專利名稱：自動增益控制器及其移動通信終端使用的發(fā)送裝置和方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種自動增益控制器，尤其涉及一種具有該自動增益控制器的移動通信終端所使用的發(fā)送裝置。
背景技術：
諸如手機的移動通信終端的發(fā)送裝置，例如發(fā)射機，在發(fā)送用戶輸入的數(shù)據(jù)或搜索基站時要消耗其大部分的電池能量。例如，當用戶點擊移動通信終端的呼叫鍵或發(fā)送文本消息時，換言之，當用戶想要發(fā)送數(shù)據(jù)時，發(fā)送裝置接收與電話號碼信息或文本消息信息相關的數(shù)據(jù)流或符號。發(fā)送裝置隨后根據(jù)碼分多址(CDMA)標準將接收的數(shù)據(jù)流或接收的符號轉(zhuǎn)換為分組，調(diào)制該分組，并經(jīng)過載波信道將調(diào)制后的分組作為射頻(RF)信號發(fā)送到基站。
移動通信終端在漫游狀態(tài)下搜索基站時也要消耗大量的功率。這發(fā)生在當移動通信終端通過發(fā)送信道檢查信號到基站或從基站接收信道檢查信號以確定其是否可以連接到分配的通信信道，來確定其是否在基站的通信范圍內(nèi)的處理時。此后，移動通信終端通過使用例如液晶顯示器(LCD)或發(fā)光二極管(LED)等容易由處理移動通信終端的用戶識別的方式來顯示確定結果。
因為使用中頻(IF)放大器和射頻(RF)放大器放大預定的數(shù)據(jù)或信道檢查信號之后，移動通信終端通過無線向基站發(fā)送用戶輸入的預定數(shù)據(jù)或信道檢查信號，所以移動通信終端的功耗取決于射頻放大器和中頻放大器所進行的增益控制處理。在標題為“Adjusting Maximum Transmit Power to MaintainConstant Margin for Adjacent Channel Power Rejection”的國際專利申請PCT/US2000/16269中公開了一種通過使用自動增益控制器來控制增益而減少功耗的方法。
圖1A和圖1B是傳統(tǒng)移動通信終端的發(fā)送裝置的放大器特性圖。更具體地，圖1A示出了中頻終端的增益特性，圖1B示出了射頻終端的增益特性。在圖1A中，(a)、(b)和(c)分別表示控制電壓變化時中頻終端的功率、信噪比(SNR)和寄生噪聲的變化。同樣地，在圖1B中，(d)、(e)和(f)分別表示控制電壓變化時射頻終端的功率、信噪比和寄生噪聲的變化。如圖1A和1B所示，具體的增益測量沒有示出。相反，圖1A和1B分別示出了中頻終端和射頻終端的功率、信噪比和寄生噪聲相對于控制電壓的變化趨勢。
根據(jù)CDMA標準，控制移動通信終端的功率使得發(fā)送裝置具有+70dB或更高的增益。在大多數(shù)傳統(tǒng)發(fā)送裝置中，可以通過使用設置在中頻終端的自動增益控制器來獲得這樣的增益特性。此外，一些傳統(tǒng)發(fā)送裝置包括置于驅(qū)動終端的可變增益放大器。如圖1A的垂直虛線左側所示，寄生噪聲(c)因為將近-174dBm/Hz的熱噪聲而保持在一個恒定電平，與預定控制電壓所控制的增益的減小無關。因此，只要寄生噪聲(c)保持在一個恒定電平，信噪比(b)隨控制電壓的減小而逐漸減小。
在圖1B中，與圖1A不同，寄生噪聲(f)隨控制電壓的減小而逐漸減小，而信噪比(e)保持在一個恒定電平，與控制電壓的變化無關。因此，發(fā)送裝置的總增益特性是當使用中頻終端進行增益控制處理時，信噪比變化，而當使用射頻終端進行增益控制處理時，信噪比保持在一個恒定電平。
圖2A和圖2B是傳統(tǒng)發(fā)送裝置的增益特性圖，該傳統(tǒng)發(fā)送裝置取決于自動增益控制器向中頻終端裝置和射頻終端裝置分配了多少增益。在圖2A和圖2B中，(a)和(b)分別表示射頻終端的增益和中頻終端的增益。
