大学毕业设计一席谈v2之二十二 数字AGC的MATLAB仿真(2)FPGA实现

时隔三年，续写此系列，只为能让同行们看到真正使用的产品程序以及形成的过程，有MATLAB仿真程序，也有部分verilog代码展示，毕竟最终的仿真程序都要转换为产品。当然后续还要测试优化过程！数字AGC是在FPGA中实现的，所以就需要编写对应的verilog代码。此文价格很高，非专业人士不要付费阅读！再不写出来，感觉这些知识都要忘光了，不能让这些代码和资料在电脑里面发“霉”！本文内容接近一万字，请耐心看完！其中有大量的涉及不同使用模式的测试内容。

虽然本文归属在了毕业设计系列，但如果没有达到相关专业的硕士研究生水平，估计其中很多内容难以消化！切记提醒，勿要盲目购买！当年完成下变频的研制，为公司省了上百万的费用，其中的核心就是AGC。

2026年1月，再次更新本系列文章，增加理论内容和工程经验，文章涉及的程序和第一版完全一样！

这部分内容涉及工程知识，讲得很实用，值得反复看！在这里，本人还推荐一款芯片，也非常适合在软件无线电平台中使用！AD9361！！！

AD9361是一款具有里程碑意义的芯片，由模拟设备公司（Analog Devices Inc.，简称ADI）设计生产。 它的核心定位是：高性能、高集成度的射频捷变收发器。

简单来说，它是一片芯片就实现了传统上需要一个复杂电路板才能完成的无线通信射频前端功能。它极大地降低了软件定义无线电和无线通信系统的开发门槛与硬件复杂度。核心特性如下：

1. 高度集成：

• 在一片芯片内集成了完整的射频发射通道、接收通道、频率合成器（本振）。

• 具体包括：模数/数模转换器（ADC/DAC）、混频器、可编程增益放大器、模拟滤波器等。用户只需要为其搭配天线、前端滤波器和基带处理器（如FPGA）即可构成一个完整的无线收发系统。

2. 宽频带与高敏捷性：

• 频率范围：70MHz 至 6.0GHz。这个范围覆盖了绝大多数民用和工业无线频段，包括2G/3G/4G LTE、Wi-Fi、蓝牙、ISM频段、业余无线电、公共安全频段等。

• 瞬时带宽：支持高达56MHz的瞬时射频带宽（后期型号如AD9363/AD9364带宽不同），能够处理宽带信号。

3. 可编程性与灵活性：

• 射频频率：可快速跳频。

• 增益：独立的发射和接收增益控制。

• 带宽：可编程的模拟和数字滤波器带宽，能适应不同制式的信号。

• 数据速率：可配置的ADC/DAC采样率。

• 几乎所有的关键参数都可通过数字接口（SPI）进行实时软件配置：

• 这种灵活性是 “软件定义无线电（SDR）” 理念的完美体现——无线电功能由软件定义，而非硬件电路固定。
  

4. 双通道（MIMO支持）：提供2路独立的接收通道和2路独立的发射通道，可以方便地用于实现多天线技术（如MIMO、波束成形），这是现代4G/5G通信的核心技术之一。

下面讲解HSP50214，也就是下变频器，下图是芯片的架构框图！

本公众 号里面有关于上下变频器的文章，其中给出的代码都是产品级仿真代码，完全可用，欢迎大家去浏览！

之前的文章已经给出了AGC的仿真程序，从浮点仿真开始，然后保证了性能之后转换为定点程序，这是已经在产品中使用的代码。当年在使用前经过了大量的测试，在测试过程中还做了相关的改动。为什么还要改动呢？要适应传输体制。不同的调制方式下使用AGC的方式存在差异，这就是实践出真知！当年AGC的测试工作就耗了项目组接近一个月的时间！测试工作中会发现很多实际问题，比如快充慢放问题！这是个非常实际的工程现象，处理不好会导致通信性能下降！

先看看芯片（HSP50214）里面关于AGC的内容，写的非常好，这是当年我研制的目标要求，当然还有电台的特殊要求，会一一道来。