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增益控制
增益控制
一般说明
AD9361接收信号路径可以被分解成几个块中如下图所示。
几乎所有的块的增益是
通过形状图中箭头所示的变量。
下图显示只有一个接收机路径,但有两条路
在AD9361,每一个都有自己独立的增益。
图1。
AD9361接收信号路径
每个接收器都有其自己'获得表'映射到每个变量的增益控制字获得在上面的图块。
一个指针,指向
表确定发送到每个块中如下图所示的控制字值。
是否自动增益控制(AGC)或
使用手动增益控制(MGC),则鼠标指针移动向上和向下的表,更改一个或多个块增益
如上所示。
图2。
AD9361增益表映射
射频端口接收到的信号电平转换到
ADC的最大输入(0dBFS)是0.625Vpk。
dBm可能转换为dBFS(peak)在I/O端口用下面的方程式。
134.1
方程1
重新排列产量确定在给定的接收的信号电平和增益的AD9361射频端口输入的功率方程。
4.113
方程2
在哪里
Pin(dBm)是在AD9361电源以dBm接收端口
模拟的Gain(dB)是在dB的低噪声放大器、混频器、短暂性脑缺血发作和低通滤波器的阶段,总的收益
'4.1dB'因子将最大的ADC峰值电压转换为dBVpeak。
最大的ADC水平是0.625Vpk和
20∗日志0.6254.1。
0.625Vpk输入结果满刻度数字输出代码。
而真正最大模数转换器
水平是0.625Vpk,在这一级,ADC是在压缩。
为了避免压缩,建议的最大峰值输入水平
ADC是0.5Vpk,即1.9dB低于满刻度。
PAR(dB)是平均比率(通常称为齐名的、峰值平均比率或峰值因数),这对于正弦波来说是高峰
3dB。
ARC(dB)从平均功率转换功率有效值。
根据波形,电压电流有效值和平均并不一定相同的值。
'13dB'因素将转换dBm到dBVrms,如图所示,在下列推导0dBm定义1mW消散在50Ω.
00.001
方程3
重新排列收益率
√0.001∗500.223方程4
计算dBV伏特电压从结果中
20∗0.22313方程5
增益控制阈值检测器
AD9361使用探测器来确定如果接收到的信号超载某一特定块或信号已跌破
可编程阈值。
'LMT'和'ADC'过载探测器(也被称为'峰值检测器')对近瞬时反应
重载的事件。
与此相反的是,在AD9361的功率测量发生在16或更多的Rx样品。
图3显示了在哪里这些
探测器位于信号路径。
LMT过载检测器
低噪声放大器/混频器/跨阻放大器(LMT)过载检测器是用来确定如果模拟峰值检测器接收到的信号
超载的块之前模拟低通滤波器。
如果LMT过载会发生但未重载ADC,它可能表明
显示带外干扰信号导致过载条件。
有两个不同的LMT过载阈值,一个用来指示较大的重载,一个用来表示较小的重载。
两个
阈值是可编程、小负荷阈值存储在寄存器中,0x107和存储在中的大过载阈值
注册0x108。
阈值是常见的两个接收器。
阈值映射注册每下面公式的值。
以"小"
应设置阈值,这样它是低于(或等于)的"大"的门槛,由于AGC将受到不同的取决
超过的阈值。
在MGC模式中,BBP可以监视控制输出引脚通过过载标志。
6方程描述了
大和小的阈值。
16∗5:
01
方程6
ADC过载检测器
ADC是高度取样的∑-△调制器(SDM)从+4输出到4。
特殊的ADC输出示例
并不一定代表输入的信号在特定的时间。
相反,正值表示输入的信号是更积极
自上一次采样和负值指示,自上一次采样输入的信号是更多的负面。
请注意,由于ADC是
高采样ADC时钟是比接收采样速率快得多。
富力及低通滤波结果中数字
表示模拟信号的样本。
当ADC重载函数时,其样品与输入的信号之间的误差会导致ADC输出更多的样本值
+4或-4作为它努力跟踪输入的信号。
下图显示如何ADC过载检测器处理信号以及如何使用阈值。
图4。
ADC范围内检测算法
有两个可编程阈值。