在圖2A中，從傳統(tǒng)發(fā)送裝置輸出的信號具有與圖2B所示相同的可變增益特性。在傳統(tǒng)發(fā)送裝置中，可以通過調(diào)節(jié)射頻終端的增益(a)和中頻終端的增益(b)來獲得期望的可變增益范圍和期望的輸出功率電平。根據(jù)CDMA標準，在+23dBm或更高的最大輸出功率處，測量標準中所定義的相鄰信道功率拒絕(ACPR，adjacent channel power rejection)特性，并且當傳統(tǒng)發(fā)送裝置的射頻終端的增益更高時，其ACPR增強。另一方面，在-13dBm的最大輸出功率處，測量CDMA標準中所定義的寄生發(fā)射特性，并且當中頻終端的增益增加時，有可能獲得具有寄生單音和噪聲基底的更高信噪比。
如圖2A所示，當射頻終端的增益(a)大于中頻終端的增益(b)時，噪聲有可能被顯著放大。因此，很難獲得增強的寄生發(fā)射特性。另一方面，如圖2B所示，當中頻終端的增益(b)大于射頻終端的增益(a)時，可以從中頻終端獲得高的信噪比。因此，不難得到期望的寄生發(fā)射特性。然而，因為具有高幅值的信號典型地施加給射頻終端，因此獲得線性和增強的ACPR特性相對困難。
移動通信終端的典型發(fā)送裝置的最大功率通常在+23dBm到+25dBm的范圍內(nèi)，并且當每個放大器的增益達到其最大值時，典型發(fā)送裝置消耗大約為600-700mA的電流。典型發(fā)送裝置的功率的±1dB的細微變化可以顯著地影響典型發(fā)送裝置的電流消耗。因此，對于使用電池作為電源的移動通信終端，除非可以精確地控制每個放大器的最大增益，否則移動通信終端不能有效地使用或者浪費電流，并且電池的壽命被縮短。
因此，為了使裝置發(fā)送例如CDMA信號而不消耗相當大的功率，有必要控制移動通信設備中的射頻放大器和中頻放大器的增益。

發(fā)明內(nèi)容
根據(jù)本發(fā)明的一個方面，提供一種自動增益控制器。該自動增益控制器包括電壓-電流轉(zhuǎn)換器，響應控制電壓，產(chǎn)生并輸出隨控制電壓成比例增加的第一電流；電流發(fā)生器，將第一電流轉(zhuǎn)換成相對于控制電壓呈指數(shù)增加的第二電流并輸出第二電流，以及輸出通過從總電流中減去第二電流而獲得的第三電流；第一線性增益控制器，產(chǎn)生并輸出用于控制中頻放大器的中頻增益控制信號；以及第二線性增益控制器，產(chǎn)生并輸出用于控制射頻放大器的射頻增益控制信號。
根據(jù)本發(fā)明的另一個方面，提供一種用于移動通信終端的發(fā)送裝置。該發(fā)送裝置包括調(diào)制器，接收根據(jù)碼分多址(CDMA)標準分組的數(shù)據(jù)流，在調(diào)制該數(shù)據(jù)流之后輸出CDMA模擬信號，并輸出控制電壓以控制相應于數(shù)據(jù)流的分組數(shù)據(jù)的射頻信號的輸出功率；自動增益控制器，響應控制電壓產(chǎn)生根據(jù)控制電壓呈指數(shù)增加的第一電流，產(chǎn)生并輸出用于控制中頻放大器的中頻增益控制信號，產(chǎn)生并輸出用于控制射頻放大器的射頻增益控制信號；以及射頻模塊，接收所述CDMA模擬信號，根據(jù)中頻增益控制信號和射頻增益控制信號分別放大中頻信號和射頻信號，并無線發(fā)送放大后的中頻和射頻信號中的一個。
所述自動增益控制器進一步包括電壓-電流轉(zhuǎn)換器，產(chǎn)生并輸出第一電流；電流發(fā)生器，將第一電流轉(zhuǎn)換成根據(jù)控制電壓呈指數(shù)增加的第二電流，輸出該第二電流，并輸出通過從總電流中減去第二電流而獲得的第三電流；第一線性增益控制器，產(chǎn)生并輸出用于控制中頻放大器的中頻增益控制信號；以及第二線性增益控制器，產(chǎn)生并輸出用于控制射頻放大器的射頻增益控制信號。
