為了滿足系統(tǒng)對(duì)動(dòng)態(tài)范圍和靈敏度的要求，信號(hào)在通過LNA 后，設(shè)計(jì)了增益控制鏈路。該鏈路由驅(qū)動(dòng)放大器和AGC 構(gòu)成。通過后端的功率檢測(cè)，當(dāng)小功率信號(hào)接收下來(lái)時(shí)，通過改變AGC 的控制電壓減小衰減量，當(dāng)大功率信號(hào)接收下來(lái)時(shí)增加衰減值，以提高接收機(jī)的動(dòng)態(tài)范圍指標(biāo)。如下圖所示：

圖2、AGC 電路原理圖

3.2、接收機(jī)本振鎖相環(huán)路的設(shè)計(jì)

圖3、瑣相環(huán)原理圖

接收機(jī)通過混頻實(shí)現(xiàn)射頻變頻到基帶，而且采用的是超外差式結(jié)構(gòu)的接收機(jī)，因此在本設(shè)計(jì)中我們需要設(shè)計(jì)兩個(gè)本振源。系統(tǒng)設(shè)計(jì)要求本振信號(hào)頻率精度和穩(wěn)定度高，相位噪聲小，所以選擇鎖相環(huán)實(shí)現(xiàn)本振生成。鎖相環(huán)是一種建立在相位負(fù)反饋基礎(chǔ)之上的閉環(huán)控制系統(tǒng)^[5]，對(duì)相位噪聲和雜散具有很好的抑制作用，在電視，儀器，通信等領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用。該接收機(jī)本振設(shè)計(jì)我們采用ADI 公司的瑣相環(huán)系列芯片^[6-7]做本振的設(shè)計(jì)，其可應(yīng)用于無(wú)線射頻通信系統(tǒng)，是性價(jià)比很高的電荷泵鎖存芯片。

在設(shè)計(jì)中，通過編寫程序由單片機(jī)實(shí)現(xiàn)提供給瑣相環(huán)的CLOCK，DATA 和LE 信號(hào)，在頻率合成器芯片內(nèi)部完成參考晶振R 分頻和壓控振蕩器N 分頻相位的比較，并且轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的線性電壓后，經(jīng)過3 階環(huán)路濾波器濾出高頻干擾信號(hào)后，得到一個(gè)穩(wěn)定電壓來(lái)控制壓控振蕩器的輸出，最終的信號(hào)頻率通過兩個(gè)鎖相芯片被分別鎖定在第一和第二本振頻率上。

圖4、第二本振的瑣相環(huán)入瑣過程

從圖4，第二本振的入鎖過程我們可以看到瑣相環(huán)的入鎖時(shí)間在40us 左右，滿足要求。采用單片機(jī)提供鎖相的控制字的優(yōu)點(diǎn)就在于：利于及時(shí)修改，便于操作。下面是本振的實(shí)際電路圖，包括第一本振鎖相芯片和第二本振鎖相芯片，其共用一個(gè)10MHz 的晶振：

圖5 實(shí)際的第一、第二本振電路圖

3.3、解調(diào)

接收機(jī)解調(diào)部分采用AD 公司的解調(diào)芯片，該芯片工作頻率從50MHz 到1000MHz，包括正交下變頻器，內(nèi)置可控增益放大器和偏置電路。其內(nèi)置VGA，控制電壓由外部提供并可調(diào)增益大小，增益可調(diào)范圍為44dB。

輸入芯片的中頻信號(hào)為了滿足芯片的輸入功率要求，加入了功率驅(qū)動(dòng)放大鏈路，經(jīng)放大后輸入解調(diào)芯片的功率約為-40dBm 左右。因?yàn)榻庹{(diào)芯片對(duì)第二本振信號(hào)內(nèi)置了二分頻器，所以第二本振信號(hào)頻率應(yīng)該是所需頻率的兩倍。

輸出的I/Q 兩路信號(hào)分別再經(jīng)過運(yùn)放電路進(jìn)行放大，最終輸出給數(shù)字基帶部分進(jìn)行處理^[8-9]。

4、實(shí)際測(cè)試結(jié)果

實(shí)際測(cè)時(shí)，輸入信號(hào)頻率為831MHz，通過在單片機(jī)編寫控制字程序設(shè)置第一本振和第二本振的輸出頻率，第一次混頻后得到的中頻信號(hào)頻率為140MHz，第二次混頻后解調(diào)輸出頻率為1MHz 的I/Q 兩路信號(hào)。本振的輸出信號(hào)如下圖所示：

圖6、（a）第一本振輸出（b）第二本振輸出