"小ADC过载"阈值存储在注册0x104和"大ADC
超载"的门槛存储在寄存器0x105。
阈值是常见的两个接收器。
在中使用的样本数目
平方和的计算是在寄存器0x0FC[D2:
D0]内设置的。
如上图所示的"z"所得到的值进行比较
两个阈值,如果超过了特定的阈值,设置一个标志。
在MGC模式中,BBP可以监视通过重载flag(s)
控制输出引脚。
低功率阈值
低功率阈值是测量中分辨率为每个LSB0.5dBFSdBFS——绝对阈值。
范围是0到-
63.5dBFS.的值存储在寄存器0x114并且共同对这两个接收器。
AD9361使用此阈值在快速的攻击
自动增益控制模式,它也可以用在MGC模式,这两个国家在本文档后面部分介绍。
在快速攻击AGC模式,
低功率标志不是说平均信号功率低于低功率阈值后,立即。
该标志只断言
一旦信号功率等于"增量"的时间在一段时间仍低于低功率阈值注册0x11B。
的
ClkRF在衡量价值的增量时间周期(使用在接收FIR滤波器的输入端的时钟)。
在MGC模式,增量
不使用时间值和低功耗国旗断言尽快功率低于低功率阈值
平均信号功率
当测量功率(这种作为为低功率阈值),测量是一定数量的样本集平均
"摧毁电力测量持续时间"在注册0x15C[D3:
D0]。
持续时间是常见的两个接收器。
在每年年底
测量周期平均信号功率值更新。
在Rx采样期间的实际工期是每以下等式︰
16∗2:
方程7
解决时间
后的增益变化,AD9361必须重置过载探测器和功率测量电路并等待接收路径来解决
之前重新启用探测器和功率测量模块。
峰值过载等待时间
所有获得控制模式使用峰值过载等待时间。
后的增益变化,AD9361等待时间在启用之前由这个寄存器设置
其LMT和ADC探测器,重载,它允许在Adc的模拟路径,解决信号。
默认值是很好的
所有的应用程序除非外部低噪声放大器与旁路模式是信号路径的一部分。
峰值过载等待时间存储在寄存器
[D4:
D0]0x0FE和ClkRF速度(RxFIR滤波器时钟频率的输入)的时钟频率。
解决延迟
所有自动增益控制
原文
Afteragainchange,theAD9361mustresetoverloaddetectorsandpowermeasurementcircuitsandwaitforthereceivepathtosettle
模式使用解决延迟,即包含AGC功率测量模块在重置后的增益变化的时间。
在收到的HB1过滤器(这是收到的FIR滤波器的输入)的输出功率测量发生所以所有分阶段至Rx
增益变化后,必须有FIR定居之前功率测量简历。
延迟是等于0x111寄存器中的值[D4:
D0]
乘以2和ClkRF速度的时钟频率。
默认值为20ClkRF周期应该适用于所有情况。
充分和拆分增益表
在文档的开头提到,AD9361增益表中使用指向行的指针。
该行包含的增益值
每个独立的增益块。
这种方式,"增益指数"值(指针)映射到一组的每个增益块的增益值。
然而,那里
是两个不同的方式,AD9361可以实现增益表。
在"全表"模式中,还有一个表为每个接收方。
在"拆分
表"模式中,AD9361拆分LMT和低通滤波器表分开,并控制每个独立使用单独的指针。
如果数字增益
启用,还有第三个单独控制的也有其自身的指针的表。
每个接收器具有其自己的两个(或三)集
表。
在0x0FB寄存器中的位D3选择是否AD9361采用全连续的表或拆分表计划。
表架构
影响所有增益控制模式,是两个接收机的常用设置。
表1显示了要咬映射的表模式。
0x0FB[D3]模式
完整的表1
拆分表格0
表1。
表模式与位设置
全表模式
完整的表模式是适用于大多数情况。
对于这种模式,设置0x0FB[D3]高。
单一增益表包含的所有可变增益
Rx信号路径中的块。
下图显示全面收益表的一部分。
图中还显示每个数据块的增益下一步
每个增益指标。
如果增益指数移动向上或向下,将改变增益指标的一个或多个块。
如果增益索引指针移动
上一步(57表索引),低噪声放大器增益和低通滤波器增益会改变。
