲线，这里我们选取了12dB~47dB之间的13个不同增益值为代表。图8描述了PGA的实际测量增益与数字控制字规范增益之间的关系，并画出了增益误差曲线。可见在全部59dB的增益动态范围内，PGA的增益误差不超过0.28dB。表2列出了本文PGA性能与其他相关文献的比较结果，可见本PGA具有优秀的增益动态范围和线性增益误差性能。图7不同增益下PGA输入输出关系曲4]文献[5]本文工艺小增益步长（dB）6111增益误差（dB）0.10.350.28芯片面积（mm2）0.250.10.30.40.2图9描述了整个AGC系统的工作性能。从曲线中可以看出，在输入动态范围达到50dBm的情况下，AGC系统可以将输出功率限制在10.716dBm~7.045dBm之间。AGC系统使用了两个3位ADC来替代一个7位ADC，使系统功耗从700.8mW降至91.1mW本文由公司网站滚圆机网站采集转载中国知网资源整理!www.gunyuanji.name