專利名稱：自動(dòng)增益控制電路和具有該電路的接收機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及具有自動(dòng)增益控制器的接收機(jī)，尤其涉及主要在接收地面廣播、CATV廣播、衛(wèi)星廣播中傳輸?shù)臄?shù)字調(diào)制信號(hào)(例如，OFDM信號(hào)、8VSB信號(hào)、64QAM信號(hào)，QPSK信號(hào))時(shí)使用的一種自動(dòng)增益控制器。
近來，一種通過衛(wèi)星無(wú)線電波、地面或有線的數(shù)字廣播已經(jīng)被實(shí)施。
一種用于解調(diào)數(shù)字調(diào)制廣播信號(hào)的接收機(jī)被實(shí)現(xiàn)以便于經(jīng)第一可變?cè)鲆骐娐钒呀邮盏纳漕l信號(hào)(以下稱作RF信號(hào))提供給一個(gè)混頻器。在該混頻器中，RF信號(hào)與本機(jī)振蕩器產(chǎn)生的本機(jī)振蕩信號(hào)混合在一起，從而輸出一個(gè)中頻信號(hào)(以下稱作IF信號(hào))。
混頻器輸出的IF信號(hào)在一個(gè)IF-放大器中放大并且隨后經(jīng)第二可變?cè)鲆骐娐诽峁┙o一個(gè)A／D轉(zhuǎn)換器。這樣，該IF信號(hào)在A／D轉(zhuǎn)換器中轉(zhuǎn)換為數(shù)字IF信號(hào)，隨后在數(shù)字解調(diào)器中解調(diào)。
通常，第一可變?cè)鲆骐娐繁环Q作RF AGC電路，而第二可變?cè)鲆骐娐繁环Q作IF AGC電路。這些AGC電路的實(shí)現(xiàn)是通過響應(yīng)數(shù)字IF信號(hào)的電平來控制它們的增益。因此，經(jīng)過AGC電路的IF信號(hào)被調(diào)節(jié)至具有最佳電平。
通過輸入端輸入的RF信號(hào)通常具有的功率范圍是從約90dB(mW)到10dB(mW)。由于第一可變?cè)鲆骐娐?、混頻器和IF放大器在此輸入電平范圍內(nèi)具有非線性區(qū)域，所以當(dāng)較大的信號(hào)輸入到相鄰信道時(shí)會(huì)引起非線性失真。這些非線性失真降低了希望信道的接收質(zhì)量。所以需要在靠近輸入端的第一可變?cè)鲆骐娐分薪档退鼈儭?br> 另一方面，當(dāng)較低電平的RF輸入信號(hào)僅僅在接近輸入端的第一可變?cè)鲆婵刂破髦羞M(jìn)行增益-控制時(shí)，非線性失真可以得到較好的改善。但是，它不能保持一個(gè)希望的C／N比，因而會(huì)降低接收質(zhì)量。因此，較低輸入電平的信號(hào)必須在遠(yuǎn)離輸入端的第二可變?cè)鲆婵刂齐娐分羞M(jìn)行增益-控制，以保持希望的C／N比。
相應(yīng)地，當(dāng)接收機(jī)的RF輸入電平低于表示參考電平的接收(take-over)點(diǎn)(以下稱作“TOP”)時(shí)，它啟動(dòng)第二可變?cè)鲆骐娐?，并且?dāng)接收機(jī)的RF輸入電平高于參考電平時(shí)，它啟動(dòng)第一可變?cè)鲆骐娐?。因此，重要的是在于設(shè)置最有利于在保持希望的C／N比的情況下減少非線性失真并且保持優(yōu)良的接收質(zhì)量的參考電平。
在這一點(diǎn)上，1997年7月11日公開的日本專利申請(qǐng)JP9-181832公開了一種包括RF AGC電路和IF AGC電路的調(diào)諧電路，它能夠通過響應(yīng)輸入IF信號(hào)的電平控制施加到RF放大器和IF放大器的AGC電壓。
然而在傳統(tǒng)的接收信道中，設(shè)立的TOP值可以在相鄰信道存在干擾信號(hào)的最差條件下充分接收。
但根據(jù)該傳統(tǒng)技術(shù)，由于在設(shè)立TOP值的典型信道和其它信道間的射頻電路中的非線性失真、增益和噪聲指數(shù)的效率不同，因而難以在所有接收信道中獲得最佳的接收質(zhì)量。
而另一個(gè)缺點(diǎn)是，由于TOP值是在存在諸如相鄰信道干擾的最差條件下設(shè)立的，所以當(dāng)干擾電平較低或沒有干擾時(shí)它會(huì)過度降低C／N比。
如上所述，缺點(diǎn)在于因?yàn)門OP值在典型信道中設(shè)立，所以降低與C／N比之間的比例關(guān)系不同于優(yōu)選值。而且，當(dāng)干擾電平低時(shí)會(huì)過度降低C／N。
因而本發(fā)明旨在解決上述問題。并且本發(fā)明的目的是提供一種自動(dòng)增益控制器和一種具有該自動(dòng)增益控制器的接收機(jī)，它們能夠獲得穩(wěn)定且優(yōu)良的接收質(zhì)量，而不會(huì)受到接收信道或接收電波的影響。
