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近些年来,卫星导航系统的应用越来越广泛,而用户对终端接收设备的要求也越来越高。导航接收机在接收卫星信号时,由于外界噪声干扰及内部通道环境的影响,信号幅值会有所起伏,这将极大影响接收机处理信息的准确度。因此,接收机中需要一个可以根据参照来自动控制信号大小的模块,这便是自动增益控制(AGC)系统。本论文主要对卫星导航接收机射频前端芯片中的自动增益控制(AGC)环路进行了研究。论文所研究的环路系统采用数字控制的方式,分别由模数转换器(ADC)、可编程增益放大器(PGA)及AGC算法模块组成,结构为闭环形式。由于到达地面的卫星信号强度低于环境热噪声,因此AGC环路接收的信号实质上具有高斯白噪声特性,而本文的研究也建立在该特性之上。本文在Lloyd-Max算法基础上设计了一款4bit非均匀量化ADC模型,与同位均匀量化ADC相比,该模型在理论上将小信号区域的量化信噪比提高了3dB。对于信号检测方式为幅值统计并将估计范围设在小信号区域的AGC算法来说,搭配该ADC工作将有效提高其算法调整的准确度。针对传统数控AGC算法调整速度过慢及稳定性较低的弊端,本文提出了一种基于幅值统计的快速增益控制调整算法。该算法可以在两步内完成增益调整,在极大提升调整速度的同时能很好应对调整中途或调整完毕后信号的突变。与传统算法相比,该算法的电路面积较小且环路稳定性较高。在62MHz的工作时钟频率下,该算法的调整稳定时间为16μs~32μs。基于幅值统计的快速增益控制算法可良好搭配多位ADC进行工作,但在搭配2bit ADC时,则会因ADC量化电平幅值精度较低而难以准确使用。鉴于此,本文又提出了一种基于比例统计的快速调整算法。除了调整步数增加一步之外,该算法具有与基于幅值统计的快速调整算法同样的优点。重要的是,该算法可同时搭配多位ADC与2bitADC工作,且无需补偿ADC截断误差。在62MHz工作时钟下,该算法的调整稳定时间为32μs~48μs。另外,本文所采用的PGA结构具有(-10dB,52dB)的增益调整范围,步进为2dB,可良好满足AGC所需的动态调节范围。课题采用TSMC0.18微米RF CMOS工艺库进行了射频前端芯片的流片,其中包括由PGA模块、4bit均匀量化ADC及基于幅值统计的快速增益控制算法组成的AGC环路。PGA电路及AGC电路总体版图面积为0.21mm2,测试结果符合预期设计。