專利名稱：用于受限抖動的自動增益控制的裝置及其方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及包含受數(shù)字反饋信號控制的模擬放大器的數(shù)字信號接收機(jī)中的自動增益控制(AGC)。
背景技術(shù)：
一般而言，AGC是指一種包含在接收機(jī)中的電路，它由接收到的信號激活，使得接收機(jī)的增益基本上根據(jù)輸入信號的幅度來變化，以維持輸出等級基本穩(wěn)定。
通常，接收機(jī)包括一個或幾個用于處理接收到的信號的模擬放大器。這些模擬放大器由一個例如數(shù)字解調(diào)器的下行電路提供的數(shù)字反饋信號來自動控制。
對于一個具有模擬增益控制輸入的模擬放大器，數(shù)字反饋信號被例如數(shù)字模擬轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換為一個模擬反饋信號。而對于具有數(shù)字增益控制輸入的模擬放大器，數(shù)字反饋信號被直接提供。
與以前使用的模擬反饋信號不同，數(shù)字反饋信號以離散方式變化，這可能會在自動增益控制環(huán)路中導(dǎo)致幅度抖動或頻率抖動。一旦反饋信號為數(shù)字信號，這個問題即會出現(xiàn)。
例如，如果該放大的最佳設(shè)置落在數(shù)字反饋信號的兩個連續(xù)值之間，系統(tǒng)將會在這兩個值之間持續(xù)振蕩。因此，數(shù)字反饋信號過于頻繁地變化并在放大器提供的信號中引入該變化頻率的噪聲。這種擾動稱為頻率抖動。
同樣，如果數(shù)字反饋信號的各步長幅度過大，則可能會通過引入諸如飽和或妨礙其它環(huán)路鎖定的擾動影響接收機(jī)的性能。這類擾動稱為幅度抖動。
因此，采用具有數(shù)字反饋信號的模擬放大器的自動增益控制會經(jīng)受幅度和/或頻率抖動的問題，使得輸出信號的質(zhì)量等級下降。
一些現(xiàn)有的接收機(jī)中包括低通濾波器，該低通濾波器被用于對數(shù)字反饋信號進(jìn)行處理以產(chǎn)生一個相應(yīng)的驅(qū)動信號。然而，濾波存在于具有隨該電信號的頻率以確定的方式變化的增益的電信號的傳輸中，因此，即使該數(shù)字反饋信號的變化被減少了，還是會被傳輸至該模擬放大器并導(dǎo)致幅度抖動和/或頻率抖動。
更確切地，這些濾波器由于其自身的一個用于避免信號傳輸延遲的小的時間常量，而不能限制頻率抖動。另外，現(xiàn)有的濾波器并不完美，不能完全消除信號脈沖，因此不能避免幅度抖動。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的一個目的在于，提供一個有效的方法和相應(yīng)設(shè)備，用于減少幅度和頻率抖動的自動增益控制，以解決上述技術(shù)問題。
為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明涉及一種如權(quán)利要求1所述的用于自動增益控制的方法和一種如權(quán)利要求3所述的相應(yīng)設(shè)備。本發(fā)明還涉及一種如權(quán)利要求9所述的處理器程序。
借助模擬放大器的驅(qū)動信號的調(diào)節(jié)，可以通過對驅(qū)動信號步長的高度值以及修正驅(qū)動信號的頻率以限制幅度抖動和頻率抖動。
通過以下結(jié)合附圖的說明，本發(fā)明的其它特點(diǎn)和優(yōu)勢將更為清楚。


圖1為根據(jù)本發(fā)明的一個接收機(jī)的框圖；圖2為根據(jù)本發(fā)明的方法的示意圖；圖3A示出了數(shù)字反饋信號；圖3B示出了由本發(fā)明中的接收機(jī)提供的驅(qū)動信號。
具體實(shí)施例方式