在用于解調(diào)射頻信號(hào)的接收機(jī)中使用的自動(dòng)增益控制器的第一方案包括一個(gè)位于射頻信號(hào)通路上的電路，它對(duì)于作為輸入提供的射頻信號(hào)的輸入電平來說具有一個(gè)非線性區(qū)域；位于具有非線性區(qū)域的該電路之前的第一可變?cè)鲆骐娐?；位于具有非線性區(qū)域的該電路之后的第二可變?cè)鲆骐娐?；一個(gè)增益控制器，用于根據(jù)第二可變?cè)鲆婵刂戚敵龅男盘?hào)電平控制第一和第二可變?cè)鲆骐娐返脑鲆?，在接收機(jī)的射頻信號(hào)的輸入電平低于一個(gè)參考電平時(shí)用于控制啟動(dòng)第二可變?cè)鲆骐娐返脑鲆婵刂?，并且在輸入電平高于該參考電平時(shí)用于控制啟動(dòng)第一可變?cè)鲆骐娐返脑鲆婵刂?，并且還控制第二可變?cè)鲆骐娐返脑鲆姹３衷谔囟ǖ碾娖?；一個(gè)接收質(zhì)量檢測(cè)器，用于檢測(cè)在第二可變?cè)鲆骐娐分蠖x的接收質(zhì)量；以及一個(gè)參考電平設(shè)置單元，用于在增益控制器中設(shè)立參考電平，它可根據(jù)接收質(zhì)量檢測(cè)器中檢測(cè)的接收質(zhì)量進(jìn)行變化。
作為對(duì)本發(fā)明的第一方案中定義的自動(dòng)增益控制器的延伸，在該自動(dòng)增益控制器的第二方案中，信號(hào)的接收質(zhì)量首先通過在參考電平設(shè)置單元中預(yù)定的參考電平進(jìn)行檢測(cè)，并且通過在改善接收質(zhì)量的方向上的不同于該預(yù)定參考電平的另一個(gè)參考電平再次進(jìn)行檢測(cè)。
作為對(duì)本發(fā)明的第一或第二方案中定義的自動(dòng)增益控制器的延伸，在該自動(dòng)增益控制器的第三方案中，接收質(zhì)量檢測(cè)器通過使用擴(kuò)展構(gòu)象(spreadconstellation)檢測(cè)信號(hào)的接收質(zhì)量。
作為對(duì)本發(fā)明的第一或第二方案中定義的自動(dòng)增益控制器的延伸，在該自動(dòng)增益控制器的第四方案中，接收質(zhì)量檢測(cè)器通過使用誤差校正比來檢測(cè)信號(hào)的接收質(zhì)量。
作為對(duì)本發(fā)明的第一或第二方案中定義的自動(dòng)增益控制器的延伸，在該自動(dòng)增益控制器的第五方案中，接收質(zhì)量檢測(cè)器通過使用信號(hào)誤差校正之前或之后的信號(hào)誤差比來檢測(cè)接收質(zhì)量。
作為對(duì)本發(fā)明的第一至第五方案中的任意一個(gè)定義的自動(dòng)增益控制器的延伸，該自動(dòng)增益控制器的第六方案包括一個(gè)用于存儲(chǔ)參考電平值的存儲(chǔ)器，并且其中一個(gè)參考電平被改變?yōu)樽钣欣谔岣咝盘?hào)的接收質(zhì)量的值，并且因而能夠在隨后的信號(hào)接收中作為參考信號(hào)的初始值使用。
用于根據(jù)本發(fā)明解調(diào)射頻信號(hào)的接收機(jī)的一個(gè)方案包括一個(gè)用于接收射頻信號(hào)的輸入端；一個(gè)用于把在輸入端接收的射頻信號(hào)轉(zhuǎn)換為中頻信號(hào)的變頻器；該變頻器之前的第一可變?cè)鲆骐娐罚辉撟冾l器之后的第二可變?cè)鲆骐娐?；一個(gè)增益控制器，用于根據(jù)第二可變?cè)鲆婵刂戚敵龅男盘?hào)電平控制第一和第二可變?cè)鲆骐娐返脑鲆?，在接收機(jī)的射頻信號(hào)的輸入電平低于一個(gè)參考電平時(shí)用于控制啟動(dòng)第二可變?cè)鲆骐娐返脑鲆婵刂疲⑶以谳斎腚娖礁哂谠搮⒖茧娖綍r(shí)用于控制啟動(dòng)第一可變?cè)鲆骐娐返脑鲆婵刂?，并且還控制第二可變?cè)鲆骐娐返脑鲆姹３衷谔囟ǖ碾娖?；一個(gè)接收質(zhì)量檢測(cè)器，用于檢測(cè)在第二可變?cè)鲆骐娐分蠖x的接收質(zhì)量；以及一個(gè)參考電平設(shè)置單元，用于在增益控制器中設(shè)立參考電平，它可根據(jù)接收質(zhì)量檢測(cè)器中檢測(cè)的接收質(zhì)量進(jìn)行變化。
根據(jù)本發(fā)明，它具有一個(gè)用于檢測(cè)接收質(zhì)量的檢測(cè)器，并且一個(gè)用于轉(zhuǎn)換第二可變?cè)鲆骐娐?IF-AGC)和第一可變?cè)鲆骐娐?RF-AGC)之間的操作的參考電平(即TOP)值被改變以獲得一個(gè)最佳參考電平。因此，根據(jù)不同于每個(gè)接收信道的射頻的條件，或者相鄰信道信號(hào)間的電平比例關(guān)系，它確定由非線性失真或不適當(dāng)?shù)腃／N比引起的接收質(zhì)量的降低，以獲得一個(gè)最佳的接收條件。接收質(zhì)量檢測(cè)器可使用擴(kuò)展構(gòu)象、誤差校正比或誤差率。
