RU2022451C1 - Automatic gain control device - Google Patents

Abstract

FIELD: radio engineering. SUBSTANCE: device has adjustable-gain amplifier 1, steady dispersion evaluator unit 2, comparators 3, code convertor 4, digital integrator 8, and digital-to- analog converter 9. EFFECT: improved accuracy due to gain control step adaptive to changes in noise dynamic range. 2 dwg

Description

Изобретение относится к радиотехнической промышленности и может быть использовано в радиоприемных устройствах, работающих в широком динамическом диапазоне и в условиях воздействия импульсных помех. The invention relates to the radio industry and can be used in radio receivers operating in a wide dynamic range and under the influence of impulse noise.

Целью изобретения является повышение точности. The aim of the invention is to increase accuracy.

На фиг. 1 представлена структурная электрическая схема устройства автоматической регулировки усиления (АРУ); на фиг.2 - временные диаграммы, иллюстрирующие работу устройства АРУ. In FIG. 1 is a structural electrical diagram of an automatic gain control (AGC) device; figure 2 is a timing diagram illustrating the operation of the AGC device.

Устройство АРУ содержит усилитель 1 с регулируемым коэффициентом усиления, блок устойчивого оценщика дисперсии 2, компараторы 3, преобразователь кодов 4, цифровой интегратор 5 и цифро-аналоговый преобразователь (ЦАП) 6. The AGC device contains an amplifier 1 with an adjustable gain, a stable dispersion estimator 2, comparators 3, a code converter 4, a digital integrator 5 and a digital-to-analog converter (DAC) 6.

Устройство АРУ работает следующим образом. The AGC device operates as follows.

На вход усилителя 1 поступает сигнал U₁ (см. фиг.2,а) и с его выхода поступает на блок устойчивого оценщика дисперсии 2. Этот сигнал представляет собой аддитивную смесь гауссовского шума и импульсной помехи. На интервале 0 - t₁ на вход усилителя 1 поступает гауссовский шум с дисперсией δ²= 1, на интервале t₁ - t₂ - импульсная помеха с амплитудой U_п = 1,5 В, на интервале t₂ - t₃ - гауссовский шум с дисперсией δ²= 2 (см. фиг. 2,а).The signal U _{1 is} input to the amplifier 1 input (see Fig. 2, a) and from its output it goes to the stable dispersion estimator 2. This signal is an additive mixture of Gaussian noise and impulse noise. In the interval 0 - t _1, the input of amplifier 1 receives Gaussian noise with a dispersion of δ ² = 1, in the interval t ₁ - t ₂ - pulse noise with an amplitude U _p = 1.5 V, in the interval t ₂ - t ₃ - Gaussian noise with a dispersion of δ ² = 2 (see Fig. 2, a).

Сигнал U₂ (см. фиг.2,а), соответствующий устойчивой оценке дисперсии входного сигнала U, с выхода блока устойчивого оценщика дисперсии 2 поступает на входы N компараторов 3. Напряжение U_оп, поданные на опорные входы компараторов 3, разбивают динамический диапазон сигнала U₂ на N+1 зону, причем благодаря неравномерной расстановке опорных напряжений U_оп можно добиться такой аппроксимации функции y = f (U₂), что будет минимизирован некоторый заранее выбранный критерий качества, например вероятность пропуска импульсного сигнала.The signal U ₂ (see Fig. 2, a), corresponding to a stable estimation of the variance of the input signal U, is output from the output of the stable dispersion evaluator 2 to the inputs of N comparators 3. The voltage U _op applied to the reference inputs of the comparators 3 divide the dynamic range of the signal U ₂ into the N + 1 zone, and due to the uneven arrangement of the reference voltages U _op, it is possible to achieve such an approximation of the function y = f (U ₂ ) that some pre-selected quality criterion will be minimized, for example, the probability of missing a pulse signal.