由第一線性增益控制器獲得的相對于控制電壓變化的第一線性增益特性包括線性段中的第一斜率，以及由第二線性增益控制器獲得的相對于控制電壓變化的第二線性增益特性包括第二斜率。第二斜率大于第一斜率。由中頻放大器和射頻放大器獲得的總增益特性在于第三線性增益特性，該第三線性增益特性是第一線性增益特性和第二線性增益特性之和。第三線性增益特性包括大于第一斜率而小于第二斜率的第三斜率。
在線性段和飽和段之間的過渡區(qū)域中，第三線性增益特性包括根據(jù)控制電壓從第三斜率下降至零的斜率，以控制總增益直到該總增益達到最大。在第一線性增益控制器中，二極管和雙極結晶體管中的一個包括第一區(qū)域，以及該二極管和雙板結晶體管中的一個包括第二區(qū)域，并且在第二線性增益控制器中，二極管和雙極結晶體管中的一個包括第三區(qū)域，以及該二極管和雙極結晶體管中的一個包括第四區(qū)域。第一區(qū)域和第四區(qū)域相同，第二區(qū)域和第三區(qū)域相同。
根據(jù)本發(fā)明的再一個方面，提供一種自動增益控制方法。該自動增益控制方法包括(a)響應控制電壓，產(chǎn)生并輸出與控制電壓成比例增加的第一電流；(b)將第一電流轉(zhuǎn)換為相對于控制電壓成指數(shù)增加的第二電流，輸出所述第二電流，并通過從總電流中減去第二電流而獲得第三電流；(c)產(chǎn)生并輸出用于控制中頻放大器的中頻增益控制信號；以及(d)產(chǎn)生并輸出用于控制射頻放大器的射頻增益控制信號。
根據(jù)本發(fā)明的另一個方面，提供一種從移動通信終端發(fā)送信息的方法。該發(fā)送方法包括(a)接收根據(jù)CDMA標準分組的數(shù)據(jù)流，在調(diào)制數(shù)據(jù)流之后輸出CDMA模擬信號，并輸出控制電壓以控制相應于數(shù)據(jù)流的分組數(shù)據(jù)的射頻信號的輸出功率；(b)響應控制電壓，產(chǎn)生根據(jù)控制電壓成指數(shù)增加的第一電流，產(chǎn)生并輸出用于控制中頻放大器的中頻增益控制信號，產(chǎn)生并輸出用于控制射頻放大器的射頻增益控制信號；以及(c)接收CDMA模擬信號，分別根據(jù)中頻增益控制信號和射頻增益控制信號放大中頻信號和射頻信號，并無線發(fā)送放大后的中頻和射頻信號中的一個。
步驟(b)包括(d)產(chǎn)生并輸出第一電流；(e)將第一電流轉(zhuǎn)換成根據(jù)控制電壓成指數(shù)增加的第二電流，輸出第二電流，并通過從總電流中減去第二電流而獲得第三電流；(f)產(chǎn)生并輸出用于控制中頻放大器的中頻增益控制信號；以及(g)產(chǎn)生并輸出用于控制射頻放大器的射頻增益控制信號。


本發(fā)明的特征可以通過參照附圖詳細描述示范的實施例而變得更加明顯，其中圖1A和圖1B是移動通信終端的傳統(tǒng)發(fā)送裝置的放大器特性圖；圖2A和圖2B是取決于自動增益控制器向中頻終端和射頻終端分配了多少增益的傳統(tǒng)發(fā)送裝置的增益特性圖；圖3示出了根據(jù)本發(fā)明實施例的移動通信終端的發(fā)送裝置；圖4示出了圖3的自動增益控制器；圖5示出了圖4的電壓-電流轉(zhuǎn)換器和指數(shù)函數(shù)電流發(fā)生器；圖6示出了根據(jù)本發(fā)明實施例的一個電路，該電路輸出中頻(IF)增益控制信號VIFG和/或射頻(RF)增益控制信號VRFG；圖7示出了根據(jù)本發(fā)明實施例的中頻放大器和/或射頻放大器；圖8示出了圖3的發(fā)送裝置的增益特性與傳統(tǒng)發(fā)送裝置的增益特性的比較；以及圖9示出了圖8的線性段和飽和段之間的最大增益區(qū)域。
具體實施例方式
圖3示出了根據(jù)本發(fā)明的實施例的移動通信終端的發(fā)送裝置。參照圖3，該發(fā)送裝置包括調(diào)制器310、自動增益控制器320和射頻(RF)模塊330。
調(diào)制器310調(diào)制按照例如碼分多址(CDMA)標準中的一種進行分組的數(shù)據(jù)流DS，輸出CDMA模擬信號作為調(diào)制結果，并輸出用于控制射頻信號的輸出功率的控制電壓Vcnt。
