專利名稱：用于調(diào)節(jié)放大鏈中放大信號的電平的系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于根據(jù)參考電平調(diào)節(jié)放大鏈中的放大信號的電平的調(diào)節(jié)系統(tǒng)。
本發(fā)明具有多種應(yīng)用，特別是在用于調(diào)諧器的增益控制系統(tǒng)中。
背景技術(shù)：
圖1示出一種調(diào)諧器，其包括與現(xiàn)有技術(shù)已知的調(diào)節(jié)系統(tǒng)相連的放大鏈。該調(diào)諧器允許射頻(RF)信號101的接收和處理，并包括串聯(lián)設(shè)置的下列元件-用于放大射頻信號101的可變增益放大器102。該放大器102包括連接至集成電容器C1的MOSFET放大晶體管T，以及在確定晶體管T的增益的所述集成電容器C1的終端處的電壓電平，-用于衰減鏡像頻率以及相鄰信道的選擇濾波器103，-混頻器104，其用于通過使所述放大輸入信號101乘以由振蕩器105產(chǎn)生的周期信號實現(xiàn)放大輸入信號101的頻率改變，-中頻濾波器106，-輸出放大信號108的中頻放大器107，-表面波選擇濾波器109，-用于產(chǎn)生解調(diào)信號111的解調(diào)器110。
從現(xiàn)有技術(shù)已知的調(diào)節(jié)系統(tǒng)包括-電平檢測器112，其包括二極管D和電容器C2。這兩個元件組成用于檢測放大信號108的峰值振幅的檢測器，-開關(guān)113，其用于從一組參考電平(Vref1，…，VrefN)中選擇參考電平Vrefi，-比較器114，其用于將由檢測器112產(chǎn)生的信號的電平與參考電平Vrefi進(jìn)行比較。比較器114產(chǎn)生成與由檢測器112產(chǎn)生的信號和Vrefi之間的電平的差成比例的輸出電流IAGC。比較器114的輸出連接至放大器102的電容C1，以使電流IAGC對電容器C1充電或放電。只要放大信號108不具有等于參考電平Vrefi的電平，就產(chǎn)生非零電流IAGC，其改變電容器C1的終端處的電壓，并因此引起晶體管T的增益的變化，直至電平檢測器112的輸出信號達(dá)到參考電平Vrefi。
這些調(diào)節(jié)裝置顯示出一定量的局限性。
比較器114在它的一個輸入端上接收從一組參考值選擇出的參考電平Vrefi。其結(jié)果是修改了電平檢測器的工作點。由于電平檢測器的特性隨著工作點而改變，所以當(dāng)將不同的參考電平施加至比較器的輸入時，控制環(huán)路的響應(yīng)時間就改變。
依據(jù)“交叉調(diào)制”(即理想的頻道和調(diào)制的頻譜之間的頻譜相互作用的增大)、依據(jù)“互調(diào)制”(即兩個頻道的頻譜相互作用的增大)以及依據(jù)“振蕩器頻率牽引”(即由輻射對振蕩器105的干擾的靈敏度的增大)，峰值振幅檢測器的使用降低了調(diào)諧器的性能。
此外，這種峰值振幅檢測器的使用是有限制的，因為它不允許SECAM-調(diào)制輸入信號的電平被調(diào)節(jié)。這是因為已經(jīng)被確定調(diào)節(jié)的這種輸入信號的峰值振幅的檢測不是它的電平的好的標(biāo)志。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提出一種用于調(diào)節(jié)系統(tǒng)的新的體系結(jié)構(gòu)，其克服了從現(xiàn)有技術(shù)已知的系統(tǒng)的局限性。
為此目的，該調(diào)節(jié)系統(tǒng)包括-衰減裝置，其用于依據(jù)可編程的衰減因數(shù)從所述放大信號產(chǎn)生衰減信號，-轉(zhuǎn)換裝置，其用于轉(zhuǎn)換所述衰減信號，以便產(chǎn)生用來與所述參考電平進(jìn)行比較的輸出信號。
與其中通過修改參考電平來選擇放大信號的電平的現(xiàn)有技術(shù)相比，依據(jù)本發(fā)明通過修改設(shè)置于轉(zhuǎn)換裝置之前的衰減裝置的衰減因數(shù)來選擇放大信號的電平。因此，直接衰減放大信號。