В случае превышения сигналом U₂ i-го опорного напряжения на выходе i-го компаратора 3 устанавливается логическая единица, если же уровень сигнала U₂ меньше i-го опорного напряжения, то на выходе i-го компаратора 3 - логический ноль. Таким образом, на выходах компараторов устанавливается N-разрядный двоичный код зоны, определяющий, в какой зоне динамического диапазона находится сигнал U₂.If the signal U ₂ exceeds the i-th reference voltage, the logic unit is set at the output of the i-th comparator 3, if the signal level U _{2 is} less than the i-th reference voltage, then the logic zero is at the output of the i-th comparator 3. Thus, at the outputs of the comparators, an N-bit binary area code is set, which determines in which zone of the dynamic range the signal U ₂ is located.

Преобразователь кодов 4 преобразует N-разрядный двоичный код зоны в М-разрядный двоичный код шага регулирования, который и поступает на цифровой интегратор 5, осуществляющий операции суммирования текущего значения М-разрядного двоичного кода с кодом состояния цифрового интегратора 5 на предыдущем шаге регулирования. В случае, если полученный в результате суммирования код выходит за минимальные или максимальные граничные значения, то значение кода цифрового интегратора 5 устанавливается соответствено в минимальное или максимальное допустимые значения. The code converter 4 converts the N-bit binary code of the zone into the M-bit binary code of the control step, which is fed to the digital integrator 5, which performs operations of summing the current value of the M-bit binary code with the status code of the digital integrator 5 in the previous control step. If the code obtained as a result of summation goes beyond the minimum or maximum boundary values, then the code value of the digital integrator 5 is set to the minimum or maximum allowable values, respectively.

После прохождения через ЦАП 6 код цифрового интегратора преобразуется в аналоговое напряжение регулирования, поступающее на управляющий вход усилителя 1 и изменяющее его коэффициент усиления. After passing through the DAC 6, the code of the digital integrator is converted to an analog regulation voltage supplied to the control input of amplifier 1 and changing its gain.

Сигнал U₃ на выходе усилителя 1 представлен на фиг.2,б.The signal U ₃ at the output of the amplifier 1 is presented in figure 2, b.

Claims (1)

УСТРОЙСТВО АВТОМАТИЧЕСКОЙ РЕГУЛИРОВКИ УСИЛЕНИЯ, содержащее усилитель с регулируемым коэффициентом усиления, измеритель дисперсии, подключенный к выходу усилителя с регулируемым коэффициентом усиления, и интегрирующий элемент, отличающийся тем, что , с целью повышения точности, в него введены N компараторов, информационные входы которых подключены к выходу измерителя дисперсии, а опорные входы являются входами опорных сигналов U_on, причем величины опорных сигналов выбраны так, что u_опi - u_опi+1 ≠ u_опi - u_опi+1 , преобразователь кодов, входы которого подключены к выходам компараторов, и цифроаналоговый преобразователь, включенный между выходом интегрирующего элемента, выполненного в виде цифрового интегратора, и управляющим входом усилителя с регулируемым коэффициентом усиления, выходы преобразователя кодов подключены к входам цифрового интегратора, а измеритель дисперсии выполнен в виде блока устойчивого оценщика дисперсии.AUTOMATIC ADJUSTMENT DEVICE DEVICE, comprising an amplifier with adjustable gain, a dispersion meter connected to the output of an amplifier with adjustable gain, and an integrating element, characterized in that, in order to improve accuracy, N comparators are introduced into it, the information inputs of which are connected to the output dispersion measuring and reference inputs are inputs a reference signal U _on, wherein the magnitude reference signals are chosen so that _opi u - u _{+ 1 opi opi} ≠ u - u _{+ 1 opi,} code converter, the inputs to the which are connected to the outputs of the comparators, and a digital-to-analog converter connected between the output of the integrating element, made in the form of a digital integrator, and the control input of the amplifier with an adjustable gain, the outputs of the code converter are connected to the inputs of the digital integrator, and the dispersion meter is made in the form of a block of a stable dispersion evaluator .

Images