對(duì)于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，通過研究下面的描述和附圖，本發(fā)明的其它目的和優(yōu)點(diǎn)將顯而易見，其中附圖結(jié)合于此并且構(gòu)成本說明書的一部分。
通過結(jié)合附圖參考下面的詳細(xì)描述將易于獲得對(duì)本發(fā)明的更全面理解和許多其它優(yōu)點(diǎn)，并且同樣也能更好地理解。


圖1的框圖表示具有根據(jù)本發(fā)明的自動(dòng)增益控制器的一個(gè)實(shí)施例的一種接收機(jī)；圖2A至2C表示RF輸入電平和增益抑制程度之間的比例關(guān)系，以用于解釋改變TOP的操作；圖3表示用于解釋接收質(zhì)量檢測(cè)器的一個(gè)實(shí)施例的擴(kuò)散I-Q構(gòu)象；圖4用于解釋圖1所示增益控制器的典型構(gòu)造和操作；圖5的框圖表示圖1所示增益控制器的另一個(gè)典型構(gòu)造，例如使用比較器作為增益控制器的模擬增益控制器；圖6的框圖表示具有根據(jù)本發(fā)明的自動(dòng)增益控制器的又一個(gè)實(shí)施例的接收機(jī)；圖7A和7B的框圖表示通過誤差校正比的接收質(zhì)量檢測(cè)操作，以用于解釋接收質(zhì)量檢測(cè)器的一個(gè)實(shí)施例；以及圖8A至8C的框圖表示通過誤差率的接收質(zhì)量檢測(cè)操作，以用于解釋接收質(zhì)量檢測(cè)器的一個(gè)實(shí)施例。
下面參考附圖將解釋本發(fā)明的一些實(shí)施例。
圖1的框圖表示一種具有根據(jù)本發(fā)明的自動(dòng)增益控制器的一個(gè)實(shí)施例的接收機(jī)。
在圖1中，數(shù)字調(diào)制RF信號(hào)通過輸入端1輸入。隨后，該輸入信號(hào)經(jīng)第一可變?cè)鲆骐娐?、4和BPF(帶通濾波器)3、5輸入到混頻器6。
第一可變?cè)鲆骐娐?和4的設(shè)置包括一個(gè)使用PIN二極管的衰減器類可變?cè)鲆骐娐?和一個(gè)使用雙柵極(dual-gates)場(chǎng)效應(yīng)管(FET)的放大器類可變?cè)鲆骐娐?。驅(qū)動(dòng)器18在所需電流不通過或者在控制電壓的范圍被調(diào)節(jié)時(shí)使用。
當(dāng)?shù)谝豢勺冊(cè)鲆骐娐?由使用雙柵極FET的可變?cè)鲆娣糯笃鳂?gòu)建時(shí)，電路4作為一個(gè)可變?cè)鲆骐娐泛鸵粋€(gè)具有非線性區(qū)域的電路使用。第一可變?cè)鲆骐娐?處于具有非線性區(qū)域的該電路之前。
在混頻器6中，調(diào)制的RF信號(hào)和本機(jī)振蕩器11產(chǎn)生的本機(jī)振蕩信號(hào)混合在一起，并且因此輸出一個(gè)IF信號(hào)。
混頻器6輸出的IF信號(hào)經(jīng)BPF7和9、IF放大器8和第二可變?cè)鲆骐娐?0輸入到A／D轉(zhuǎn)換器12。
IF信號(hào)輸入到A／D轉(zhuǎn)換器12，并且在其中轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)，隨后，電平檢測(cè)器13通過A／D轉(zhuǎn)換器12的預(yù)定最佳輸入電平檢測(cè)該數(shù)字信號(hào)的電平差值。
電平檢測(cè)器13包括誤差檢測(cè)部分，用于檢測(cè)來自A／D轉(zhuǎn)換器12的數(shù)字值與最佳輸入數(shù)字值之間的差值，并且包括一個(gè)PWM電路，用于把該差值轉(zhuǎn)換成脈幅調(diào)制信號(hào)(PWM)。
TOP單元14A、增益控制器15、LPF16和17以及驅(qū)動(dòng)器18控制第一可變?cè)鲆骐娐?、4和第二可變?cè)鲆骐娐?0，以便于把A／D轉(zhuǎn)換器12的輸入電平控制在最佳值。
通過輸入端1輸入的RF信號(hào)的功率通常約為每個(gè)信道90dB(mW)至10dB(mW)。由于第一增益電路4、混頻器6和IF放大器8在此輸入電平范圍內(nèi)具有非線性區(qū)域，所以當(dāng)較大的信號(hào)輸入到相鄰信道時(shí)會(huì)引起非線性失真。
如上所述，這些非線性失真降低了希望信道的接收質(zhì)量。所以需要在較接近輸入端1的第一可變?cè)鲆骐娐?、4中降低該非線性失真。
