CN107947811A - 一种增益调节控制方法及装置 - Google Patents
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Abstract
本申请提供了一种增益调节控制方法及装置,其中,该方法包括对接收的可编程增益放大器输出的卫星信号进行模数转换,获取模数转换后的卫星信号幅度的高电平的计数值;根据所述计数值以及预先设置的增益策略,确定所述计数值对应的增益策略;基于所述增益策略对所述可编程增益放大器进行增益调节。通过该方法将卫星信号由模拟信号转换为数字信号,避免了传统的模拟AGC电路中的电荷泵产生电压纹波而导致增益调节的控制精确性不高的问题,并根据卫星信号幅度的高电平的计数值以及预先设置的增益策略,基于与计数值对应的增益策略对可编程增益放大器进行调节更加精确,提高了增益调节的控制精度。
Description
技术领域
本申请涉及增益调节控制领域,具体而言,涉及一种增益调节控制方法及装置。
背景技术
导航接收机为接收全球定位***卫星信号并确定地面空间位置的仪器,由于外界环境变化和干扰的影响,因此接收到的卫星信号强度变化较大,为了正确解调强弱不同的卫星信号,接收机需要能够根据接收的卫星信号强弱自动调节增益,以使进行增益处理后的卫星信号能够满足后续分析和处理的需要。
目前,一般采用模拟的自动增益控制电路(Automatic gain control,AGC)对接收机增益进行自动调节,即通过接收的卫星信号强度控制自动增益控制电路中的电荷泵产生的电流,利用电流在电容上积分并整流得到输出的直流电压,基于输出的直流电压大小实现对自动增益控制电路中的可变增益放大器(Variable Gain Amplifier,VGA)的增益调节。
但该增益调节方法,由于电荷泵输出的直流电压是经过电流积分以及整流得到的,使得输出的直流电压不可避免地叠加有交流分量,从而形成电压纹波,导致可变增益放大器的增益调节的抖动,使得增益调节的控制精确性不高。
发明内容
有鉴于此,本申请实施例的目的在于提供一种增益调节控制方法及装置,以解决上述模拟AGC电路的增益调节的控制精确性不高的问题。
第一方面,本申请实施例提供一种增益调节控制方法,包括:
对接收的可编程增益放大器输出的卫星信号进行模数转换,获取模数转换后的卫星信号幅度的高电平的计数值;
根据所述计数值以及预先设置的增益策略,确定所述计数值对应的增益策略;
基于所述增益策略对所述可编程增益放大器进行增益调节。
结合第一方面,本申请实施例提供了第一方面的第一种可能的实施方式,其中,所述获取模数转换后的卫星信号幅度的高电平的计数值包括:
在预先设置的第一预设时钟周期内,统计所述模数转换后的卫星信号幅度的高电平的计数值。
结合第一方面的第一种可能的实施方式,本申请实施例提供了第一方面的第二种可能的实施方式,其中,所述方法还包括:
在所述进行增益调节时进行计时;
在计时到预先设置的第二预设时钟周期后,执行所述在预先设置的第一预设时钟周期内,统计所述模数转换后的卫星信号幅度的高电平的计数值的步骤。
结合第一方面或第一方面的第一种或第二种可能的实施方式,本申请实施例提供了第一方面的第三种可能的实施方式,其中,所述根据所述计数值以及预先设置的增益策略,确定所述计数值对应的增益策略包括:
根据所述计数值查询包含计数区间与增益调节策略映射关系的增益策略,确定所述计数值对应的计数区间;
获取确定的计数区间映射的增益调节策略。
结合第一方面的第三种可能的实施方式,本申请实施例提供了第一方面的第四种可能的实施方式,其中,所述映射关系包括:
计数区间在预设的第一计数值之下,映射的增益调节策略为按照预设的正增益值进行增益调节;
计数区间在预设的第二计数值之上,映射的增益调节策略为按照预设的负增益值进行增益调节,所述第二计数值大于所述第一计数值;
计数区间在预设的第一计数值与第二计数值之间,映射的增益调节策略为按照预设的拟合公式进行增益调节。
结合第一方面的第四种可能的实施方式,本申请实施例提供了第一方面的第五种可能的实施方式,其中,上述拟合公式为:
ΔG=(336-CNTMAG)×11.4375÷256;
其中,ΔG为增益调节值;