射頻信號的輸出功率取決于輸入到調(diào)制器310的數(shù)據(jù)流DS的類型和基站和移動通信終端之間的距離。例如，當發(fā)送裝置接收要發(fā)送的數(shù)據(jù)，例如包括電話號碼信息或文本消息信息或符號的數(shù)據(jù)流，并根據(jù)CDMA標準分組數(shù)據(jù)流和符號，調(diào)制分組后的數(shù)據(jù)流或分組后的符號，并經(jīng)過分配的載波信道向基站發(fā)送調(diào)制后的數(shù)據(jù)流作為無線頻率信號時，發(fā)送裝置要消耗相當大的功率。此外，當移動通信終端處于漫游狀態(tài)而發(fā)送搜索信號，經(jīng)過分配給它的載波信道搜索基站時，移動通信終端將消耗過量的功率。并且，當移動通信終端和基站之間的距離增加時，它還會消耗附加的功率并產(chǎn)生過量的熱量。
自動增益控制器320產(chǎn)生隨控制電壓Vcnt成指數(shù)增加的電流。另外，通過使用該電流，自動增益控制器320產(chǎn)生并輸出用于控制中頻放大器的中頻(IF)增益控制信號VIFG，從而獲得對于控制電壓Vcnt變化的第一線性增益特性，以及產(chǎn)生并輸出用于控制射頻放大器的射頻增益控制信號VRFG，從而獲得對于控制電壓Vcnt變化的第二線性增益特性。
射頻模塊330接收CDMA模擬信號，分別根據(jù)中頻增益控制信號VIFG和射頻增益控制信號VRFG放大中頻信號和射頻信號，并經(jīng)過載波以無線方式發(fā)送放大后的中頻信號和放大后的射頻信號。中頻信號和/或射頻信號的放大是由圖7所示的放大器進行的。參照圖7，中頻和/或射頻放大器分別響應中頻增益控制信號VIFG放大輸入的中頻信號，或響應射頻增益控制信號VRFG放大輸入的射頻信號，并輸出放大后的中頻信號或放大后的射頻信號。將中頻信號或射頻信號輸入到VIN+或VIN-，然后放大的中頻信號或射頻信號被輸出到Vout+和Vout-。在圖7中，IS表示一個電流源，R1-R4表示電阻，Q11-Q14表示雙極結晶體管，VB表示一個預定的偏置電壓，以及VDD表示一個電源電壓。
圖4示出了圖3的自動增益控制器320。參照圖4，該自動增益控制器320包括電壓-電流轉(zhuǎn)換器321、指數(shù)函數(shù)電流發(fā)生器323、第一線性增益控制器325和第二線性增益控制器327。
電壓-電流轉(zhuǎn)換器321響應控制電壓Vcnt，輸出與控制電壓Vcnt成比例變化的電流Icnt。指數(shù)函數(shù)電流發(fā)生器323將電流Icnt轉(zhuǎn)換為根據(jù)控制電壓Vcnt成指數(shù)增加的電流Ibias2，并輸出電流Ibias2和通過從總輸出電流Itotal中減去Ibias2而獲得的電流Ibias3。
電壓-電流轉(zhuǎn)換器321和指數(shù)函數(shù)電流發(fā)生器323如圖5所示。參照圖5，電阻Rcnt產(chǎn)生控制電壓Vcnt和參考電壓VREF之間的電流Icnt，電流Icnt隨控制電壓Vcnt成比例增加，以及滿足下面的方程式(1)的電流Ibias2是由雙極結晶體管Q1、Q2和電流源ISO產(chǎn)生的?？傒敵鲭娏鱅total是當中頻放大器和射頻放大器的增益分別達到了他們的最大值時，為了經(jīng)過載波以無線方式發(fā)送射頻信號，分別放大中頻信號和射頻信號的中頻放大器和射頻放大器(例如圖7所示的中頻和/或射頻放大器)所消耗的電流的總量。如方程式(1)所示，通過從Itotal中減去Ibias2而獲得的電流Ibias3，也可以通過使用與圖5所示不同的電路結構來獲得。在方程式(1)中，VT在25℃的溫度時達到67mV，以及Vcnt,max表示當中頻放大器和射頻放大器達到它們的最大值時所測量的控制電壓Vcnt的大小。參考電壓VREF可以根據(jù)系統(tǒng)需要被設置成不同值。