在圖1中示出了根據(jù)本發(fā)明的用于接收射頻(RF)信號的接收機(jī)2。
所述接收機(jī)2有一個用于接收射頻信號如模擬或數(shù)字電視信號的天線4。該接收機(jī)2包括一個用于進(jìn)行自動增益控制并連接到一個解調(diào)器8的模擬前端6。在一個具體實(shí)施例中，該模擬前端6是一個零中頻調(diào)諧器，其接收了輸入中的射頻信號后，直接將同接收到的信號的復(fù)數(shù)和實(shí)數(shù)部分相對應(yīng)的示為I和Q兩路信號提供給所述解調(diào)器8。該數(shù)字解調(diào)器8將這些信號數(shù)字化，并應(yīng)用相關(guān)解調(diào)或均衡處理來獲得一個稱為S的信息信號，該信息信號S被提供給與所述接收機(jī)2相關(guān)聯(lián)的一個處理電路。該處理電路也提供一個稱為SAGC的數(shù)字反饋信號給該模擬前端6，于是，便形成了一個自動增益控制環(huán)路。
該模擬前端6在一個也稱為射頻放大器的模擬放大器10中接收射頻輸入信號。
經(jīng)過放大的信號被提供給還接收由一個本地振蕩器15產(chǎn)生的兩個正交波信號的倍頻器12和倍頻器14。所述倍頻器12和14的輸出端分別連接到另一組模擬放大器16和18，所述模擬放大器16和18的輸出形成兩個部分，即I和Q，I和Q被解調(diào)器中的模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器(ADC)17和19數(shù)字化。
在上述例子中，放大器16和18由圖中虛線所示的標(biāo)準(zhǔn)反饋信號所控制。該反饋信號在解調(diào)器8中被轉(zhuǎn)換為一個模擬信號并提供給放大器。
經(jīng)由一個驅(qū)動單元20，由解調(diào)器8提供的用于控制放大器10的數(shù)字反饋信號SAGC被接收。有利地，該單元20包括一個用于進(jìn)行常規(guī)低通濾波的濾波元件22。
濾波存在于具有隨該電信號的頻率以確定的方式變化的增益的電信號的傳輸中。這樣，即使該數(shù)字反饋信號的變化被減少了，它們還是會被傳輸，并出現(xiàn)在處理元件22的輸出端。
元件22中的一個或多個濾波器擁有用于避免數(shù)字反饋信號的傳輸延遲的相對小的時間常數(shù)。
接著，與經(jīng)過濾波的數(shù)字信號相對應(yīng)的驅(qū)動信號被提供給調(diào)節(jié)元件24，該調(diào)節(jié)元件24用于提供一個經(jīng)調(diào)節(jié)的驅(qū)動信號SDRV至模擬放大器10，以控制對接收到的射頻信號進(jìn)行的放大。
調(diào)節(jié)包括控制驅(qū)動信號的變化以避免幅度抖動和頻率抖動。在每次變化后的一個確定時間段內(nèi)，元件24將驅(qū)動信號維持為一個常量來限制頻率抖動。有利地，調(diào)節(jié)元件24還通過限制驅(qū)動信號的幅度變化來防止幅度抖動。
在本例中，驅(qū)動信號SDRV被直接提供模擬放大器10，該模擬放大器的增益控制輸入端用于接收數(shù)字驅(qū)動信號。
以下參照圖2、圖3A以及圖3B，針對自動增益控制，對該接收機(jī)的處理過程進(jìn)行描述。
在一種標(biāo)準(zhǔn)方式下，信號由天線4來接收，接著由零中頻模擬前端6來處理，來為解調(diào)器8提供信號I和Q，該解調(diào)器8為該模擬前端6提供數(shù)字反饋信號SAGC。
于是，用于對射頻信號模擬增益放大器10進(jìn)行自動控制的方法首先包括一個接收數(shù)字反饋信號SAGC的步驟28。該數(shù)字反饋信號可以由增益控制設(shè)備從解調(diào)器8處以數(shù)字信號形式直接接收，或以模擬信號形式接收，以模擬信號形式接收的信號會在驅(qū)動單元20中被轉(zhuǎn)換回為一個數(shù)字信號。