CNTMAG为第一预设时钟周期内所述获取模数转换后的卫星信号幅度的高电平的计数值。
结合第一方面或第一方面的第一种或第二种可能的实施方式,本申请实施例提供了第一方面的第六种可能的实施方式,其中,所述基于所述增益策略对所述可编程增益放大器进行增益调节包括:
根据增益调节最小控制精度确定增益补偿量;
获取所述增益策略对应的增益调节值,计算所述增益补偿量与所述增益调节值的和值;
依据所述和值对所述可编程增益放大器进行增益调节。
第二方面,本申请实施例提供一种增益调节控制装置,包括:
获取模块,用于对接收的可编程增益放大器输出的卫星信号进行模数转换,获取模数转换后的卫星信号幅度的高电平的计数值;
确定模块,用于根据所述计数值以及预先设置的增益策略,确定所述计数值对应的增益策略;
调节模块,用于基于所述增益策略对所述可编程增益放大器进行增益调节。
结合第二方面,本申请实施例提供了第二方面的第一种可能的实施方式,其中,所述获取模块用于:
在预先设置的第一预设时钟周期内,统计所述模数转换后的卫星信号幅度的高电平的计数值。
结合第二方面的第一种可能的实施方式,本申请实施例提供了第二方面的第二种可能的实施方式,其中,所述装置还包括:
计时模块,用于在所述进行增益调节时进行计时;
在计时到预先设置的第二预设时钟周期后,由所述获取模块执行所述在预先设置的第一预设时钟周期内,统计所述模数转换后的卫星信号幅度的高电平的计数值的步骤。
本申请实施例提供的一种增益调节控制方法及装置,其中,该方法对接收的可编程增益放大器输出的卫星信号进行模数转换,通过获取模数转换后的卫星信号幅度的高电平的计数值,根据计数值以及预先设置的增益策略,确定计数值对应的增益策略并基于该增益策略对可编程增益放大器进行增益调节。通过该方法将卫星信号由模拟信号转换为数字信号,避免了传统的模拟AGC电路中的电荷泵产生电压纹波而导致增益调节的控制精确性不高的问题,并根据卫星信号幅度的高电平的计数值以及预先设置的增益策略,基于与计数值对应的增益策略进行调节更加精确,提高了增益调节的控制精度。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案,下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍,应当理解,以下附图仅示出了本申请的某些实施例,因此不应被看作是对范围的限定,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
图1示出了本申请实施例一所提供的一种增益调节控制方法的流程图;
图2示出了本申请实施例一所提供的一种增益调节控制方法的卫星信号幅度的高电平的计数值和增益调节值的关系曲线图;
图3示出了本申请实施例二所提供的一种增益调节控制装置的结构示意图。
具体实施方式
为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚,下面将结合本申请实施例中附图,对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例,而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本申请实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此,以下对在附图中提供的本申请的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本申请的范围,而是仅仅表示本申请的选定实施例。基于本申请的实施例,本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例,都属于本申请保护的范围。
考虑到现有技术中增益调节控制采用模拟AGC电路,由于电路中电荷泵输出的直流电压是经过电流积分以及整流得到的,使得输出的直流电压不可避免地叠加有交流分量,从而形成电压纹波,导致可变增益放大器的增益调节的抖动,导致增益调节的控制精确性不高。基于此,本申请实施例提供了一种增益调节控制方法及装置,下面通过实施例进行描述。
实施例一