Icnt=VcntRcnt...(1)]]>Ibias2=Isoexp(IcntRcntVT)]]>Ibias3＝Itotal-Ibias2Itotal=IsoexpVcnt,maxVT]]>第一線性增益控制器325(圖4)將輸出Ibias2和Ibias3的電流源串聯(lián)到二極管和/或雙極結晶體管，每個晶體管的基極和集電極彼此連接。第一線性增益控制器325產(chǎn)生并輸出用于控制中頻放大器的中頻增益控制信號VIFG，從而可獲得對于控制電壓Vcnt的變化的第一線性增益特性。
第二線性增益控制器327(圖4)將輸出Ibias2和Ibias3的電流源串聯(lián)到二極管和/或雙極結晶體管，每個晶體管的基極和集電極彼此連接。第二線性增益控制器327產(chǎn)生并輸出用于控制射頻放大器的射頻增益控制信號VRFG，從而可獲得對于控制電壓Vcnt的變化的第二線性增益特性。
實現(xiàn)線性增益函數(shù)tanh-1的第一和第二線性增益控制器325和327的結構如圖6所示。當?shù)谝痪€性增益控制器325具有圖6所示的結構時，雙極結晶體管Q3(或二極管)與輸出Ibias2的電流源串聯(lián)連接，并具有第一區(qū)域A1，以及雙極結晶體管Q4(或二極管)與輸出Ibias3的電流源串聯(lián)連接，并具有第二區(qū)域A2。為了穩(wěn)定雙極結晶體管Q3和Q4的發(fā)射極的功率，通過預定的緩沖器BUF輸出雙極結晶體管Q3和Q4的發(fā)射極功率(或雙極結晶體管Q3和Q4(或二極管)的陰極功率)。
同樣地，當?shù)诙€性增益控制器327具有圖6所示的結構時，雙極結晶體管Q3(或一個二極管)與輸出Ibias2的電流源串聯(lián)連接，并具有第三區(qū)域A3，以及雙極結晶體管Q4(或一個二極管)與輸出Ibias3的電流源串聯(lián)連接，并具有第四區(qū)域A4。通過預定的緩沖器BUF輸出雙極結晶體管Q3和Q4的發(fā)射極功率(或者雙極結晶體管Q3和Q4(或二極管)的陰極功率)。
如果第一區(qū)域A1等于第四區(qū)域A4，第二區(qū)域A2等于第三區(qū)域A3，且第一區(qū)域A1大于第二區(qū)域A2，如方程式2所示，則中頻放大器的增益和射頻放大器的增益分別可以用方程式(3)和方程式(4)來表示。在方程式(3)和(4)中，GIFO表示基于中頻放大器特性而確定的增益值，GRFO表示基于射頻放大器特性而確定的增益值。
A1＝A4＞A2＝A3 ...(2)Gain=GIFOA1Isoexp(IcntRcnt/VT)A2Itotal+(A1-A2)Isoexp(IcntRcnt/VT)...(3)]]>Gain=GRFOA2Isoexp(IcntRcnt/VT)A1Itotal+(A2-A1)Isoexp(IcntRcnt/VT)...(4)]]>圖8示出了例如圖7的中頻放大器和射頻放大器的增益隨控制電壓Vcnt變化的曲線。參照圖8，第一線性增益特性，如改善后的中頻放大器特性，在線性段中具有第一斜率，以及第二線性增益特性，如改善后的射頻放大器特性，在線性段中具有第二斜率。這里，第二斜率大于第一斜率。更具體地，因為A2Itotal的值比方程式(3)的分母中的其余值大很多，所以可以通過用A2Itotal來替換方程式(3)的分母而將表示中頻放大器的增益的方程式(3)重新整理成下面的方程式(5)。此外，可以通過用Itotal來替換IS0exp(IcntRcnt/VT)而將方程式(3)重新整理成下面的方程式(6)。
Gain=GIFOA1Isoexp(IcntRcnt/VT)A2Itotal...(5)]]>Gain=GIFOA1ItotalA2Itotal+(A1-A2)Itotal=GIFO...(6)]]>同樣地，因為A1Itotal的值比方程式(4)的分母的其余值大很多，所以可以通過用A1Itotal來替換方程式(4)的整個分母而將表示射頻放大器的增益的方程式(4)重新整理成方程式(7)。此外，通過用Itotal來替換方程式(4)中的分母IS0exp(IcntRcnt/VT)而將方程式(4)重新整理成方程式(8)。