另一方面，當(dāng)較低電平的RF輸入信號(hào)僅僅在接近輸入端1的第一可變?cè)鲆婵刂破?、4中進(jìn)行增益-控制時(shí)，它不能保持一個(gè)希望的C／N比，這樣就降低了接收質(zhì)量。因此，較低輸入電平的信號(hào)必須在遠(yuǎn)離輸入端1的第二可變?cè)鲆婵刂齐娐?0中進(jìn)行增益-控制。
相應(yīng)地，當(dāng)接收機(jī)的RF輸入電平低于TOP(標(biāo)準(zhǔn)輸入電平)時(shí)，它啟動(dòng)第二可變?cè)鲆骐娐?0，并且當(dāng)接收機(jī)的RF輸入電平高于該參考電平時(shí)，它啟動(dòng)第一可變?cè)鲆骐娐?和4。因此重要的是獲得最有利于保持優(yōu)良接收質(zhì)量的TOP。
圖1的接收機(jī)與圖9所示接收機(jī)的不同之處在于它具有一個(gè)接收質(zhì)量檢測(cè)器20，用于根據(jù)解調(diào)器19的輸出檢測(cè)接收質(zhì)量。TOP單元14A的參考電平值根據(jù)檢測(cè)的接收質(zhì)量而改變以獲得最佳的接收質(zhì)量的參考電平。
在圖1接收機(jī)的自動(dòng)增益控制器中，可變?cè)鲆骐娐?在電路4到IF放大器8之間的具有非線性區(qū)域的電路之前定義，并且第二可變?cè)鲆骐娐?0在該電路之后定義。第二可變?cè)鲆骐娐返腎F輸出在A／D轉(zhuǎn)換器12中執(zhí)行數(shù)字轉(zhuǎn)換，并且該數(shù)字轉(zhuǎn)換信號(hào)的電平在電平檢測(cè)器13中進(jìn)行檢測(cè)(與A／D轉(zhuǎn)換器12中的最佳輸入電平的差值信號(hào)是PWM輸出)，隨后，該信號(hào)通過增益控制器15和LPF16或17平滑。隨后，該信號(hào)反饋到可變?cè)鲆骐娐?、4的可變?cè)鲆骐娐?0或者IF-AGC以作為AGC電壓，從而保持接收質(zhì)量。
此時(shí)，在增益控制器15中，RF輸入電平與來自TOP單元的TOP(參考電平)相比較。當(dāng)RF輸入電平低于TOP時(shí)，通過把電平檢測(cè)器13輸出的差值PWM經(jīng)LPF17提供給第二可變?cè)鲆骐娐?0的控制端來控制IF-AGC。當(dāng)RF輸入電平較高時(shí)，通過把電平檢測(cè)器13輸出的差值PWM經(jīng)LPF16和驅(qū)動(dòng)器18提供給可變?cè)鲆骐娐?、4的每個(gè)控制端來控制RF-AGC。
在上述實(shí)施例中，根據(jù)在接收質(zhì)量檢測(cè)器20中檢測(cè)的接收質(zhì)量而改變TOP單元14A的TOP設(shè)立值，可以按希望設(shè)立TOP。也就是說，TOP單元14A中的TOP根據(jù)接收質(zhì)量檢測(cè)器20檢測(cè)的接收質(zhì)量而設(shè)立。
此處，它使用了一個(gè)反向AGC，AGC電壓增加越多，電路的增益增加也就越多。
接著，參考圖2至4將解釋圖1所示的操作。
圖2A至2C用于解釋TOP的設(shè)立。水平軸表示RF輸入電平，而垂直軸表示增益抑制程度。虛線表示用于執(zhí)行RF-AGC的第一可變?cè)鲆骐娐?、4的增益抑制程度(dB)，而實(shí)線表示用于執(zhí)行IF-AGC的第二可變?cè)鲆骐娐?0的增益抑制程度(dB)。
圖2A表示在TOP單元14A中TOP預(yù)定為-70dB(mW)。當(dāng)RF輸入電平低于TOP時(shí)，第一可變?cè)鲆骐娐?、4以最大增益(增益抑制程度為0dB)操作。并且第二可變?cè)鲆骐娐?0以相對(duì)于RF輸入電平增加的1∶1的比例抑制增益，從而保持A／D轉(zhuǎn)換器12的輸入電平恒定。當(dāng)RF輸入電平高于TOP時(shí)，第二可變?cè)鲆骐娐?0的增益抑制程度保持TOP的狀態(tài)(在圖2A中表示為20dB)。并且第一可變?cè)鲆骐娐?、4以相對(duì)于RF輸入電平增加的1∶1的比例抑制增益，從而保持A／D轉(zhuǎn)換器12的輸入電平恒定。在TOP狀態(tài)時(shí)(-70dB)，接收質(zhì)量檢測(cè)器20檢測(cè)接收質(zhì)量一次。
接著，如圖2B所示，TOP單元14A設(shè)立TOP為-69dB(mW)。在此情況下不需要變換TOP就可以執(zhí)行與圖2A相同的電平控制。在該TOP狀態(tài)下(-69dB)，接收質(zhì)量檢測(cè)器20再一次檢測(cè)接收質(zhì)量。
對(duì)于TOP為-70dB(mW)時(shí)的接收質(zhì)量來說，如果TOP為-69dB(mW)時(shí)的接收質(zhì)量的檢測(cè)結(jié)果得到提高，那么接收質(zhì)量通過把TOP變換到-68dB(mW)來進(jìn)行檢測(cè)。但是，對(duì)于TOP為-70dB(mW)時(shí)的接收質(zhì)量來說，如果TOP在-69dB(mW)時(shí)的接收質(zhì)量變差，則通過把TOP變換為-71dB(mW)來檢測(cè)接收質(zhì)量。因此，TOP單元14A設(shè)立最佳的TOP。