本申请实施例提供一种增益调节控制方法,如图1所示为该增益调节控制方法的流程图,该方法包括:
步骤S101、对接收的可编程增益放大器输出的卫星信号进行模数转换,获取模数转换后的卫星信号幅度的高电平的计数值;
步骤S102、根据所述计数值以及预先设置的增益策略,确定所述计数值对应的增益策略;
步骤S103、基于所述增益策略对所述可编程增益放大器进行增益调节。
本申请实施例中,执行主体为数字控制器。
上述步骤S101中,对接收的可编程增益放大器输出的卫星信号通过模数转换器(Analog-Digital Converter,ADC)将模拟的卫星信号转换为数字的卫星信号,获取数字的卫星信号幅度的高电平的计数值。
由于ADC的采样率有限,多周期计数才能保证精确度,因此,本申请实施例中,在预先设置的第一预设时钟周期内,统计所述模数转换后的卫星信号幅度的高电平的计数值。
可选地,第一预设时钟周期可以设置为256、512、1024等;本申请实施例中通过数据分析,选取第一预设时钟周期为512,此时数字控制器的可调整增益为60dB,根据预先设置的算法得出不同的卫星信号强度下,卫星信号幅度的高电平的计数值与增益调节值的关系曲线,如图2所示,基于该关系曲线确定计数区间与增益调节策略映射关系,具体的:
对卫星信号幅度的高电平的计数值与增益调节值的关系曲线的分析,当增益调节值ΔG<-3dB时,该区间的卫星信号强度较弱,需要调节的增益的绝对值较大,此时可以将增益调节值按照固定的正增益值进行粗略调节;当ΔG>3dB时,该区间的卫星信号强度较强,需要调节的增益较大,此时可以将增益调节值按照固定的负增益值进行粗略调节;当-3dB<ΔG<3dB时,该区间的卫星信号强度接近于目标值,此时需要调节的增益较小,数字控制器需要计算出精准的增益调节值,此时可以按照预设的拟合公式对增益进行精细调节。通过对上述关系曲线的分析得出计数区间与增益调节策略映射关系的增益策略。
上述计数区间与增益调节策略映射关系的增益策略为:
计数区间在预设的第一计数值之下,映射的增益调节策略为按照预设的正增益值进行增益调节;
计数区间在预设的第二计数值之上,映射的增益调节策略为按照预设的负增益值进行增益调节,上述第二计数值大于上述第一计数值;
计数区间在预设的第一计数值与第二计数值之间,映射的增益调节策略为按照预设的拟合公式进行增益调节。
上述拟合公式为:
ΔG=(336-ΔCNTMAG)×11.4375÷256;
其中,ΔG为增益调节值;CNTMAG为第一预设时钟周期内所述获取模数转换后的卫星信号幅度的高电平的计数值。
可选地,根据所述计数值查询包含计数区间与增益调节策略映射关系的增益策略,确定所述计数值对应的计数区间;获取确定的计数区间映射的增益调节策略。根据不同计数区间的计数值与增益调节值的关系不同,本申请实施例中采用分段式多次循环调节的方法,使得调节结果更加准确。
具体的,以第一预设周期为512个时钟周期为例,设置卫星信号幅度的高电平的目标计数值为336。计数区间在第一计数值256之下,映射的增益调节策略为按照3dB进行增益调节;计数区间在第二计数值394之上,映射的增益调节策略为按照-3dB进行增益调节;计数区间在第一计数值256与第二计数值394之间,映射的增益调节策略为按照预设的拟合公式进行增益调节。
当上述卫星信号幅度的高电平计数值为280时,通过查询包含计数区间与增益调节策略映射关系的增益策略,确定上述计数值280对应的计数区间在256与394之间,按照预设的拟合公式计算出增益调节值ΔG为2.5dB。
可选地,本申请实施例中,考虑到卫星信号通过数字控制器后会产生噪声,噪声是指经过数字控制器后产生的卫星信号中并不存在的无规则的额外信息,该种信号不随卫星信号的变化而变化,卫星信号与噪声的比例为信噪比,因此信噪比越高越好,为了保证进行增益调节后的卫星信号强度高于目标卫星信号强度从而不影响信噪比,本申请实施例中提出在计算出增益调节值后增加增益补偿量。具体的:
根据增益调节最小控制精度确定增益补偿量;获取上述增益策略对应的增益调节值,计算上述增益补偿量与上述增益调节值的和值;依据上述和值对上述可编程增益放大器进行增益调节。上述增益调节最小控制精度为0.5dB,通过增加增益补偿量得到的和值对上述可编程增益放大器进行增益调节能够使调节后的卫星信号强度高于目标信号强度,提高信噪比。