Gain=GRFOA2Isoexp(IcntRcnt/VT)A1Itotal...(7)]]>Gain=GRFOA2ItotalA1Itotal+(A2-A1)Itotal=GRFO...(8)]]>因為如方程式(2)所示A1＞A2以及A3＜A4，所以第二斜率大于第一斜率。因此，在圖8的線性段中，中頻放大器的增益大于射頻放大器的增益。此外，例如在線性段中的-13dBm的輸出功率獲得改善的信躁比和寄生發(fā)射特性。參照圖8，在包括線性段和飽和段的控制電壓的整個變化范圍中，通過使用本發(fā)明而獲得的總增益與通過使用現(xiàn)有技術系統(tǒng)而獲得的總增益相同。因此，與現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明可以在例如+23dBm的輸出功率獲得并保持ACPR特性。
如圖8所示，通過使用中頻放大器和射頻放大器而獲得的總增益特性在于第三線性增益特性，該第三線性增益特性等效于僅使用中頻放大器獲得的第一線性增益特性和僅使用射頻放大器獲得的第二線性增益特性之和。在圖8的線性段中，第三線性增益特性具有第三斜率(如虛線所示)，該第三斜率大于第一斜率但小于第二斜率。
參照圖9，在線性段和飽和段之間的過渡區(qū)域中，第三線性增益特性的斜率從第三斜率逐漸變化到零。因此，可以通過使用控制電壓Vcnt來控制線性段和飽和段之間的過渡區(qū)域中的總增益。更具體地，因為與現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明的第三增益特性具有更小的斜率，所以在線性段和飽和段之間的過渡區(qū)域中，可以精確地控制總增益，并且可以減少相對于發(fā)送裝置功率的±1dB的輕微變化的電流損耗的變化。
如上所述，自動增益控制器320響應從調(diào)制器310輸出的控制電壓Vcnt，產(chǎn)生根據(jù)控制電壓Vcnt成指數(shù)增加的電流，產(chǎn)生并且輸出用于控制中頻放大器的中頻增益控制信號VIFG，從而可獲得對于控制電壓Vcnt變化的第一線性增益特性，并且也產(chǎn)生并輸出用于控制射頻放大器的射頻增益控制信號VRFG，從而可獲得對于控制電壓Vcnt變化的第二線性增益特性。因此，射頻模塊330接收從調(diào)制器310輸出的CDMA模擬信號，響應中頻增益控制信號VIFG和射頻增益控制信號VRFG分別放大中頻信號和射頻信號，并經(jīng)過載波以無線方式發(fā)送放大結果。
簡言之，因為如方程式(2)所示A1＞A2以及A3＜A4，所以在圖8的線性段中，中頻放大器的增益大于射頻放大器的增益，并例如在圖8的線性段中的-13dBm功率處獲得改善的信躁比和寄生發(fā)射特性。此外，因為在包括圖8的線性段和飽和段的控制電壓Vcnt的整個變化范圍內(nèi)，本發(fā)明和現(xiàn)有技術具有相同的總增益值，所以通過執(zhí)行使用中頻和射頻放大器的增益控制處理，整個發(fā)送裝置的可變增益特性不受影響，并在例如+23dBm的功率處獲得改善的ACPR特性。而且，可以在如圖9所示的線性段和飽和段之間的過渡區(qū)域中精確控制中頻放大器或射頻放大器(圖7)的增益，并可以減少相對于發(fā)送裝置的功率的±1dB的輕微變化的電流損耗變化。
如上所述，根據(jù)本發(fā)明的自動增益控制器使得射頻放大器的增益相對于控制電壓變化而變化的斜率大于中頻放大器的增益相對于控制電壓變化而變化的斜率，并使得總增益具有根據(jù)控制電壓而逐漸減小的斜率，直到總增益達到其最大值。因此，通過調(diào)節(jié)中頻放大器的增益大于射頻放大器的增益而可在例如-13dBm功率處獲得最大信躁比，以通過精確控制增益而在最大功率處獲得改善的ACPR特性并減少功率損耗，從而總增益具有根據(jù)控制電壓減小的斜率，直到總增益達到其最大值。
