接收机动态范围扩展技术
【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。