可选地,在本申请实施例中,计算出增益调节值后,将增益调节值转换为二进制数,将该二进制数作为增益控制字发送至可编程增益放大器(Programmable GainAmplifier,PGA),根据增益控制字对PGA进行增益调节。
在上述基于增益策略对上述可编程增益放大器进行增益调节时进行计时;在计时到预先设置的第二预设时钟周期后,执行上述在预先设置的第一预设时钟周期内,统计上述模数转换后的卫星信号幅度的高电平的计数值的步骤。
具体的,基于增益策略对PGA进行增益调节需要一定的时间,因此数字控制器在此稳定等待状态下等待第二预设周期,以使PGA的信号输出达到稳定状态,即稳定等待状态下无需对卫星信号幅度的高电平的计数值进行统计。在一次调节周期内,数字控制器开始统计卫星信号幅度的高电平的计数值,经过第一预设时钟周期后,将统计出的上述计数值根据预先设置的增益策略确定出与计数值对应的增益策略后,进入稳定等待状态,开始重新计时,此时基于增益策略对上述可编程增益放大器进行增益调节,经过第二预设时钟周期后,该次调节周期完成,开始下一次调节周期。例如将第一预设时钟周期设为512,第二预设时钟周期为128;开始计时经过512个时钟周期后,数字控制器根据512个时钟周期内的卫星信号幅度的高电平的计数值以及预先设置的增益策略,确定上述计数值对应的增益策略之后,则进入增益调节的稳定等待状态,等待128个时钟周期后,完成一次调节周期,开始下一次调节周期。通过多次循环调节,使得调节结果准确度高。
通过上述分析可知,本申请实施例提供的一种增益调节控制方法,对接收的可编程增益放大器输出的卫星信号进行模数转换,避免了传统的模拟AGC电路中产生的纹波导致增益的控制精度低的问题,并对模数转换后的卫星信号幅度的高电平的计数值以及预先设置的增益策略,确定与计数值对应的增益策略后,基于增益策略对可编程增益放大器进行增益调节,提高了增益调节的控制精度。基于此,在预先设置的第一预设周期内,统计卫星信号幅度的高电平的计数值,能够保证采样的准确度,进而使基于该计数值确定的增益策略更加准确;本申请实施例中增加了增益补偿量,保证了调节后的卫星信号强度满足目标信号强度,提高信噪比。
上述为本申请实施例一提供的一种增益调节控制方法,基于同样的思想,本申请实施例二提供了一种增益调节控制装置。
实施例二
本申请实施例提供一种增益调节控制装置,如图3所示为本申请实施例二提供的增益调节控制装置的结构示意图,包括:
获取模块201,用于对接收的可编程增益放大器输出的卫星信号进行模数转换,获取模数转换后的卫星信号幅度的高电平的计数值;
确定模块202,用于根据所述计数值以及预先设置的增益策略,确定所述计数值对应的增益策略;
调节模块203,用于基于所述增益策略对所述可编程增益放大器进行增益调节。
上述获取模块201用于:在预先设置的第一预设时钟周期内,统计所述模数转换后的卫星信号幅度的高电平的计数值。
上述装置还包括:计时模块,用于在所述进行增益调节时进行计时;
在计时到预先设置的第二预设时钟周期后,由所述获取模块201执行所述在预先设置的第一预设时钟周期内,统计所述模数转换后的卫星信号幅度的高电平的计数值的步骤。
上述确定模块202具体用于:根据所述计数值查询包含计数区间与增益调节策略映射关系的增益策略,确定所述计数值对应的计数区间;
获取确定的计数区间映射的增益调节策略。
上述调节模块具体用于:根据增益调节最小控制精度确定增益补偿量;
获取所述增益策略对应的增益调节值,计算所述增益补偿量与所述增益调节值的和值;
依据所述和值对上述可编程增益放大器进行增益调节。
本申请实施例提供的一种增益调节控制方法及装置,其中,该方法对接收的可编程增益放大器输出的卫星信号进行模数转换,避免了传统的模拟AGC电路中产生的纹波导致增益的控制精度低的问题,并对模数转换后的卫星信号幅度的高电平的计数值以及预先设置的增益策略,确定与计数值对应的增益策略后,基于增益策略对可编程增益放大器进行增益调节,提高了增益调节的控制精度。基于此,在预先设置的第一预设周期内,统计卫星信号幅度的高电平的计数值,能够保证采样的准确度,进而使基于该计数值确定的增益策略更加准确;本申请实施例中增加了增益补偿量,保证了调节后的卫星信号强度满足目标信号强度,提高信噪比。
