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摘 要：针对无线通信中接收信号的大动态范围和接收机的高增益，需要采用自动增益控制（AGC）系统对接收信号进行处理，保证接收链路的线性和AD采样信号幅度不会饱和。在两次变频超外差架构接收机中，提出了射频/中频双AGC策略，即AGC电路设计在链路前端射频和后端中频分别开展，共同实现大动态信号AGC控制。根据接收机链路工作指标，建立了接收机的链路架构，分析了链路AGC的起控策略、动态范围和稳定时间。通过仿真与实测分析，接收信号在由小变大和由大变小幅度突变的情况下，链路中频信号的输出电平维持恒定，AGC响应能在规定时间达到稳定，AGC控制电平范围超过120dB。
关键词：接收机；自动增益控制；AGC；超外差；大动态；电路设计
doi：10.12045/j.issn.1007-3043.2026.05.009
引言
无线通信系统受发射功率、收发距离、电波传播衰落、电磁环境干扰等因素的影响，接收机收到的信号电平动态范围通常很大，达数十dB甚至超过100dB[1]。而接收机能处理的信号电平范围有限，过强的信号将造成链路饱和或阻塞；信号太弱时，载噪比过低导致AD无法采样到有用信号[2]。在实际通信中，为了保证接收机输出中频信号幅度和信号质量，需要对接收机链路的增益进行有效的控制。常用的控制手段包括对数放大器和环路AGC。对数放大器能对输入信号进行对数压缩，响应速度快，但仅能用于恒包络信号，对于非恒包络信号（如调幅、QPSK等），会使得信号幅度信息丢失，导致信号失真。而环路AGC不受信号调制方式的限制，更具有通用性，能适用于各种应用场景。
通信接收机的AGC按照实现方式可分为数字AGC和模拟AGC。数字AGC[3-7]主要通过对链路特定点的电平幅度进行检波，输出检波电压到AD进行采样，然后通过FPGA进行控制策略计算，输出控制电平来控制数控衰减器实现步进衰减。而模拟AGC[8-11]主要通过输出信号与给定参考信号的误差来调节接收通道增益[12]，通常不需要后端数字电路的参与，可以实现在模拟域自闭环。模拟AGC的增益调节可通过2个方面来实现，一是衰减器的可控衰减，二是放大器的可变增益。通过负反馈系统控制通道增益随着输入信号的增加而降低，保证中频输出信号幅度维持在一个恒定的水平[12-14]。
模拟AGC相比于数字AGC，架构复杂度和硬件成本相对较低，不需要AD和FPGA的参与，也不需要复杂的逻辑算法。因此，本文基于模拟AGC，提出了一种基于超外差架构的大动态接收机AGC设计方法。首先对接收机相关指标进行分解，得出AGC链路设计需要的起控策略、动态范围和稳定时间要求。然后对接收机的射频部分链路和中频部分链路分别展开AGC电路设计，使得输入信号电平在大动态变化时，接收机的前端和后端都工作在线性区域，输出中频信号能维持在AD可采的范围内。最后，建立了仿真模型对链路的动态响应能力和AGC稳定时间进行了仿真分析，并通过对实际模块进行测试，验证了此AGC方案的可行性。