在步驟28之后為處理數(shù)字反饋信號SAGC以提供驅(qū)動信號SDRV至模擬放大器10的步驟30。
在所述實(shí)施例中，所述步驟30首先包括一個由處理元件22應(yīng)用低通濾波器處理數(shù)字反饋信號，以提供驅(qū)動信號的子步驟32。
步驟30還包括一個由調(diào)節(jié)元件24完成的對驅(qū)動信號SDRV的變化進(jìn)行調(diào)節(jié)的子步驟34。
如前面已指出的，所述調(diào)節(jié)限制了該驅(qū)動信號的幅度變化，在每次變化后的一個確定時間內(nèi)，強(qiáng)制使所述驅(qū)動信號保持不變。有利地，所述時間段小于20毫秒(ms)，優(yōu)選地，小于10ms，更為優(yōu)選地，小于5ms。
在所述實(shí)施例中，每個步長的最大高度小于或等于10個基本步長，其中，一個基本步長為數(shù)字反饋信號的最小變化并依賴于其比特數(shù)。優(yōu)選地，所述每個步長的最大高度小于等于5個基本步長，更優(yōu)選地，等于一個基本步長。
如圖3A及3B所示。圖3A示出了由驅(qū)動單元20接收到的數(shù)字反饋信號SAGC，圖3B示出了由調(diào)節(jié)元件24提供的驅(qū)動信號SDRV。
在圖中所示的示為S1的第一部分中，數(shù)字反饋信號SAGC以小增量步長為單位緩慢地變化，而所述驅(qū)動信號SDRV也以相同方式變化。
接著，在S2部分中，數(shù)字反饋信號SAGC急速增長到一個較高的電平后保持在該電平，如此重大的幅度變化為幅度抖動提供了條件。因此，對驅(qū)動信號SDRV進(jìn)行調(diào)節(jié)，所述數(shù)字反饋信號(幅度)的重大增長對應(yīng)驅(qū)動信號的幾個增長步長，如圖3B所示。步長的高度對應(yīng)最大的經(jīng)認(rèn)可的幅度變化，而每個電平的長度則與其間信號保持不變的所述確定時間段對應(yīng)。
在S2部分中出現(xiàn)的每個步長上，經(jīng)過調(diào)節(jié)的驅(qū)動信號由該驅(qū)動單元設(shè)置，因此，獨(dú)立于所述數(shù)字反饋信號。即使該數(shù)字反饋信號在該部分中的一個步長內(nèi)發(fā)生了變化，該驅(qū)動信號SDRV仍能保持不變。
最后，如果數(shù)字反饋信號SAGC在足夠長的時間內(nèi)保持不變，驅(qū)動信號將達(dá)到與之相同的值。
在S3部分中，數(shù)字反饋信號SAGC快速地在兩個值之間振蕩。這樣的振蕩發(fā)生在如目標(biāo)增益放大器值落在該數(shù)字反饋信號的兩個值之間的情況下。所述驅(qū)動信號SDRV不會重復(fù)這種振蕩，因?yàn)镾DRV的每個值在一個確定的時間段內(nèi)保持不變。在本例中，其使得該驅(qū)動信號發(fā)生如圖3B中S3部分所示的緩慢振蕩。
驅(qū)動信號必須保持不變的所述確定的時間段是考慮了接收機(jī)來設(shè)置的，這樣，如果驅(qū)動信號像在S3部分中一樣在兩個連續(xù)值之間振動時，該頻率抖動不會影響到最后的解調(diào)信號。
最后，如在S4部分中所示的，數(shù)字反饋信號SAGC急劇下降到另一個值，相應(yīng)地，驅(qū)動信號SDRV通過一系列連續(xù)下降步長以達(dá)到該值。
當(dāng)然，還有很多其它可行的具體實(shí)施方式
。
在一個具體實(shí)施方式
中，為所述模擬前端的所有放大器(包括倍頻器輸出端的放大器在內(nèi))提供一個基于本發(fā)明的經(jīng)調(diào)節(jié)的驅(qū)動信號。