这些变化允许AD9361广泛处理
不同的信号水平,同时还优化噪声系数和线性度。
以读回满桌增益指数在任何增益控制模式下,阅读SPI寄存器0x
2B0[D6:
D0]为Rx1和0x2B5[D6:
D0]为Rx2。
最大充分获得表索引,设置在注册0x0FD(共同对这两个接收器),限制允许的最大索引。
图5。
部分的示例全面收益表
拆分表模式
在高功率带外干扰信号往往存在的情况下,它可以有利于分裂增益表进行优化
噪声图存在这些干扰下在这种情况下,单独指针独立控制LMT增益和低通滤波器增益(和
数字增益如果已启用)。
这允许增益来改变的在该地区超载的接收路径。
记得全
增益表,增益变化可能影响任何或所有增益块无论过载出现在何处接收路径中。
LMT表的结构取决于哪种增益控制模式使用所以这方面覆盖在接下来的部分,包括
各种增益控制模式的详细信息。
D30x0FB清除位启用拆分表模式。
LMT表必须写入
AD9361。
这一过程是在本文档后面"写作到和阅读从获得表"部分所述。
每一个低通滤波器表
se不存在。
相反,低通滤波器索引直接转化为低通滤波器增益dB中。
同样是真实的数字增益(如果已启用)。
低通滤波器增益
(索引)范围从0到24(d),而数字范围正如前面提到,从0到31(d)。
在dBAD9361的总增益并不一定等于LMT和低通滤波器的指数,加在一起。
在洛克希德实际的收益
阶段随振频率和另外一些LMT步骤是大于一个dB。
因此,由一个更改LMT索引可能会
不改变增益由1dB。
这个概念很容易理解时看附录中的表。
使用拆分表模式时的最大索引是40(d)。
必须编入增益表所使用的最大索引
注册0x0FD。
读回拆分表格获得任何增益控制模式,阅读下面的SPI寄存器的指数︰
Register(hex)函数
2B0[D6:
D0]Rx1LMT增益指数
2B1[D4:
D0]Rx1低通滤波器增益指数
2B2D4:
D0][Rx1数字获得索引(如果启用)
2B5[D6:
D0]Rx2LMT增益指数
2B6[D4:
D0]Rx2低通滤波器增益指数
2B7D4:
D0][Rx2数字获得索引(如果启用)
表2.阅读拆分表格获得指数
数字增益
所有模式(,MGCAGC)和两种增益表模式允许添加数字增益(由D20x0FB寄存器中设置)。
最大值
全面收益表允许指数为90(d)。
最大的数字索引是31(d)。
只有模拟增益标准充分增益表了
76(d)的最大索引。
为提供的ADI的增益表,这叶24(d)指数剩下的数字增益。
替代增益表
那达到其最大的模拟增益在指数低于76(d)可以容纳更多数字增益台阶(31)。
0X100[D4:
D0]
设置最大的数字增益(任何等于或小于31(d))的值。
它是重要指出数字增益不会增加信号信噪(比SNR)比率,它仅仅是将相乘数字一词
因素。
在这种方式,增加了噪声和信号,因此信噪比保持不变。
对于许多应用程序,不需要数字增益。
此外,修改增益表和牺牲模拟增益,添加更多的数字增益会降低的性能
系统。
在某些情况下,然而,它被渴望通过BBP,收到的信号功率等于一些标称值。
非常低的信号
可以使用的水平最高的模拟增益在还没有高到足以实现这一目标,数字增益。
或者,可能应用数字增益固定的金额。
在所有增益控制模式下,设置在0x10B和0x10E的寄存器位D5
启用此功能。
BBP在0x10B(Rx1)和0x10E(Rx2)写数字增益索引本身。
如果位D5设置,数字增益
永远不会改变。
手动增益控制(MGC)模式
在MGC模式下,BBP控制增益索引指针。
在其最简单的形式,BBP计算I/O端口的数字信号级别
然后适当地调整增益。
在这种情况,BBP不需要其他信息以外的数字信号水平,它
接收。
(单)充分获得表,这是所有这一切需要——重载要求的增益会下降。
然而,上文所述,AD9361具有可编程阈值,指示每个接收机中信号的条件。
路由
这些信号控制输出插针,然后将他们连接到BBP投入到允许BBP决定的地位
更多详细的接收的信号。
对于拆分增益表,这一信息允许BBP在区域超载增益的调整
