数字闭环自动增益控制系统设计与实现

摘要

提出了一种针对语音信号处理的数字闭环自动增益控制（AutomaticGainControl，AGC）系统的设计，详述了数字闭环自动增益控制原理、电路设计与实现。设计中采用一款适用于语音信号处理的低噪声增益可编程放大器（DS4420），FPGA（EPlC3T100C6）通过12C总线与其连接实现闭环控制。FPGA实时检测放大器输出，通过实时运算，能够有效控制放大器DS4420的增益，实现自动增益控制。针对自动增益控制算法中的对数等复杂运算，文中采用适合于FPGA的CORDIC算法进行简化运算，把复杂的对数运算简化为只包含移位和加减法的简单运算，不仅极大地降低了运算量，同时还保证了很高的精度。该数字闭环AGC系统具有较高的动态范围（60dB），并且自动增益控制算法简单有效，具有运算量小、控制灵活的特点，在实时系统中能够快速有效地完成自动增益控制的功能。通过实验验证分析，该设计能够根据输入语音信号的大小快速有效地调整放大器增益，有很好的工程实用性。