m基于FPGA的AGC自适应增益控制系统verilog实现,包含testbench

1.算法仿真效果

Vivado2019.2仿真结果如下：

 放大后可以看到：

2.算法涉及理论知识概要

       数字AGC（Automatic Gain Control）是一种广泛应用于通信系统中的自动增益控制技术。它可以自动调节接收信号的增益，以使信号的强度保持在适当的范围内，从而保证接收到的信号质量。

        数字AGC广泛应用于通信系统中，如无线电通信、卫星通信、雷达系统等。在这些应用中，数字AGC可以保证接收到的信号强度始终在适当的范围内，从而保证通信的质量和可靠性。以无线电通信为例，数字AGC可以使接收机在强信号和弱信号之间自动切换，从而避免强信号引起的失真和弱信号引起的噪声。数字AGC还可以减少对电池的能量消耗，延长电池寿命。在卫星通信中，数字AGC可以使接收机在不同的天线方向之间自动切换，并根据信号的强度进行自动调节，从而保证接收到的信号质量和可靠性。在雷达系统中，数字AGC可以保证雷达接收到的回波信号强度始终在适当的范围内，从而保证雷达的探测距离和探测精度。总之，数字AGC是一种非常重要的技术，在通信系统、雷达系统等领域有着广泛的应用和发展前景。

       在文中，我们将详细介绍基于FPGA的数字AGC的原理和工作过程实现步骤。数字AGC的基本原理是在接收信号经过前端放大器之后，将信号进行采样、ADC转换、数字滤波等处理，得到信号的强度值，并将其与设定的阈值进行比较，然后根据比较结果对前端放大器的增益进行自动调节，使信号的强度保持在适当的范围内。具体来说，数字AGC的工作过程如下：

采样：接收信号经过前端放大器之后，将其进行采样，得到一系列的采样值。

ADC转换：将采样值通过ADC转换成数字信号。

数字滤波：对ADC转换后的数字信号进行数字滤波，去除高频噪声和低频漂移。

平方运算：对数字滤波后的信号进行平方运算，得到信号的功率值。

移动平均：对平方运算后的信号进行移动平均，得到信号的平均功率值。

比较：将平均功率值与设定的阈值进行比较，得到比较结果。

自动调节：根据比较结果对前端放大器的增益进行自动调节，使信号的强度保持在适当的范围内。

以上就是数字AGC的基本原理。下面我们将介绍如何在FPGA中实现数字AGC。

3.Verilog核心程序

//signal 延迟
reg signed[11:0]dly_x[2149:1]; 
always @(posedge i_clk or posedge i_rst)
begin
     if(i_rst)
	  begin
	       for(i=1;i<=2149;i=i+1)
	       dly_x[i]<=12'd0;
	  end
else  begin
           dly_x[1]<=i_x;
	       for(i=2;i<=2149;i=i+1)
	       dly_x[i]<=dly_x[i-1];
      end
end 
//flag 延迟
reg signed[2148:0]dly_flag; 
always @(posedge i_clk or posedge i_rst)
begin
     if(i_rst)
	  begin
	      dly_flag<=2149'd0;
	  end
else  begin
          dly_flag<={dly_flag[2147:0],i_flag};
      end
end 
wire signed[11:0]w_y   = dly_x[2149];
assign o_flag= dly_flag[2048];
 
 
//自动增益
wire [19 : 0] gains;
blk_agc blk_agc_u (
  .clka(i_clk),            // input wire clka
  .rsta(i_rst),            // input wire rsta
  .addra(o_egy),          // input wire [8 : 0] addra
  .douta(gains),          // output wire [19 : 0] douta
  .rsta_busy()  // output wire rsta_busy
);
 
 
reg signed[19:0]wgains;
always @(posedge i_clk or posedge i_rst)
begin
     if(i_rst)
	  begin
      wgains <= 20'b0;
	  end
else begin
          if(o_flag == 1'b1)
          wgains <= gains;
          else
          wgains <= wgains;
     end
end
endmodule