如圖2A和2B所示，TOP以1dB增加。但在減小TOP的情況下時(shí)，通過以詳細(xì)步驟進(jìn)行的轉(zhuǎn)換可以提高精確度，或者通過以粗略步驟進(jìn)行的轉(zhuǎn)換可以縮短時(shí)間。而且，TOP可以在選項(xiàng)的兩個(gè)或多個(gè)較窄的預(yù)定選擇之間進(jìn)行變化。
圖3A和3B用于解釋接收質(zhì)量檢測(cè)器20的操作。這里的接收質(zhì)量檢測(cè)器20具有檢測(cè)數(shù)字解調(diào)后的擴(kuò)散I-Q構(gòu)象的功能。
圖3A表示QPSK中的理想構(gòu)象，而圖3B表示接收質(zhì)量下降時(shí)的構(gòu)象。
如圖3B所示，當(dāng)非線性失真對(duì)接收質(zhì)量產(chǎn)生不良影響時(shí)，或者當(dāng)不適當(dāng)?shù)腃／N比也產(chǎn)生不良影響時(shí)，構(gòu)象點(diǎn)在圖3A所示的規(guī)定周期的理想點(diǎn)周圍擴(kuò)散。這些構(gòu)象點(diǎn)的擴(kuò)散在接收質(zhì)量檢測(cè)器20中被統(tǒng)計(jì)處理，從而確定接收質(zhì)量的優(yōu)劣。
下面參考圖4A和4B將解釋圖1所示的增益控制器15的構(gòu)造和操作。
如圖4A和4B所示，A／D轉(zhuǎn)換器12的最佳輸入電平的PWM誤差信號(hào)從電平檢測(cè)器13輸入到輸入端151。PWM信號(hào)提供到切換裝置152。切換裝置152由兩個(gè)開關(guān)SW1和SW2組成，它們通過開關(guān)信號(hào)一起操作。這些開關(guān)SW1和SW2分別具有兩個(gè)輸入端a和b以及一個(gè)輸出端c。輸出端c通過一個(gè)開關(guān)信號(hào)電連接到輸入端a和b中的任意一個(gè)。開關(guān)SW1的輸入端a與DC電壓源E1連接，它在可變?cè)鲆骐娐?、4變?yōu)樽畲笤鲆?在圖2中增益抑制程度為0dB)時(shí)施加RF-AGC電壓。開關(guān)SW1的另一個(gè)輸入端b與開關(guān)SW2的一個(gè)輸入端a連接，并且從輸入端151把對(duì)應(yīng)于電平差的PWM信號(hào)提供到該連接點(diǎn)。開關(guān)SW2的另一個(gè)輸入端b與直流電壓源E2連接，它在TOP(標(biāo)準(zhǔn)電平)時(shí)施加IF-AGC電壓。直流電源E2由可變直流電源組成，它根據(jù)TOP改變提供到輸入端154的電壓。開關(guān)信號(hào)發(fā)生器153把基于來自輸入端1的RF信號(hào)的RF輸入電平輸入到輸入端154，并且把TOP單元14A輸出的TOP輸入到另一個(gè)輸入端155。并且它比較RF輸入電平和TOP。當(dāng)RF輸入電平低于TOP時(shí)，如圖4A所示，它產(chǎn)生用于同時(shí)把開關(guān)SW1和SW2轉(zhuǎn)換到輸入端a的開關(guān)信號(hào)。當(dāng)RF輸入電平高于TOP時(shí)，如圖4B所示，它產(chǎn)生用于同時(shí)把開關(guān)SW1和SW2轉(zhuǎn)換到輸入端b的開關(guān)信號(hào)。
在該構(gòu)造中，如圖4A和4B所示，例如RF輸入信號(hào)是-65dB(mW)，當(dāng)根據(jù)檢測(cè)的接收質(zhì)量設(shè)立的最佳TOP設(shè)立值是-69dB(mW)時(shí)，RF輸入電平和RF-AGC以及IF-AGC增益抑制程度間的比例關(guān)系為一，如圖2C所示。由于RF輸入電平低于TOP，所以開關(guān)SW1和SW2的輸出端c通過開關(guān)信號(hào)發(fā)生器153切換到輸入端a，如圖4A所示。結(jié)果，第一可變?cè)鲆骐娐?、4輸入作為RF-AGC電壓的電壓以用于通過DC電壓源E1經(jīng)LPF16施加最大增益。并且第二可變?cè)鲆骐娐?0經(jīng)LPF17而從電平檢測(cè)部分13輸入PWM信號(hào)，以啟動(dòng)增益控制。
