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【摘 要】随着无线通信技术的发展，频谱资源越来越紧张，无线通信环境也越来越恶劣。在大多数场合下，制约接收机性能的关键因素已不是其灵敏度的高低，而是接收机动态范围的大小。本文提出了几种扩展接收机动态范围的技术，使得接收机具有高度的灵活性和优异的接收性能。
【关键词】动态范围；放大器；自动增益控制
1 引言
2.1 多片ADC并行采样技术
由（1）式可见，要提高ADC的动态范围，必须增加ADC的转换位数或提高其采样速率。然而对单片ADC而言，高速和高分辨率往往不可兼得。因此，以多片ADC芯片构建高速高分辨率的采集系统是提高ADC动态范围的主要手段之一。ADC并行采集技术主要有两大类，一是时间交替并行采集技术，另一种是基于滤波器组的并行采集技术，基于滤波器组的ADC并行采集技术由于实现困难，目前还处于研究实验阶段，而时间交替并行采集技术是并行采集技术的主流，并己有商业产品出现。
ADC并行交替采集系统利用M片采样速率/M的ADC进行前端并行逐次采样，后端拼接的技术使整个采集系统的等效采样率达到，如图2所示。图中的延迟时间为T=1/，多片低速率高分辨率的ADC并行采样，在后端合成数据使系统的采样速率提高了M倍，而分辨率保持了低速ADC芯片的数值，解决了单片ADC芯片中速率与分辨率的矛盾。在实际的工程应用中，由于ADC制造工艺和电路板布线不能完全一样，将引入通道失配误差，误差使得采样后的信号成为非均匀采样，因此必须加以校正，否则会影响整个ADC系统的性能。
2.2 引入PGA
根据ADC动态范围的原始定义可知，要提高动态范围，可以在逐次逼近型ADC前端添加低噪声PGA（Programmable Gain Amplifier），通过调理输入信号来实现满量程。系统的本底噪声主要表现为前端PGA的输入噪声，这又取决于PGA的增益设置。如果信号太大，就会超出ADC的量程；如果信号太小，又会淹没在ADC的量化噪声之中。
3 射频前端动态范围扩展
接收机射频前端电路的动态范围也是整体动态范围的限制因素之一。射频前端的信号通路都是由模拟器件组成，例如低噪声放大器、混频器等，器件的噪声越低，线性度越高，则其动态范围就越大。而在实际电路设计中，受限于器件的自身特性，低噪声和高线性度很难同时实现，扩展其动态范围具有一定的难度。
3.1 LNA动态范围的扩展
3.2 AGC技术
一般而言，接收机需要接收的信号强度变化范围很大，因此自动增益控制（AGC）系统是接收机设计中非常必要的一环。随着接收机前端电路的输入信号强度发生变化，AGC根据信号的大小进行负反馈控制以保证射频前端各级放大器、混频器不进入饱和状态。
对于多级AGC系统而言，还存在控制上的先后顺序问题。AGC控制以最小噪声系数为原则，及在减小增益时首先控制中频增益，当中频增益控制量达到一定程度后，再去控制射频端的增益；在放开增益时首先放开射频端的增益，然后再放开中频端增益。
4 结束语
综上所述，在进行接收机设计时，应在接收机灵敏度满足系统要求的前提下，综合考虑射频前端和中频ADC的动态范围，合理分配各级的增益，利用AGC技术对各级增益进行有效控制，以达到接收机对灵敏度和动态范围的实际使用需求。
参考文献：
[1]王洪.宽带数字接收机关键技术研究及系统实现.电子科技大学博士学位论文.2007.
[2]杨小牛，楼才义，徐建良. 软件无线电原理与应用. 北京：电子工业出版社，2001.
[3 ]张玉兴. 射频模拟电路. 北京：电子工业出版社，2001.
作者简介：
郭昭杨（1976-），男，重庆人，2000年毕业于华中科技大学电子与信息工程系获学士学位，主要研究方向为航空通信。
【关键词】动态范围；放大器；自动增益控制
1 引言
2.1 多片ADC并行采样技术
由（1）式可见，要提高ADC的动态范围，必须增加ADC的转换位数或提高其采样速率。然而对单片ADC而言，高速和高分辨率往往不可兼得。因此，以多片ADC芯片构建高速高分辨率的采集系统是提高ADC动态范围的主要手段之一。ADC并行采集技术主要有两大类，一是时间交替并行采集技术，另一种是基于滤波器组的并行采集技术，基于滤波器组的ADC并行采集技术由于实现困难，目前还处于研究实验阶段，而时间交替并行采集技术是并行采集技术的主流，并己有商业产品出现。
ADC并行交替采集系统利用M片采样速率/M的ADC进行前端并行逐次采样，后端拼接的技术使整个采集系统的等效采样率达到，如图2所示。图中的延迟时间为T=1/，多片低速率高分辨率的ADC并行采样，在后端合成数据使系统的采样速率提高了M倍，而分辨率保持了低速ADC芯片的数值，解决了单片ADC芯片中速率与分辨率的矛盾。在实际的工程应用中，由于ADC制造工艺和电路板布线不能完全一样，将引入通道失配误差，误差使得采样后的信号成为非均匀采样，因此必须加以校正，否则会影响整个ADC系统的性能。
2.2 引入PGA
根据ADC动态范围的原始定义可知，要提高动态范围，可以在逐次逼近型ADC前端添加低噪声PGA（Programmable Gain Amplifier），通过调理输入信号来实现满量程。系统的本底噪声主要表现为前端PGA的输入噪声，这又取决于PGA的增益设置。如果信号太大，就会超出ADC的量程；如果信号太小，又会淹没在ADC的量化噪声之中。
3 射频前端动态范围扩展
接收机射频前端电路的动态范围也是整体动态范围的限制因素之一。射频前端的信号通路都是由模拟器件组成，例如低噪声放大器、混频器等，器件的噪声越低，线性度越高，则其动态范围就越大。而在实际电路设计中，受限于器件的自身特性，低噪声和高线性度很难同时实现，扩展其动态范围具有一定的难度。
3.1 LNA动态范围的扩展
3.2 AGC技术
一般而言，接收机需要接收的信号强度变化范围很大，因此自动增益控制（AGC）系统是接收机设计中非常必要的一环。随着接收机前端电路的输入信号强度发生变化，AGC根据信号的大小进行负反馈控制以保证射频前端各级放大器、混频器不进入饱和状态。
对于多级AGC系统而言，还存在控制上的先后顺序问题。AGC控制以最小噪声系数为原则，及在减小增益时首先控制中频增益，当中频增益控制量达到一定程度后，再去控制射频端的增益；在放开增益时首先放开射频端的增益，然后再放开中频端增益。
4 结束语
综上所述，在进行接收机设计时，应在接收机灵敏度满足系统要求的前提下，综合考虑射频前端和中频ADC的动态范围，合理分配各级的增益，利用AGC技术对各级增益进行有效控制，以达到接收机对灵敏度和动态范围的实际使用需求。
参考文献：
[1]王洪.宽带数字接收机关键技术研究及系统实现.电子科技大学博士学位论文.2007.
[2]杨小牛，楼才义，徐建良. 软件无线电原理与应用. 北京：电子工业出版社，2001.
[3 ]张玉兴. 射频模拟电路. 北京：电子工业出版社，2001.
作者简介：
郭昭杨（1976-），男，重庆人，2000年毕业于华中科技大学电子与信息工程系获学士学位，主要研究方向为航空通信。