在該調(diào)節(jié)系統(tǒng)中，一般將由轉(zhuǎn)換裝置產(chǎn)生的輸出信號與相同的參考電平進(jìn)行比較。如果利用比較器實現(xiàn)這種比較，則由于比較器常常在從而可以已知并可以最佳控制的相同的工作點附近工作，所以提高了比較的線性。
在優(yōu)選實施例中，該調(diào)節(jié)系統(tǒng)的特征在于-所述衰減裝置包括通過一組串聯(lián)連接的π結(jié)構(gòu)限定的電阻網(wǎng)絡(luò)，π結(jié)構(gòu)的每一節(jié)點連接至開關(guān)，用來啟動所述開關(guān)以用于限定所述可編程衰減因數(shù)，
-所述轉(zhuǎn)換裝置包括用于產(chǎn)生具有與所述衰減信號的有效值的平方成比例的電平的所述輸出信號的處理裝置。
這種結(jié)構(gòu)允許容易地定出(dimension)電阻的大小，從而使所述電阻網(wǎng)絡(luò)的等效輸出阻抗相等而不考慮衰減因數(shù)，并因此不考慮用于放大信號的理想電平。因此可以依據(jù)阻抗來修改衰減裝置和轉(zhuǎn)換裝置，并從而控制和最佳化轉(zhuǎn)換裝置的性能，并且這樣做以用于具有在15dB的動態(tài)范圍上變化的電平的放大信號。
用于檢測有效值的平方的檢測器的使用允許不考慮快速的時間波動而實現(xiàn)放大信號的電平的平滑測量。因此，該調(diào)節(jié)系統(tǒng)可以用于調(diào)節(jié)SECAM-調(diào)制輸入信號的電平。
在優(yōu)選實施例中，該調(diào)節(jié)系統(tǒng)的特征在于，開關(guān)是用來通過由數(shù)字總線傳送的命令字而被啟動的。
由命令字啟動的開關(guān)的使用允許容易地編程放大信號的電平。
在優(yōu)選實施例中，該調(diào)節(jié)系統(tǒng)的特征在于，它包括電壓比較器，該電壓比較器包括可調(diào)節(jié)的電壓/電流轉(zhuǎn)換器，以產(chǎn)生與所述輸出信號和所述參考電平之間的差成比例的輸出電流信號IAGC。
該特性允許容易地改變該調(diào)節(jié)系統(tǒng)的時間常數(shù)。
本發(fā)明也涉及一種包括上述類型的調(diào)節(jié)系統(tǒng)的集成電路和調(diào)諧器。


參照在附圖中示出的實施例的例子將進(jìn)一步說明本發(fā)明，然而，本發(fā)明不受其限制。在附圖中圖1示出一種調(diào)諧器，其包括從現(xiàn)有技術(shù)已知的調(diào)節(jié)系統(tǒng)相連的放大鏈。
圖2示出一種調(diào)諧器，其包括與依據(jù)本發(fā)明的調(diào)節(jié)系統(tǒng)相連的放大鏈。
圖3示出具有依據(jù)本發(fā)明的可編程衰減因數(shù)的衰減裝置的一個實施例。
圖4示出依據(jù)本發(fā)明用于轉(zhuǎn)換衰減信號的轉(zhuǎn)換裝置的一個實施例。
具體實施例方式
圖2示出一種調(diào)諧器，其包括與依據(jù)本發(fā)明的調(diào)節(jié)系統(tǒng)相連的放大鏈。該放大鏈包括如關(guān)于圖1所述的那些元件相同的元件。依據(jù)本發(fā)明的調(diào)節(jié)系統(tǒng)包括-衰減裝置201，其用于依據(jù)可編程衰減因數(shù)從所述放大信號108產(chǎn)生衰減信號202，-轉(zhuǎn)換裝置203，其用于轉(zhuǎn)換所述衰減信號202，以便產(chǎn)生用來與所述參考電平Vref進(jìn)行比較的輸出信號204。
比較器205用于比較輸出信號204和參考電平Vref。比較器205產(chǎn)生與輸出信號204的電平和參考電平Vref之間的差成比例的輸出電流IAGC。比較器205的輸出連接至放大器102的電容器C1，以使電流IAGC對電容器C1充電或放電。由于輸出信號204的電平不等于參考電平Vref，所以產(chǎn)生非零電流IAGC，這改變在電容器C1的終端處的電壓，并從而引起晶體管T的增益的變化，直至輸出信號204達(dá)到參考電平Vref。當(dāng)已經(jīng)達(dá)到這種穩(wěn)定的狀態(tài)時，根據(jù)隨著具有由衰減裝置201限定的值的衰減因數(shù)而變的參考電平Vref來衰減放大信號108的電平。