而且，例如，RF輸入信號(hào)的電平是-65dB(mW)并且根據(jù)檢測(cè)的接收質(zhì)量設(shè)立的最佳TOP設(shè)立值變?yōu)?70dB(mW)時(shí)，RF-AGC信號(hào)和IF-AGC信號(hào)的增益抑制度與RF輸入電平的比例關(guān)系將為圖2A所示的值。由于RF輸入電平高于TOP，所以切換裝置152中的開關(guān)SW1和SW2通過開關(guān)信號(hào)發(fā)生器153的開關(guān)信號(hào)變換到輸入端b，如圖4B所示。結(jié)果，第二可變?cè)鲆骐娐?0通過LPF17而從可變直流電壓源E2輸入用于在TOP設(shè)立值(-70dB(mW))中應(yīng)用增益抑制程度(圖中為20dB)的電壓以作為IF-AGC電壓。通過LPF16而從電平檢測(cè)器13輸入PWM信號(hào)以作為RF-AGC電壓，第一可變?cè)鲆骐娐?、4執(zhí)行RF-AGC增益控制操作。
PWM電路可以在增益控制器15中構(gòu)建，而不是在電平檢測(cè)器13中構(gòu)建PWM電路。使用PWM電路是因?yàn)樗軌蚴褂秒娖綑z測(cè)器13中的數(shù)字電路進(jìn)行良好調(diào)節(jié)。作為第一LPF16和第二LPF17的功能，PWM脈沖的脈動(dòng)可以被抑制。因此，通過設(shè)立短的PWM脈沖周期可以設(shè)立LPF16和17的小時(shí)間常數(shù)，以能夠根據(jù)需要進(jìn)行快速控制。
另外，作為執(zhí)行增益控制的方法，如圖2A和2B所示，第一可變?cè)鲆骐娐?、4(例如RF-AGC單元)和第二可變?cè)鲆骐娐?0(例如IF-AGC單元)在參考圖4A和4B所解釋的邏輯電路構(gòu)造中被有選擇地控制。但也可以使用一種模擬增益控制器，如圖5所示，它在增益控制器15中使用比較器。
圖5表示增益控制器15的另一個(gè)實(shí)施例。一種比較器用作圖1所示的增益控制器15。此時(shí)，根據(jù)LPF17的時(shí)間常數(shù)設(shè)立大的LPF16時(shí)間常數(shù)。LPF17的輸出電壓能夠快速跟隨電平檢測(cè)器13的輸出轉(zhuǎn)換。并且LPF16的輸出電壓能夠快速跟隨電平檢測(cè)器13的輸出轉(zhuǎn)換。
以下將解釋圖5所示的操作。通過電平檢測(cè)器13獲得的控制電壓(PWM信號(hào))在LPF17中被平滑，并且它控制第二可變?cè)鲆骐娐?0。在LPF17中平滑的電壓輸入到比較器15的一個(gè)輸入端。在TOP單元14A中設(shè)立的TOP(標(biāo)準(zhǔn)電壓)輸入到比較器15的另一個(gè)輸入端。如上所述，電平檢測(cè)器13檢測(cè)A／D轉(zhuǎn)換器12的輸出電平與A／D轉(zhuǎn)換器12的最佳輸入電平的差值，并且根據(jù)該差值(PWM信號(hào))輸出控制電壓。
當(dāng)RF輸入電平低于TOP電平并且來自電平檢測(cè)器13的控制電壓(相對(duì)于最佳輸入電平的誤差電壓)變大時(shí)，并且來自LPF17的輸出電壓高于在TOP單元14A中設(shè)立的標(biāo)準(zhǔn)電壓時(shí)，比較器15輸出高電平電壓(即比較器15的最大電壓)。因此，LPF16把AGC電壓的最大值提供給了第一可變?cè)鲆骐娐?、4。結(jié)果，在比較器15的輸出是高電平的周期中，LPF17的輸出用作IF-AGC電壓，它保持第一可變?cè)鲆骐娐?、4的增益恒定，因此，IF-AGC的操作被執(zhí)行以在第二可變?cè)鲆骐娐?0中保持A／D轉(zhuǎn)換器12的輸入電平。
但是，在RF輸入電平高于TOP電平并且來自電平檢測(cè)器13的控制電壓(相對(duì)于最佳輸入電平的誤差電壓)變小，并且LPF17的輸出電壓低于在TOP單元14A中設(shè)立的標(biāo)準(zhǔn)電壓的情況下，比較器15輸出低電平電壓(即標(biāo)準(zhǔn)電位點(diǎn)的電位)。因此，通過設(shè)置LPF16的時(shí)間常數(shù)為L(zhǎng)PF17的時(shí)間常數(shù)的1000倍到10000倍，LPF16的輸出(RF-AGC電壓)被緩慢降低。相應(yīng)地，第一可變?cè)鲆骐娐?、4的增益從最大增益緩慢下降(也就是說，增益抑制程度被緩慢增加)。結(jié)果，在比較器15的輸出是低電平的周期中，LPF16的輸出用作RF-AGC電壓，它保持第二可變?cè)鲆骐娐?0的增益恒定，因此，RF-AGC的操作被執(zhí)行以在第一可變?cè)鲆骐娐?、4中保持A／D轉(zhuǎn)換器12的輸入電平。在這種模擬增益控制器中可以執(zhí)行參考圖2A和2B所解釋的操作。
圖6的框圖表示具有根據(jù)本發(fā)明的自動(dòng)增益控制器的接收機(jī)的另一個(gè)實(shí)施例。
圖6與圖1的不同之處在于接收質(zhì)量檢測(cè)器20通過使用校正誤差之前的誤差率，誤差校正比，或者在誤差校正器21中校正誤差之后的誤差率來檢測(cè)接收質(zhì)量。