在另一個實(shí)例中，還可以采用其增益控制輸入端用于接收模擬驅(qū)動信號的模擬放大器。在這種情況下，需要在調(diào)節(jié)元件的輸出端和模擬放大器的增益控制輸入端之間引入一個數(shù)字模擬轉(zhuǎn)換器。有利地，所述轉(zhuǎn)換器可以集成在所述調(diào)節(jié)元件中，所述調(diào)節(jié)元件用于完成數(shù)字處理并直接提供模擬驅(qū)動信號。
此外，可以在解調(diào)器和驅(qū)動單元之間將所述數(shù)字反饋信號轉(zhuǎn)換為模擬信號。為實(shí)現(xiàn)上述目的，一個數(shù)字模擬轉(zhuǎn)換器接收由所述解調(diào)器輸出的信號后，提供一個相應(yīng)的模擬信號給一個位于驅(qū)動單元的輸入端的模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器。這能夠避免在該模擬前端附近傳輸劇烈變化的數(shù)字信號，以避免信號擾動。
根據(jù)本發(fā)明的另一個具體實(shí)施方式
，所述調(diào)節(jié)通過解調(diào)器中的軟件來實(shí)現(xiàn)，本例中，解調(diào)器直接提供經(jīng)調(diào)節(jié)的驅(qū)動信號。在這種情況下，調(diào)節(jié)元件包括在與該模擬前端6直接相連的解調(diào)器中?？蛇x地，不同的實(shí)施方式可以進(jìn)行結(jié)合，一些放大器的經(jīng)調(diào)節(jié)的驅(qū)動信號由所述解調(diào)器直接提供；另一些放大器的經(jīng)調(diào)節(jié)的驅(qū)動信號是由所述解調(diào)器外部的一個調(diào)節(jié)元件經(jīng)過處理后提供的。
根據(jù)本發(fā)明的另一個具體實(shí)施方式
，所述調(diào)節(jié)單元是加入到接收機(jī)中的標(biāo)準(zhǔn)解調(diào)器和標(biāo)準(zhǔn)模擬前端之間的一個具體的部件。
本發(fā)明中的方法還可以通過一個由自動增益控制設(shè)備中的處理器來運(yùn)行的計算機(jī)程序來實(shí)現(xiàn)，在由所述處理器運(yùn)行時，該程序包括用于執(zhí)行下列操作的指令-為一個模擬放大器接收數(shù)字反饋信號；-基于所述數(shù)字反饋信號為所述模擬放大器提供驅(qū)動信號；-調(diào)節(jié)所述驅(qū)動信號的變化，以使其在每次變化后能在一個確定的時間段內(nèi)保持不變。
所述程序可用于實(shí)現(xiàn)上述任一實(shí)施例，并可用于任何電器商品，如數(shù)字電視接收機(jī)、計算機(jī)、筆記本電腦及其它設(shè)備及其內(nèi)嵌部件中。
權(quán)利要求
1.一種用于自動控制至少一個模擬放大器(10)的增益的方法，包括以下步驟-接收(28)數(shù)字反饋信號(SAGC)，所述數(shù)字反饋信號用于控制所述模擬放大器(10)的增益；-處理(30)所述數(shù)字反饋信號，以將增益驅(qū)動信號(SDRV)提供給所述模擬放大器(10)；其特征在于，所述處理步驟(30)還包括步驟-調(diào)節(jié)(34)所述驅(qū)動信號(SDRV)的變化，以使得該驅(qū)動信號在每次變化后，都在一個確定的時間段內(nèi)保持不變。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述調(diào)節(jié)(34)所述驅(qū)動信號的變化的步驟包括，為所述驅(qū)動信號(SDRV)的最大幅度變化設(shè)置一個值。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述處理(30)所述數(shù)字反饋信號(SAGC)的步驟包括，在所述調(diào)節(jié)步驟(34)之前，利用低通濾波器對所述數(shù)字反饋信號(SAGC)進(jìn)行濾波(32)。