雖然參照示意性實施例對本發(fā)明進行了詳細的展示和描述，但是可以理解對本領域技術人員來說沒有脫離由所附權利要求及其等同物所限定的本發(fā)明精神和范圍的各種形式和細節(jié)上的變化都是允許的。
權利要求
1.一種自動增益控制器，包括電壓-電流轉(zhuǎn)換器，用于響應控制電壓，產(chǎn)生并輸出隨控制電壓成比例增加的第一電流；電流發(fā)生器，用于將第一電流轉(zhuǎn)換為相對于控制電壓成指數(shù)增加的第二電流，輸出第二電流，并輸出通過從總電流中減去第二電流而獲得的第三電流；第一線性增益控制器，用于產(chǎn)生并輸出用于控制中頻放大器的中頻(IF)增益控制信號；以及第二線性增益控制器，用于產(chǎn)生并輸出用于控制射頻放大器的射頻(RF)增益控制信號。
2.一種用于移動通信終端的發(fā)送裝置，包括調(diào)制器，接收根據(jù)碼分多址(CDMA)標準分組的數(shù)據(jù)流，在調(diào)制數(shù)據(jù)流之后輸出CDMA模擬信號，并輸出控制電壓以控制相應于數(shù)據(jù)流的分組數(shù)據(jù)的射頻(RF)信號的輸出功率；自動增益控制器，響應控制電壓而產(chǎn)生根據(jù)控制電壓成指數(shù)增加的第一電流，產(chǎn)生并輸出用于控制中頻放大器的中頻增益控制信號，以及產(chǎn)生并輸出用于控制射頻放大器的射頻增益控制信號；以及射頻模塊，接收CDMA模擬信號，分別根據(jù)中頻增益控制信號和射頻增益控制信號放大中頻信號和射頻信號，并無線發(fā)送放大后的中頻和射頻信號之一。
3.根據(jù)權利要求2的發(fā)送裝置，其中，所述自動增益控制器包括電壓-電流轉(zhuǎn)換器，其產(chǎn)生并輸出第一電流；電流發(fā)生器，其將第一電流轉(zhuǎn)換為根據(jù)控制電壓成指數(shù)增加的第二電流，輸出第二電流，并輸出通過從總電流中減去第二電流而獲得的第三電流；第一線性增益控制器，其產(chǎn)生并輸出用于控制中頻放大器的中頻增益控制信號；以及第二線性增益控制器，其產(chǎn)生并輸出用于控制射頻放大器的射頻增益控制信號。
4.根據(jù)權利要求3的發(fā)送裝置，其中，由第一線性增益控制器獲得的相對于控制電壓變化的第一線性增益特性包括線性段中的第一斜率，以及由第二線性增益控制器獲得的相對于控制電壓變化的第二線性增益特性包括第二斜率。
5.根據(jù)權利要求4的發(fā)送裝置，其中，所述第二斜率大于第一斜率。
6.根據(jù)權利要求4的發(fā)送裝置，其中，由中頻放大器和射頻放大器獲得的總增益特性在于第三線性增益特性，該第三線性增益特性是第一線性增益特性和第二線性增益特性之和。
7.根據(jù)權利要求6的發(fā)送裝置，其中，所述第三線性增益特性包括大于第一斜率而小于第二斜率的第三斜率。
8.根據(jù)權利要求7的發(fā)送裝置，其中，在線性段和飽和段之間的過渡區(qū)中，第三線性增益特性包括根據(jù)控制電壓而從所述第三斜率減小到零的斜率，以控制總增益直到總增益達到最大。
9.根據(jù)權利要求3的發(fā)送裝置，其中，在第一線性增益控制器中，二極管和雙極結晶體管中的一個包括第一區(qū)域，以及二極管和雙極結晶體管中的一個包括第二區(qū)域，并且在第二線性增益控制器中，二極管和雙極結晶體管中的一個包括第三區(qū)域，以及二極管和雙極結晶體管中的一個包括第四區(qū)域。
10.根據(jù)權利要求9的發(fā)送裝置，其中，所述第一區(qū)域和第四區(qū)域相同，所述第二區(qū)域和第三區(qū)域相同。
11.一種自動增益控制方法，包括下列步驟(a)響應控制電壓，產(chǎn)生并輸出隨控制電壓成比例增加的第一電流；(b)將第一電流轉(zhuǎn)換為相對于控制電壓成指數(shù)增加的第二電流，輸出所述第二電流，并輸出通過從總電流中減去第二電流而獲得的第三電流；(c)產(chǎn)生并輸出用于控制中頻放大器的中頻(IF)增益控制信號；以及(d)產(chǎn)生并輸出用于控制射頻放大器的射頻(RF)增益控制信號。