最后应说明的是:以上所述实施例,仅为本申请的具体实施方式,用以说明本申请的技术方案,而非对其限制,本申请的保护范围并不局限于此,尽管参照前述实施例对本申请进行了详细的说明,本领域的普通技术人员应当理解:任何熟悉本技术领域的技术人员在本申请揭露的技术范围内,其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改或可轻易想到变化,或者对其中部分技术特征进行等同替换;而这些修改、变化或者替换,并不使相应技术方案的本质脱离本申请实施例技术方案的精神和范围。都应涵盖在本申请的保护范围之内。因此,本申请的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。
Claims (10)
1.一种增益调节控制方法,其特征在于,包括:
对接收的可编程增益放大器输出的卫星信号进行模数转换,获取模数转换后的卫星信号幅度的高电平的计数值;
根据所述计数值以及预先设置的增益策略,确定所述计数值对应的增益策略;
基于所述增益策略对所述可编程增益放大器进行增益调节。
2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述获取模数转换后的卫星信号幅度的高电平的计数值包括:
在预先设置的第一预设时钟周期内,统计所述模数转换后的卫星信号幅度的高电平的计数值。
3.根据权利要求2所述的方法,其特征在于,所述方法还包括:
在所述进行增益调节时进行计时;
在计时到预先设置的第二预设时钟周期后,执行所述在预先设置的第一预设时钟周期内,统计所述模数转换后的卫星信号幅度的高电平的计数值的步骤。
4.根据权利要求1至3任一项所述的方法,其特征在于,所述根据所述计数值以及预先设置的增益策略,确定所述计数值对应的增益策略包括:
根据所述计数值查询包含计数区间与增益调节策略映射关系的增益策略,确定所述计数值对应的计数区间;
获取确定的计数区间映射的增益调节策略。
5.根据权利要求4所述的方法,其特征在于,所述映射关系包括:
计数区间在预设的第一计数值之下,映射的增益调节策略为按照预设的正增益值进行增益调节;
计数区间在预设的第二计数值之上,映射的增益调节策略为按照预设的负增益值进行增益调节,所述第二计数值大于所述第一计数值;
计数区间在预设的第一计数值与第二计数值之间,映射的增益调节策略为按照预设的拟合公式进行增益调节。
6.根据权利要求5所述的方法,其特征在于,所述拟合公式为:
ΔG=(336-CNTMAG)×11.4375÷256;
其中,ΔG为增益调节值;
CNTMAG为第一预设时钟周期内所述获取模数转换后的卫星信号幅度的高电平的计数值。
7.根据权利要求1至3任一项所述的方法,其特征在于,所述基于所述增益策略对所述可编程增益放大器进行增益调节包括:
根据增益调节最小控制精度确定增益补偿量;
获取所述增益策略对应的增益调节值,计算所述增益补偿量与所述增益调节值的和值;
依据所述和值对所述可编程增益放大器进行增益调节。
8.一种增益调节控制装置,其特征在于,包括:
获取模块,用于对接收的可编程增益放大器输出的卫星信号进行模数转换,获取模数转换后的卫星信号幅度的高电平的计数值;
确定模块,用于根据所述计数值以及预先设置的增益策略,确定所述计数值对应的增益策略;
调节模块,用于基于所述增益策略对所述可编程增益放大器进行增益调节。
9.根据权利要求8所述的装置,其特征在于,所述获取模块用于:
在预先设置的第一预设时钟周期内,统计所述模数转换后的卫星信号幅度的高电平的计数值。
10.根据权利要求9所述的装置,其特征在于,所述装置还包括:
计时模块,用于在所述进行增益调节时进行计时;
在计时到预先设置的第二预设时钟周期后,由所述获取模块执行所述在预先设置的第一预设时钟周期内,统计所述模数转换后的卫星信号幅度的高电平的计数值的步骤。
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