包志强，苏子昊，刘禹韬

(西安邮电大学 通信与信息工程学院，陕西 西安 710121)

幅值指数AGC的方法改进与FPGA实现

包志强，苏子昊，刘禹韬

(西安邮电大学 通信与信息工程学院，陕西 西安 710121)

摘要:设计一种改进的数字自动增益控制系统。基于自动增益控制环路和负反馈原理，采用指数的泰勒级数展开式直接对指数进行近似运算，在硬件中将除法运算简化为逻辑右移。仿真结果表明，该设计方法收敛速度快、硬件结构简单且资源消耗低。

关键词:自动增益控制；泰勒级数；数字电路

自动增益控制(Automatic Gain Control，AGC)可以调整收端信号的幅值，确保无线电传输系统工作在正常范围[1-3]。

AGC大多采用模拟电路[2-6]，实现和调试复杂、精度不高。目前,数字AGC方法[7]的硬件实现方法主要采用ROM来存储指数算法的数据，再经过查表法来得出输出数据，致使消耗较多硬件资源。本文拟采用泰勒级数有限阶展开运算逻辑来降低指数运算的复杂度，在FPGA实现过程中可直接对数据进行运算而避免建立ROM的一种改进的基于幅值指数AGC设计方法，达到简化FPGA设计、节省资源的目的。

1基于幅值指数数字AGC方法

自动控制增益系统[8-9]由门限比较、增益控制两部分组成，结构如图1所示。X(n)表示输入信号，通过匹配滤波器的输出信号Y(n)(n表示时间)与自定义的需求参考门限值R比较产生误差信号ε(n)，用误差信号乘以环路加权因子μ(μ<1)通过一阶延迟滤波得到累计误差A(n)(初始化A(1)=1)，再进行指数操作生成增益值A′(n)来调整系统输出信号的幅值，从而保证系统输出信号的稳定。在滤波过程中要求尽可能快地调整输入信号的幅值，使信号满足接收机的理想设计范围[4]。

图1　幅值指数的AGC环路

该方法是利用一个非线性函数的衰减来控制电压从而达到环路动态的控制信号跳变产生对电路的影响。……