圖3示出具有依據(jù)本發(fā)明的可編程衰減因數(shù)的衰減裝置201的一個該衰減裝置包括由串聯(lián)連接的π結(jié)構(gòu)限定的電阻網(wǎng)絡(luò)。若干π結(jié)構(gòu)被這樣串聯(lián)設(shè)置，以便通過組合每個π結(jié)構(gòu)的衰減因數(shù)來限定各種衰減因數(shù)-第一π結(jié)構(gòu)包括電阻Rs1和兩個電阻Rp1，-第二π結(jié)構(gòu)包括電阻Rs2和兩個電阻Rp2，-第三π結(jié)構(gòu)包括電阻Rs3和兩個電阻Rp3，-第四π結(jié)構(gòu)包括電阻Rs4和兩個電阻Rp4，-第五π結(jié)構(gòu)包括電阻Rs5和兩個電阻Rp5。
在經(jīng)由在轉(zhuǎn)換裝置203的輸入處連接的極化電阻Z的點S處獲得電阻網(wǎng)絡(luò)的輸出，所述轉(zhuǎn)換裝置具有輸入阻抗Zin。
選擇每個π結(jié)構(gòu)的電阻Rsi和Rpi(對于I＝1...5)，以使在π結(jié)構(gòu)的每個節(jié)點處看去的等效阻抗等于從輸出看去的電阻網(wǎng)絡(luò)的等效阻抗。為此，選擇每個π結(jié)構(gòu)的電阻Rsi和Rpi，以使得RsiZ=0.5*(10ATT/10-1)*110ATT/10]]>公式1以及
公式2其中ATT是每個π結(jié)構(gòu)的以分貝(db)計的衰減因數(shù)。
為了使每個π結(jié)構(gòu)引起的衰減ATT接近3dB，電阻Rpi和Rsi之比是Rpi/Rsi＝16。由于其可以容易實施，所以這種整數(shù)比是有利的。
π結(jié)構(gòu)的每個節(jié)點(A、B、C、D、E)連接至開關(guān)(SWA、SWB、SWC、SWD、SWE、SWF)，所述開關(guān)的啟動限定所述衰減因數(shù)。因此-開關(guān)A的閉合引起關(guān)于電平108的6dB的衰減，-開關(guān)B的閉合引起關(guān)于電平108的9dB的衰減，-開關(guān)C的閉合引起關(guān)于電平108的12dB的衰減，-開關(guān)D的閉合引起關(guān)于電平108的15dB的衰減，-開關(guān)A的閉合引起關(guān)于電平108的18dB的衰減，-開關(guān)E的閉合引起關(guān)于電平108的21dB的衰減。
因此，依據(jù)本發(fā)明的調(diào)節(jié)系統(tǒng)的衰減范圍遍及21-6＝15dB的范圍。
通過衰減裝置201實現(xiàn)的x dB的衰減引起放大信號108中x dB的增大。
不考慮選擇的衰減因數(shù)，可編程衰減器201的等效輸出阻抗是相等的。
通過由例如依據(jù)I2C標(biāo)準(zhǔn)的總線的數(shù)字總線301傳送的命令字(SA、SB、SC、SD、SE、SF)來有利地啟動開關(guān)(A、B、C、D、E、F)。
圖4示出依據(jù)本發(fā)明用于轉(zhuǎn)換衰減信號202的轉(zhuǎn)換裝置203的一個轉(zhuǎn)換裝置203包括處理裝置，該處理裝置產(chǎn)生與所述衰減信號的有效值的平方成比例的輸出信號204。為此，轉(zhuǎn)換裝置203可以包括例如串聯(lián)連接的吉爾伯特單元(Gilbert cell)401(正如本領(lǐng)域的技術(shù)人員已知的)，其用于產(chǎn)生具有與衰減信號202的平方成比例的電平的中間信號，以及應(yīng)用至所述中間信號以用于消除二次諧波并用于僅保持低頻分量的濾波器402。
因此，通過電壓比較器205將衰減信號202的有效值204的平方與參考電平Vref進(jìn)行比較。該比較器205包括電壓/電流轉(zhuǎn)換器403，其用于輸出具有與輸出信號204和參考電平Vref之間的差ε成比例的值的輸出電流IAGC。因此，通過下述公式來控制轉(zhuǎn)換器403IAGC＝K.ε 公式3其中K是可以調(diào)節(jié)的常數(shù)。
