專利名稱：自動增益控制裝置與自動增益控制方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種自動增益控制裝置與自動增益控制方法，特別涉及ー種根據(jù)干擾信號的特性，適當(dāng)調(diào)整増益的自動增益控制裝置與自動增益控制方法。
背景技術(shù)：
自動增益控制(Automatic Gain Control, AGC)裝置是信號處理過程中經(jīng)常使用的電子裝置，其可自動化地調(diào)整輸入振幅到一個適合的范圍之內(nèi)，使輸出電壓保持在一定范圍內(nèi)，以便后端電路能夠正常地工作。請參考圖1，圖I為現(xiàn)有技術(shù)中ー自動增益控制裝置10的功能方塊圖。自動增益控制裝置10包含一可調(diào)增益放大器100、一濾波器102、一功率檢測器104 (Power Detector)及一增益控制器106。自動增益控制裝置10的工作原理如下，首先，可調(diào)增益放大器100會以ー預(yù)設(shè)增益對ー接收信號Si進行放大處理，并輸出為ー放大信號Sa。放大信號Sa經(jīng)過濾波器102濾除所需頻帶外的信號或噪聲后，成為ー輸出信號So，供后端電路進行后續(xù)處理。放大信號Sa還用來反饋控制可調(diào)增益放大器100的増益，其由功率檢測器104檢測放大信號Sa的功率，再由增益控制器106根據(jù)功率檢測器104的ー檢測結(jié)果RST，輸出ー増益控制信號Gain_CMD至可調(diào)增益放大器100，以調(diào)整可調(diào)增益放大器100的増益。簡單來說，自動增益控制裝置10的運作主要可分為兩部分其ー是信號處理部分，由可調(diào)增益放大器100至濾波器102所形成，也即Si — Sa — So的信號路徑；另一部分為反饋控制或增益控制部分，由可調(diào)增益放大器100、功率檢測器104及一增益控制器106所形成，也即Si — RST — Gain_CMD的信號路徑。在自動增益控制裝置10的信號處理部分中，濾波器102主要用來濾除干擾信號的影響，以避免影響后端電路的處理。除此之外，由于放大信號Sa含有干擾信號的放大成份，因此，功率檢測器104在對放大信號Sa進行功率檢測時，會受干擾信號的影響，而可能造成增益控制器106的誤判。詳細來說，請參考圖2至圖4，圖2為接收信號Si無干擾時對應(yīng)的放大信號Sa及輸出信號So的示意圖，而圖3及圖4分別為接收信號Si的干擾的頻率較近及較遠時對應(yīng)的放大信號Sa及輸出信號So的示意圖。假設(shè)接收信號Si中實際欲接收的信號為Snd，且其頻段介于頻率fl及f2之間，如圖2所示，當(dāng)接收信號Si無干擾吋，即接收信號Si僅包含信號Snd，則可調(diào)増益放大器100會將之適當(dāng)放大，再由濾波器102濾除。反之，當(dāng)接收信號Si包含干擾信號Sinf時，若干擾信號Sinf的頻段介于頻率f2及f3之間，則如圖3所示，經(jīng)過可調(diào)增益放大器100及濾波器102的處理后，輸出信號So會包含干擾信號Sinf的調(diào)變結(jié)果，即干擾調(diào)變信號(Interference Modulation Signal) IMS1,如斜線區(qū)域所示。同理，若干擾信號Sinf的頻段介于頻率f3及f4之間，則如圖4所示，經(jīng)過可調(diào)增益放大器100及濾波器102的處理后，輸出信號So會包含干擾調(diào)變信號MS2。增益控制器106在決定可調(diào)増益放大器100的増益吋，需確保干擾調(diào)變信號MS1JMS2不超過ー默認值，以達到最佳收信質(zhì)量。由于干擾調(diào)變信號IMS2小于干擾調(diào)變信號IMS1，換言之，當(dāng)干擾信號Sinf較遠離信號Snd時，増益控制器106可控制可調(diào)增益放大器100以較高増益放大接收信號Si ;反之，當(dāng)干擾信號Sinf較靠近信號Snd時，增益控制器106應(yīng)控制可調(diào)增益放大器100以較低増益放大接收信號Si。