4.一種用于自動控制至少一個模擬放大器(10)的增益的自動增益控制設(shè)備(30)，包括接收裝置，用于接收用于控制模擬放大器(10)的增益的數(shù)字反饋信號(SAGC)；處理裝置，用于對所述數(shù)字反饋信號進(jìn)行處理，以提供驅(qū)動信號(SDRV)給所述模擬放大器(10)；其特征在于，所述處理裝置包括調(diào)節(jié)單元(24)，用于對所述驅(qū)動信號(SDRV)的變化進(jìn)行調(diào)節(jié)，以使得該驅(qū)動信號在每次變化后，都在一個確定的時間段內(nèi)保持不變。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的自動增益控制設(shè)備，其特征在于，所述調(diào)節(jié)單元(24)為所述驅(qū)動信號(SDRV)的最大幅度變化設(shè)置一個值。
6.根據(jù)權(quán)利要求4或5所述的自動增益控制設(shè)備，其特征在于，還包括處理單元(22)，所述處理單元(22)利用低通濾波器對輸入的數(shù)字反饋信號(SAGC)進(jìn)行濾波，并將其輸出信號提供給所述調(diào)節(jié)單元(26)。
7.一種用于接收射頻信號的接收機(jī)，所述接收機(jī)包括模擬前端(6)，該模擬前端(6)包括至少一個與解調(diào)器(8)相連的模擬放大器(10)，所述解調(diào)器(8)為所述模擬前端(6)提供一個用于控制所述模擬放大器的數(shù)字反饋信號(SAGC)，其特征在于，還包括如權(quán)利要求5-6中任一項(xiàng)所述的自動增益控制設(shè)備(30)，所述自動增益控制設(shè)備(30)接收所述數(shù)字反饋信號(SAGC)并為所述模擬放大器(10)提供增益驅(qū)動信號(SDRV)。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的接收機(jī)，其特征在于，還包括數(shù)字模擬轉(zhuǎn)換器，該數(shù)字模擬轉(zhuǎn)換器位于所述解調(diào)器(8)的輸出端，用于將所述數(shù)字反饋信號轉(zhuǎn)換為相應(yīng)的模擬信號；模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器，該模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器位于所述自動增益控制設(shè)備(30)的輸入端，用于接收所述相應(yīng)的模擬信號后，將其轉(zhuǎn)換回為數(shù)字反饋信號。
9.一種包括用于實(shí)現(xiàn)如下操作的指令的計算機(jī)程序，所述計算機(jī)程序由射頻接收機(jī)中的處理器來運(yùn)行，當(dāng)由所述處理器來運(yùn)行時-接收數(shù)字反饋信號(SAGC)，所述數(shù)字反饋信號(SAGC)用于控制至少一個模擬放大器(10)的增益；-處理所述數(shù)字反饋信號，以將增益驅(qū)動信號(SDRV)提供給所述模擬放大器(10)；-調(diào)節(jié)所述驅(qū)動信號(SDRV)的變化，以使所述驅(qū)動信號(SDRV)在每次變化后能在一個確定的時間段內(nèi)保持不變。
全文摘要
本發(fā)明中提供的用于自動控制至少一個模擬放大器(10)的方法包括如下步驟接收(28)數(shù)字反饋信號(S
文檔編號H03G3/20GK1929299SQ200610108779
公開日2007年3月14日 申請日期2006年8月4日 優(yōu)先權(quán)日2005年8月4日
發(fā)明者阿瑪尤瑞·戴墨爾, 哈利德·馬萊基, 若納斯·約恩松 申請人:迪康公司