通常，維特比算法、里德-索洛門碼等可用于校正誤差。在這種情況下，接收質(zhì)量可通過使用由維特比算法和里德-索洛門碼獲得的誤差校正比來進(jìn)行檢測(cè)。
圖7A、7B、8A、8B和8C詳細(xì)示出接收質(zhì)量的檢測(cè)。
在這些圖中，誤差校正器21包括一個(gè)使用維特比算法的卷積解碼器22，一個(gè)用于去交錯(cuò)在發(fā)射機(jī)中交錯(cuò)的數(shù)據(jù)的去交錯(cuò)器23，和一個(gè)里德-索洛門解碼器24。
圖7表示接收質(zhì)量檢測(cè)器20通過使用誤差校正比檢測(cè)接收質(zhì)量的實(shí)施例。圖7A表示通過卷積解碼器22中的誤差校正比構(gòu)建接收質(zhì)量檢測(cè)。圖7B表示通過里德-索洛門解碼器24中的誤差校正比構(gòu)建接收質(zhì)量檢測(cè)。
圖8A至8C表示接收質(zhì)量檢測(cè)器20通過在校正誤差率之前和之后使用誤差率來檢測(cè)接收質(zhì)量的實(shí)施例。圖8A表示通過在卷積解碼器22卷積解碼數(shù)據(jù)之前的誤差率構(gòu)建接收質(zhì)量檢測(cè)。圖8B表示通過在卷積解碼器22卷積解碼數(shù)據(jù)之后的誤差率構(gòu)建接收質(zhì)量檢測(cè)。圖8C表示通過在里德-索洛門解碼器24解碼里德-索洛門碼之前的誤差率構(gòu)建接收質(zhì)量檢測(cè)。
如上所述，TOP的最佳值根據(jù)接收情況變化?？梢匀菀椎毓烙?jì)TOP的最佳值在接收點(diǎn)或接收信道固定時(shí)變化不大。接下來將描述在這種情況下可獲得的實(shí)施例。
TOP的最佳值在第一接收時(shí)間被選擇。并且TOP的設(shè)立值存儲(chǔ)在接收機(jī)的存儲(chǔ)器中。隨后，在接著的接收時(shí)間中，存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器中的TOP的設(shè)立值作為初始值使用，并且如果需要的話，該值再一次變?yōu)樽罴阎怠Ｈ鐖D1或圖6所示，該存儲(chǔ)器可在TOP單元14A中定義。
在這種構(gòu)造中，可以縮短在接著的接收時(shí)間之后用于提高接收質(zhì)量的時(shí)間。
如圖1所示，RF信號(hào)變頻為IF信號(hào)，隨后在解調(diào)器19中執(zhí)行正交檢測(cè)以輸出IQ基帶信號(hào)。但本發(fā)明并不限于這種情況，而且應(yīng)用于下面的構(gòu)造中，即正交檢測(cè)通過RF信號(hào)直接執(zhí)行以輸出基帶信號(hào)。
如上所述，即使每個(gè)接收信道的射頻效率不同，或者諸如相鄰信道電平的接收無(wú)線電波不同，仍可以獲得穩(wěn)定的接收質(zhì)量。
在地面廣播的固定接收或移動(dòng)接收中，接收條件在場(chǎng)強(qiáng)、模擬信號(hào)干擾、多通帶、或衰落上大不相同，但本發(fā)明的接收機(jī)可以在這種情況下仍可使用。
權(quán)利要求
1．一種在用于解調(diào)射頻信號(hào)的接收機(jī)中使用的自動(dòng)增益控制器，包括一個(gè)位于射頻信號(hào)通路上的電路，它對(duì)于作為輸入提供的射頻信號(hào)的輸入電平來說具有一個(gè)非線性區(qū)域；在具有非線性區(qū)域的該電路之前的第一可變?cè)鲆骐娐?；在該非線性區(qū)域之后的第二可變?cè)鲆骐娐?；一個(gè)增益控制器，用于根據(jù)第二可變?cè)鲆婵刂戚敵龅男盘?hào)電平控制第一和第二可變?cè)鲆骐娐返脑鲆?，在接收機(jī)的射頻信號(hào)的輸入電平低于一個(gè)參考電平時(shí)用于控制啟動(dòng)第二可變?cè)鲆骐娐返脑鲆婵刂?，并且在輸入電平高于該參考電平時(shí)用于控制啟動(dòng)第一可變?cè)鲆骐娐返脑鲆婵刂?，并且還控制第二可變?cè)鲆骐娐返脑鲆姹３衷谔囟ǖ碾娖剑灰粋€(gè)接收質(zhì)量檢測(cè)器，用于檢測(cè)在第二可變?cè)鲆骐娐分蠖x的接收質(zhì)量；以及一個(gè)參考電平設(shè)置單元，用于在增益控制器中設(shè)立參考電平，它可根據(jù)接收質(zhì)量檢測(cè)器中檢測(cè)的接收質(zhì)量進(jìn)行變化。
2．根據(jù)權(quán)利要求1的自動(dòng)增益控制器，其中信號(hào)的接收質(zhì)量首先通過在參考電平設(shè)置單元中預(yù)定的參考電平進(jìn)行檢測(cè)，并且通過在改善接收質(zhì)量的方向上的不同于該預(yù)定參考電平的另一個(gè)參考電平再次進(jìn)行檢測(cè)。