然而，在實際運作上，由于功率檢測器104具有寬帶特性，也即，不論有無干擾信號的存在，其檢測結(jié)果RST都會趨近同一值。在此情形下，增益控制器106無法針對干擾信號的頻率遠近，控制可調(diào)增益放大器100以不同增益進行信號放大，換言之，上述圖2至圖4的例所得到的増益都是一祥。由上述可知，由于增益控制器106無法根據(jù)干擾信號的頻率調(diào)整可調(diào)增益放大器100的増益，造成現(xiàn)有自動增益控制裝置10無法達到最佳的收信質(zhì)量。若要改善此缺點，現(xiàn) 有技術(shù)通常以數(shù)字信號處理方式來判別干擾信號的頻帶，但如此ー來，則需要較多的電路層級，大幅地増加了電路的復(fù)雜度、電路面積以及信號鎖定的時間。簡言之，現(xiàn)有技術(shù)無法對頻譜上遠近不同的干擾信號作最佳化的處理，而數(shù)字信號處理的方法會影響效能，增加設(shè)置的成本，因此實有改善的必要。

發(fā)明內(nèi)容
因此，本發(fā)明的主要目的即在于提供一種自動增益控制裝置與自動增益控制方法。本發(fā)明揭露一種自動增益控制裝置，包含一可調(diào)增益放大器，用來根據(jù)ー增益控制信號，決定ー増益，并據(jù)以將ー接收信號放大為ー放大信號；一功率檢測器，用來判斷一頻率響應(yīng)結(jié)果的功率大小，并據(jù)以輸出ー檢測結(jié)果；一増益控制單元，用來根據(jù)該檢測結(jié)果，輸出該增益控制信號；以及ー頻率響應(yīng)單元，用來對該放大信號進行頻率響應(yīng)處理，以產(chǎn)生該頻率響應(yīng)結(jié)果。本發(fā)明還揭露ー種自動增益控制方法，包含根據(jù)ー增益，將ー接收信號放大為ー放大信號；對該放大信號進行頻率響應(yīng)處理，以產(chǎn)生ー頻率響應(yīng)結(jié)果；以及根據(jù)該頻率響應(yīng)結(jié)果，調(diào)整該增益。本發(fā)明在自動增益控制裝置的增益控制部分増加了頻率響應(yīng)單元，其可補償功率檢測器的寬帶特性，使功率檢測器的檢測結(jié)果充分反映干擾信號的頻帶遠近，以根據(jù)干擾信號的影響，調(diào)整可調(diào)增益放大器的増益，進而達最佳效能。因此，藉由在增益控制部分增加頻率響應(yīng)單元，本發(fā)明不需使用窄頻的功率檢測器，也不需采用數(shù)字信號處理的方法，即可使自動增益控制裝置根據(jù)干擾信號的頻帶遠近，適應(yīng)性地調(diào)整增益大小，以達到更佳效倉^:。


圖I為現(xiàn)有技術(shù)中ー自動增益控制裝置的功能方塊圖。圖2為圖I中接收信號無干擾時對應(yīng)的放大信號及輸出信號的示意圖。圖3及圖4分別為圖I中接收信號的干擾的頻率較近及較遠時對應(yīng)的放大信號及輸出信號的示意圖。圖5為本發(fā)明實施例一自動增益控制裝置的功能方塊圖。圖6為圖5中一頻率響應(yīng)單元的頻率響應(yīng)設(shè)計為帶通濾波器時的頻率響應(yīng)示意圖。圖7為本發(fā)明實施例一自動增益控制流程的示意圖。其中，附圖標(biāo)記說明如下10、50自動增益控制裝置100、500可調(diào)增益放大器102、502濾波器104、504功率檢測器
106、506增益控制器Si接收信號Sa放大信號So輸出信號RST檢測結(jié)果Gain_CMD增益控制信號Snd信號Sinf干擾信號H、f2、f3、f4頻率IMSU IMS2干擾調(diào)變信號508頻率響應(yīng)單元70自動增益控制流程700、702、704、706、708、710 步驟