12.一種從移動通信終端發(fā)送信號的方法，包括(a)接收根據(jù)碼分多址(CDMA)標準分組的數(shù)據(jù)流，在調(diào)制數(shù)據(jù)流之后輸出CDMA模擬信號，并輸出控制電壓以控制相應于數(shù)據(jù)流的分組數(shù)據(jù)的射頻(RF)信號的輸出功率；(b)響應控制電壓，產(chǎn)生根據(jù)控制電壓成指數(shù)增加的第一電流，產(chǎn)生并輸出用于控制中頻放大器的中頻增益控制信號，以及產(chǎn)生并輸出用于控制射頻放大器的射頻增益控制信號；以及(c)接收CDMA模擬信號，分別根據(jù)中頻增益控制信號和射頻增益控制信號放大中頻信號和射頻信號，并無線發(fā)送放大后的中頻和射頻信號之一。
13.根據(jù)權利要求12的發(fā)送方法，其中，所述步驟(b)包括(d)產(chǎn)生并輸出第一電流；(e)將第一電流轉(zhuǎn)換為根據(jù)控制電壓成指數(shù)增加的第二電流，輸出第二電流，并輸出通過從總電流中減去第二電流而獲得的第三電流；(f)產(chǎn)生并輸出用于控制中頻放大器的中頻增益控制信號；以及(g)產(chǎn)生并輸出用于控制射頻放大器的射頻增益控制信號。
14.根據(jù)權利要求13的發(fā)送方法，其中，輸出中頻增益控制信號之后獲得的第一線性增益特性包括線性段中的第一斜率，以及輸出射頻增益控制信號之后獲得的第二線性增益特性包括第二斜率。
15.根據(jù)權利要求14的發(fā)送方法，其中，所述第二斜率大于第一斜率。
16.根據(jù)權利要求14的發(fā)送方法，其中，由中頻放大器和射頻放大器獲得的總增益特性在于第三線性增益特性，該第三線性增益特性是第一線性增益特性和第二線性增益特性之和。
17.根據(jù)權利要求16的發(fā)送方法，其中，所述第三線性增益特性包括大于第一斜率而小于第二斜率的第三斜率。
18.根據(jù)權利要求17的發(fā)送方法，其中，在線性段和飽和段之間的過渡區(qū)域中，所述第三線性增益特性包括根據(jù)控制電壓從第三斜率減少到零的斜率，以控制總增益直到總增益達到最大。
19.根據(jù)權利要求13的發(fā)送方法，其中，當產(chǎn)生中頻增益控制信號時，二極管和雙極結晶體管中的一個包括第一區(qū)域，以及二極管和雙極結晶體管中的一個包括第二區(qū)域，并且當產(chǎn)生射頻增益控制信號時，二極管和雙極結晶體管中的一個包括第三區(qū)域，以及二極管和雙極結晶體管中的一個包括第四區(qū)域。
20.根據(jù)權利要求19的發(fā)送方法，其中，所述第一區(qū)域和第四區(qū)域相同，所述第二區(qū)域和第三區(qū)域相同。
全文摘要
提供一種通過控制增益直到該增益達到最大值而獲得高信噪比(SNR)并降低功率損耗的自動增益控制器，以及具有該自動增益控制器的移動通信終端的發(fā)送裝置和方法。該自動增益控制器使射頻(RF)放大器的增益相對于控制電壓變化而變化的斜率大于中頻(IF)放大器的增益相對于控制電壓變化而變化的斜率，并使總增益具有根據(jù)控制電壓而減小的斜率直到總增益達到其最大值。因此，可以通過在例如－13dBm的功率處調(diào)節(jié)中頻放大器的增益大于射頻放大器的增益而獲得高SNR，以在高功率處獲得改善的相鄰信道功率拒絕(ACPR)特性，并通過控制增益使總增益具有根據(jù)控制電壓而減小的斜率直到總增益達到其最大值，來降低功率損耗。
文檔編號H03G3/30GK1574614SQ20041006392
公開日2005年2月2日 申請日期2004年5月9日 優(yōu)先權日2003年5月9日
發(fā)明者金顯碩 申請人:三星電子株式會社