利用提供關(guān)于常數(shù)K的值的信息的控制信號404可以有利地確定電壓/電流轉(zhuǎn)換器403的參數(shù)。該常數(shù)K允許改變調(diào)節(jié)系統(tǒng)的時間常數(shù)-K的低值引起高的時間常數(shù)(調(diào)節(jié)系統(tǒng)的緩慢響應(yīng))，-K的高值引起較小的時間常數(shù)(調(diào)節(jié)系統(tǒng)的快速響應(yīng))。
這種調(diào)節(jié)系統(tǒng)可以有利地集成于集成電路中，例如集成于包括由鎖相環(huán)(PLL)控制的混頻器/振蕩器的集成電路中。
也可以以比如在圖2中示出的調(diào)諧器的形式有利地實施這種調(diào)節(jié)系統(tǒng)，該調(diào)諧器在利用有線或無線發(fā)射的應(yīng)用中用于數(shù)字和模擬射頻信號的接收。
權(quán)利要求
1.一種用于根據(jù)參考電平(Vref)調(diào)節(jié)放大信號(108)的電平的調(diào)節(jié)系統(tǒng)，所述調(diào)節(jié)系統(tǒng)包括衰減裝置(201)，其用于依據(jù)可編程衰減因數(shù)從所述放大信號(108)產(chǎn)生衰減信號(202)，轉(zhuǎn)換裝置(203)，其用于轉(zhuǎn)換所述衰減信號(202)，以便產(chǎn)生用來與所述參考電平(Vref)進(jìn)行比較的輸出信號(204)。
2.如權(quán)利要求1所述的調(diào)節(jié)系統(tǒng)，其中所述衰減裝置(201)包括通過一組串聯(lián)連接的π結(jié)構(gòu)限定的電阻網(wǎng)絡(luò)(Rp1、Rs1、Rp2、Rs2、Rp3、Rs3、Rp4、Rs4、Rp5、Rs5)，π結(jié)構(gòu)的每個節(jié)點(A、B、C、D、E，F(xiàn))被連接至開關(guān)(SWA、SWB、SWC、SWD、SWE、SWF)，用來啟動所述開關(guān)以用于限定所述可編程衰減因數(shù)，所述轉(zhuǎn)換裝置(203)包括用于產(chǎn)生具有與所述衰減信號(202)的有效值的平方成比例的電平的所述輸出信號(204)的處理裝置(401、402)。
3.如權(quán)利要求2所述的調(diào)節(jié)系統(tǒng)，其中開關(guān)(SWA、SWB、SWC、SWD、SWE、SWF)是用來通過由數(shù)字總線(301)傳送的命令字(SA、SB、SC、SD、SE、SF)而被啟動的。
4.如權(quán)利要求1至3中任意一個所述的調(diào)節(jié)系統(tǒng)，包括電壓比較器(205)，該電壓比較器(205)包括可調(diào)節(jié)的電壓/電流轉(zhuǎn)換器(403)，以產(chǎn)生與所述輸出信號(204)和所述參考電平(Vref)之間的差成比例的輸出電流信號IAGC。
5.一種包括如權(quán)利要求1至4的其中之一所述的調(diào)節(jié)系統(tǒng)的集成電路。
6.一種包括如權(quán)利要求1至4的其中之一所述的調(diào)節(jié)系統(tǒng)的調(diào)諧器。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種用于根據(jù)參考電平(Vref)調(diào)節(jié)放大信號(108)的電平的調(diào)節(jié)系統(tǒng)，所述調(diào)節(jié)系統(tǒng)包括衰減裝置(201)，其用于依據(jù)可編程衰減因數(shù)從所述放大信號(108)產(chǎn)生衰減信號(202)；轉(zhuǎn)換裝置(203)，其用于轉(zhuǎn)換所述衰減信號(202)，以便產(chǎn)生用來與所述參考電平(Vref)進(jìn)行比較的輸出信號(204)。
文檔編號H03G3/30GK1729620SQ200380106680
公開日2006年2月1日 申請日期2003年12月2日 優(yōu)先權(quán)日2002年12月18日
發(fā)明者X·普魯沃斯特, J·布里蘭特 申請人:皇家飛利浦電子股份有限公司