具體實施例方式請參考圖5，圖5為本發(fā)明實施例一自動增益控制裝置50的功能方塊圖。自動增益控制裝置50包含一可調(diào)增益放大器500、一濾波器502、一功率檢測器504、一增益控制器506及一頻率響應(yīng)單元508。比較圖I及圖5可知，自動增益控制裝置50相較于圖I的自動增益控制裝置10，增加了頻率響應(yīng)單元508，其余部分則與自動增益控制裝置10大致相同，因此為求簡潔，沿用部分符號。詳細來說，自動增益控制裝置50的信號處理部分與自動增益控制裝置10的信號處理部分相同，但增益控制部分則增加了頻率響應(yīng)單元508。頻率響應(yīng)單元508用來對可調(diào)增益放大器500所輸出的放大信號Sa進行頻率響應(yīng)處理，以產(chǎn)生一頻率響應(yīng)結(jié)果FR，也即使放大信號Sa的振幅隨頻率而改變。因此，自動增益控制裝置50的工作原理如下，首先，可調(diào)增益放大器500會以一預(yù)設(shè)增益對接收信號Si進行放大處理，并輸出為放大信號Sa。放大信號Sa經(jīng)過濾波器502濾除所需頻帶外的信號或噪聲后，成為輸出信號So，供后端電路進行后續(xù)處理。另一方面，頻率響應(yīng)單元508會對放大信號Sa進行頻率響應(yīng)處理，以調(diào)整放大信號Sa的振幅，并輸出對應(yīng)的頻率響應(yīng)結(jié)果FR至功率檢測器504。接著，功率檢測器504檢測頻率響應(yīng)結(jié)果FR的功率，并輸出對應(yīng)的檢測結(jié)果RST至增益控制器506，使增益控制器506輸出增益控制信號Gain_CMD至可調(diào)增益放大器500，以調(diào)整可調(diào)增益放大器500的增益。簡單來說，在自動增益控制裝置50中，功率檢測器504檢測放大信號Sa的頻率響應(yīng)結(jié)果FR的功率，而非單純檢測放大信號Sa的功率。換言之，只要適當(dāng)調(diào)整頻率響應(yīng)單元508的運作方式，即可使功率檢測器504的檢測結(jié)果RST充分反映干擾信號的頻帶的遠近情形。舉例來說，延續(xù)圖2至圖4的例子，若自動增益控制裝置50實際欲接收的信號的頻帶也介于頻率fl與f2之間，則可如圖6般，將頻率響應(yīng)單元508的頻率響應(yīng)設(shè)計為帶通濾波器，且其通帶介于頻率H與f2。如此一來，越靠近H至f2的頻帶的干擾信號對檢測結(jié)果RST的影響越大，則增益控制器506可據(jù)以調(diào)整可調(diào)增益放大器500的增益，使可調(diào)增益放大器500以不同增益對接收信號Si進行放大，確保達到最佳效能。也就是說，若本發(fā)明的自動增益控制裝置50接收圖2至圖4的接收信號Si，則圖2的情形下自動增益控制裝置50會有最大增益，圖3的情形下的增益最小，而圖4的情形下的增益則介于兩者之間。需注意的是，圖6僅為頻率響應(yīng)單元508的可能頻率響應(yīng)的一例，然不限于此，頻率響應(yīng)單元508的運作邏輯與欲衰減的信號頻段有關(guān)。因此，設(shè)計者應(yīng)根據(jù)系統(tǒng)所需，以各種可隨頻率改變增益的電路實現(xiàn)頻率響應(yīng)單元508，例如高通濾波器、低通濾波器、窄頻放大器等等。 自動增益控制裝置50的增益控制部分的運作方式可進一步歸納為一自動增益控制流程70，如圖7所示，其包含以下步驟步驟700:開始。步驟702 :可調(diào)增益放大器500根據(jù)一增益，將接收信號Si放大為一放大信號Sa。步驟704 :頻率響應(yīng)單元508對放大信號Sa進行頻率響應(yīng)處理，以產(chǎn)生頻率響應(yīng)結(jié)果FR。步驟706 :功率檢測器504檢測頻率響應(yīng)結(jié)果FR的功率，以產(chǎn)生檢測結(jié)果RST。步驟708 :增益控制器506根據(jù)檢測結(jié)果RST，調(diào)整該增益。步驟710:結(jié)束。自動增益控制流程70為自動增益控制裝置50的增益控制部分的運作方式，詳細說明及變化可參考前述，在此不贅述。