3．根據(jù)權(quán)利要求1或2的自動(dòng)增益控制器，其中接收質(zhì)量檢測(cè)器通過使用擴(kuò)展構(gòu)象檢測(cè)信號(hào)的接收質(zhì)量。
4．根據(jù)權(quán)利要求1或2的自動(dòng)增益控制器，其中接收質(zhì)量檢測(cè)器通過使用信號(hào)的誤差校正比來檢測(cè)信號(hào)的接收質(zhì)量。
5．根據(jù)權(quán)利要求1或2的自動(dòng)增益控制器，其中接收質(zhì)量檢測(cè)器通過使用信號(hào)誤差校正之前或之后的信號(hào)誤差比來檢測(cè)信號(hào)的接收質(zhì)量。
6．根據(jù)權(quán)利要求1至5中的任意一個(gè)的自動(dòng)增益控制器，進(jìn)一步包括一個(gè)用于存儲(chǔ)參考電平值的存儲(chǔ)器，并且其中一個(gè)參考電平被變化為最有利于提高信號(hào)的接收質(zhì)量，并且因而能夠在隨后的信號(hào)接收中作為參考信號(hào)的初始值使用。
7．一種用于通過調(diào)諧一個(gè)站解調(diào)射頻調(diào)制信號(hào)的接收機(jī)，包括一個(gè)用于接收射頻信號(hào)的輸入端；一個(gè)用于把在輸入端接收的射頻信號(hào)轉(zhuǎn)換為中頻信號(hào)的變頻器；該變頻器之前的第一可變?cè)鲆骐娐罚辉撟冾l器之后的第二可變?cè)鲆骐娐?；一個(gè)增益控制器，用于根據(jù)第二可變?cè)鲆婵刂戚敵龅男盘?hào)電平控制第一和第二可變?cè)鲆骐娐返脑鲆?，在接收機(jī)的射頻信號(hào)的輸入電平低于一個(gè)參考電平時(shí)用于控制啟動(dòng)第二可變?cè)鲆骐娐返脑鲆婵刂?，并且在輸入電平高于該參考電平時(shí)用于控制啟動(dòng)第一可變?cè)鲆骐娐返脑鲆婵刂?，并且還控制第二可變?cè)鲆骐娐返脑鲆姹３衷谔囟ǖ碾娖?；一個(gè)接收質(zhì)量檢測(cè)器，用于檢測(cè)在第二可變?cè)鲆骐娐分蠖x的接收質(zhì)量；以及一個(gè)參考電平設(shè)置單元，用于在增益控制器中設(shè)立參考電平，它可根據(jù)接收質(zhì)量檢測(cè)器中檢測(cè)的接收質(zhì)量進(jìn)行變化。
8．根據(jù)權(quán)利要求7的接收機(jī)，其中信號(hào)的接收質(zhì)量首先通過在參考電平設(shè)置單元中預(yù)定的參考電平進(jìn)行檢測(cè)，并且通過在改善接收質(zhì)量的方向上的不同于該預(yù)定參考電平的另一個(gè)參考電平再次進(jìn)行檢測(cè)。
9．根據(jù)權(quán)利要求7的接收機(jī)，其中接收質(zhì)量檢測(cè)器通過使用擴(kuò)展構(gòu)象檢測(cè)信號(hào)的接收質(zhì)量。
10．根據(jù)權(quán)利要求7的接收機(jī)，其中接收質(zhì)量檢測(cè)器通過使用信號(hào)的誤差校正比來檢測(cè)信號(hào)的接收質(zhì)量。
11．根據(jù)權(quán)利要求7的接收機(jī)，其中接收質(zhì)量檢測(cè)器通過使用信號(hào)誤差校正之前或之后的信號(hào)誤差比來檢測(cè)信號(hào)的接收質(zhì)量。
12．根據(jù)權(quán)利要求7的接收機(jī)，進(jìn)一步包括一個(gè)用于存儲(chǔ)參考電平值的存儲(chǔ)器，并且其中一個(gè)參考電平被變化為最有利于提高信號(hào)的接收質(zhì)量，并且因而能夠在隨后的信號(hào)接收中作為參考信號(hào)的初始值使用。
全文摘要
提供一種自動(dòng)增益控制器和一種具有該自動(dòng)增益控制器的接收機(jī),它獲得優(yōu)良穩(wěn)定的接收質(zhì)量,而不會(huì)受到接收信道或接收無(wú)線電波的影響。它具有接收質(zhì)量檢測(cè)器20,用于檢測(cè)構(gòu)象擴(kuò)散、誤差校正比或誤差率的接收質(zhì)量,以便于根據(jù)該接收質(zhì)量改變用于轉(zhuǎn)換IF－AGC操作和RF－AGC操作的參考電平(TOP)來設(shè)立最佳標(biāo)準(zhǔn)電平(TOP)。結(jié)果,它根據(jù)不同于每個(gè)信道或諸如相鄰信道電平的接收無(wú)線電波的射頻效率確定由非線性失真或不適當(dāng)?shù)腃/N比引起的接收質(zhì)量的降低,從而建立最佳的接收條件。
文檔編號(hào)H03F1/32GK1293493SQ0012850
公開日2001年5月2日 申請(qǐng)日期2000年9月29日 優(yōu)先權(quán)日1999年9月29日
發(fā)明者安部修二, 工藤雄也 申請(qǐng)人:株式會(huì)社東芝