因为它表明超载发生(LMT,低通滤波器,数字)的位置。
0x0FA的下半独立设置每个接收器的模式。
比特D3和D2为Rx2和位D1和D0设置设置模式
模式Rx1.将这些位设置为零启用MGC模式。
MGC增益控制方法
BBP可以控制手动增益的两种方式之一。
默认的方法使用SPI写入的增益指标。
结算所咬D1(Rx2)和
咬D0(Rx1)登记册的0x0FB设置这种模式的控制。
另外,BBP可以脉冲控制输入引脚移动增益指标。
CTRL_IN0导致增益索引增加为Rx1和CTRL_IN1导致增益指数减少为Rx1。
同样,CTRL_IN2
原因的增益增加Rx2和CTRL_IN3导致增益减少为Rx2。
设置位D1(Rx2)和D0(Rx1)高启用
这种控制方法。
位D7:
D5的0x0FC寄存器设置的增益指数增加数和位D7:
D5的寄存器0x0FE集
增益指数,减少的数量。
脉冲是异步的所以安装和保持是不相关,但高、低的时间必须是在
至少两个ClkRF周期为AD9361检测事件的。
ClkRF是在收到FIR滤波器的输入使用的时钟。
MGC全表模式
在全表模式,一个单独的索引,每个接收机控制增益。
如果SPI写入用于控制增益,然后写寄存器
0x109(Rx1)和0x10C(Rx2)直接设置增益指数。
如果控制输入引脚用于控制增益,然后脉冲各引脚
移动上下满桌增益索引指针。
MGC拆分表模式
如果BBP使用SPI写入控制增益,然后注册0x109(Rx1)和0x10C(Rx2)控制LMT增益同时注册0x10A(Rx1)
和0x10D(Rx2)控制低通滤波器增益。
数字增益(如果启用)受控制寄存器0x10B(Rx1)和0x10E(Rx2)。
拆分表格
建筑看起来如图6所示。
如果BBP使用控制输入来改变增益,然后有两个选项。
只有四个控制输入但有八
不同模拟增益调整,以使(LPFLMT、Rx1、Rx2、增量、减量为每个)。
一个选择是使用SPI位到
确定在哪里增益指数变化(LMT或低通滤波器)。
结算位0x0FC[D3]启用此选项,并0x0FC[D4]是选择的位
增益变化位置。
对于此选项,增益表架构仍然看起来如图6所示。
如果启用了数字增益,BBP更改
这个增益由通过SPI写入。
CTRL_IN引脚不会更改数字增益在拆分表模式。
或者,如果设置了位0x0FC[D3],AD9361峰值检测器确定增益的变化。
使用此选项的体系结构
拆分表格变化如图7所示。
请注意LMT表分成两个部分,"上层"LMT表和一个"较低"
LMT表。
分隔线在是"LMT索引限制"在寄存器内0x11A设置,此设置是常见的两个接收器。
图7。
拆分表格中手动增益模式、控制输入和峰值检测器控制增益指数
此外,在重载发生和增益指数目前指的地方影响增益随在表3中指出。
如表所示,算法减小LMT获得第一,然后,当LMT指数达到LMT索引限制,类型
超负荷的确定在哪里增益减小。
0x0FC和0x0FE的递增和递减寄存器设置增益变化的量。
重载型增益索引位置变化增益在
大LMTLMT指数>0LMT表
大LMTLMT指数=0LPF表
位于上部LMT表格中大或小的ADCLMT索引(索引>"初始LMT获得极限")LMT表
位于低LMT表格中大或小的ADCLMT索引(索引≤"初始LMT获得极限")LPF表
数字饱和度不适用数字表
表3.手动增益分割表增益变化位置与索引位置和过载位置
如果超过一个过载条件同时,发生那么LMT重载是第一要务,ADC重载是第二次,和数字
饱和度是第三。
AGC慢攻击
缓慢的攻击模式被用于慢慢改变信号,如那些发现在某些捍卫民主阵线WCDMA和FDDLTE等应用程序。
缓慢的攻击AGC使用2nd顺序控制环路的迟滞,改变以保持内的平均信号功率增益
一个可编程的窗口。
功率测量HB1和RxFIR滤波器之间。
这是"低功率相同的位置
图3中的检测器"。
此外,BBP可以设置位,以便更快反应信号超过LMT和ADC阈值。
AGC缓慢的攻击模式通过设置启用bitsD3:
D2(Rx2)到2'b10和(或)位D1:
D0(Rx1)到2'b100x0FA登记和核实,
"慢攻击混合模式"位在0x0FAD4会被清除。
AGC慢攻击控制回路
下图演示控制回路的概念。
在哪里
"内在门槛高"存储在寄存器中——dBFS0x101
"内在门槛低"存储在寄存器中——dBFS0x120
0x129[D7:
D4]寄存器存储绝对价值之间的差额在dB"内在门槛高"、"外门槛高"
0x129[D3:
D0]寄存器存储绝对价值之间的差额在dB"内在门槛低"和"外门槛
低"
大小存储在中的"A"、"B"、"C"和"D"步分别注册0x12A[D7:
D4]、[D6:
D4]0x123,0x123[D2:
D0]和0x12A[D3:
D0]。
上述的步长确定多少增益索引指针更改后的平均信号功率超过阈值。
反身翻腾
'平均信号功率"有关如何测量信号功率的详细信息部分。
请注意,AD9361并没有默认阈值或步大小。
BBP必须编写所有这些值。
设置增益更新时间
当平均信号功率超过阈值时,增益不一定会更改立即。
在FDD系统中,有
通常短暂(如插槽边界周围的那些),容纳增益变化或其他系统参数更新。
自
容纳这方面的FDD协议,AD9361增益将只更新后"获得更新计数器"存储在寄存器0x124
和0x125到期。
计数器的时钟在ClkRF率(RFIR输入率)。
计数器的深度等于双
在这些寄存器中的值。
或者说,如果咬D50x128设置,它等于x的值4中这些寄存器。
计数器的时钟开始运行三个时钟周期后AD9361进入接收状态。
由于BBP负责移动
其国家间AD9361,它可以确定当增益更新计数器将过期。
这种方式,计数器可以设置这种,它
总是在槽(或其他)到期的界限。
如果"启用同步为获得计数器"咬在D40x128寄存器设置、BBP可以重置计数器(同步)通过过渡
CTRL_IN2pin高。
增益也将更新。
缓慢的AGC通常配置有多个电源测量周期内每个增益更新期。
最后的力量
进行测量的增益更新边界确定之前是否(和多少)增益应改变。
LMT,ADC和数字饱和度重载在慢攻击AGC模式
除了上面讨论的控制回路,缓慢的攻击/混合AGC可以更迅速的反应"峰"超载事件如
大LMT和大ADC重载。
在缓慢的攻击模式中,AD9361计数的某一特定的重载事件发生的次数。
只有当事件发生时更
可编程的次数比增益将会改变。
甚至对于这些峰值的重载,增益只有改变增益更新时
计数器到期。
计数器存储在寄存器0x121(LMT)和0x122(ADC)。
AD9361并没有为这些默认值
所以BBP必须写的所有这些值的计数器。
在增益变化事件,最高优先事项是给大LMT探测器,后面跟着大的ADC探测器,并且后面
最后的2功率检测器nd命令窗口控制回路。
AD9361Adi公司机密
第四十四页14
它也是可能安装AD9361,这样大LMT重载和/或大型ADC重载结果中立即获得改变,
忽略获得更新计数器。
位D7的0x123高设置这种模式为大型LMT重载和位D3的同一个寄存器设置这
大模数转换器重载模式。
这些位在AD9361中并没有默认值,所以BBP必须设置或清除它们所需的操作。
如果平均信号功率超过一个或两个控制回路"低门槛"(这通常会导致增益增加),但
一个或两个小高峰过载探测器(LMT或ADC)已跳闸,设置位D70x120将防止从增益
越来越多。
这位在AD9361中并没有默认值,因此BBP必须设置或清除所需的操作。
像LMT和ADC重载,AD9361使用一个计数器(0x128[D3:
D0])来确定多少次数字饱和度发生。
如果超出此计数器,增益指数减小。
缓慢的攻击AGC全面收益表
在此模式下,单个表控制增益的Rx信号路径的所有阶段。
下表显示峰值重载的疗效(后他们
关联的计数器超过)。
峰值过载减少得到这许多指数(步长)步长存储在这个寄存器
大LMTDec步长为大型LMT过载0x103的[D4
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