在現(xiàn)有技術(shù)中，由于功率檢測器具有寬帶特性，造成增益控制器無法針對干擾信號的頻率遠近，控制可調(diào)增益放大器以不同增益進行信號放大，也即，不論有無干擾信號或干擾信號的頻帶遠近是否不同，所得到的增益都是一樣。相較之下，本發(fā)明在自動增益控制裝置的增益控制部分增加了頻率響應(yīng)單元，其可補償功率檢測器的寬帶特性，使功率檢測器的檢測結(jié)果充分反映干擾信號的頻帶遠近，以根據(jù)干擾信號的影響，調(diào)整可調(diào)增益放大器的增益，進而達最佳效能。因此，藉由在增益控制部分增加頻率響應(yīng)單元，本發(fā)明不需使用窄頻的功率檢測器，也不需采用數(shù)字信號處理的方法，即可使自動增益控制裝置根據(jù)干擾信號的頻帶遠近，適應(yīng)性地調(diào)整增益大小，以達到更佳效能。綜上所述，本發(fā)明在自動增益控制裝置的增益控制部分增加頻率響應(yīng)單元，以反映干擾信號對接收信號的影響，并據(jù)以調(diào)整增益大小，以達到更佳效能。以上所述僅為本發(fā)明的優(yōu)選實施例，凡依本發(fā)明權(quán)利要求所做的均等變化與修飾，皆應(yīng)屬本發(fā)明的涵蓋范圍。
權(quán)利要求
1.一種自動增益控制裝置，包含 一可調(diào)增益放大器，用來根據(jù)ー增益控制信號，決定ー増益，并據(jù)以將ー接收信號放大為ー放大信號； 一功率檢測器，用來判斷一頻率響應(yīng)結(jié)果的功率大小，并據(jù)以輸出ー檢測結(jié)果； 一増益控制單元，用來根據(jù)該檢測結(jié)果，輸出該增益控制信號；以及 ー頻率響應(yīng)單元，用來對該放大信號進行頻率響應(yīng)處理，以產(chǎn)生該頻率響應(yīng)結(jié)果。
2.如權(quán)利要求I所述的自動增益控制裝置，其特征在干，進ー步包含ー濾波器，其一端耦接于該可調(diào)増益放大器與該功率檢測器之間，另一端耦接于一后端電路，用來對該放大信號進行濾波處理后輸出至該后端電路。
3.如權(quán)利要求I所述的自動增益控制裝置，其特征在于，該頻率響應(yīng)單元根據(jù)該接收信號的頻段，對該放大信號進行頻率響應(yīng)處理。
4.如權(quán)利要求I所述的自動增益控制裝置，其特征在于，該頻率響應(yīng)單元的一增益隨頻率改變。
5.一種自動增益控制方法，包含 根據(jù)ー增益，將ー接收信號放大為ー放大信號； 對該放大信號進行頻率響應(yīng)處理，以產(chǎn)生一頻率響應(yīng)結(jié)果；以及 根據(jù)該頻率響應(yīng)結(jié)果，調(diào)整該増益。
6.如權(quán)利要求5所述的自動增益控制方法，其特征在于，根據(jù)該頻率響應(yīng)結(jié)果，調(diào)整該増益的步驟，包含 檢測該頻率響應(yīng)結(jié)果的功率；以及 根據(jù)該頻率響應(yīng)結(jié)果的功率，調(diào)整該増益。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種自動增益控制裝置，包含一可調(diào)增益放大器，用來根據(jù)一增益控制信號，決定一增益，并據(jù)以將一接收信號放大為一放大信號；一功率檢測器，用來判斷一頻率響應(yīng)結(jié)果的功率大小，并據(jù)以輸出一檢測結(jié)果；一增益控制單元，用來根據(jù)該檢測結(jié)果，輸出該增益控制信號；以及一頻率響應(yīng)單元，用來對該放大信號進行頻率響應(yīng)處理，以產(chǎn)生該頻率響應(yīng)結(jié)果。
文檔編號H04W52/52GK102655675SQ20111005213
公開日2012年9月5日 申請日期2011年3月4日 優(yōu)先權(quán)日2011年3月4日
發(fā)明者邱盈中, 陳縣成 申請人:聯(lián)詠科技股份有限公司