專利名稱：自動增益控制電路的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及自動增益控制電路，其可適用于數(shù)字電視接收機。
背景技術：
數(shù)字電視(Digital Television)是為了在家庭里能夠感受到劇 場強烈氛圍而開發(fā)的 一 種電視系統(tǒng)。與現(xiàn)在廣泛應用的模擬電 視比較，大大提高了畫面的清晰度、幅寬，而且提供CD(Compact Disc)水平的多聲道伴音。對于數(shù)字電視，美國、歐洲及日本等 國家都正在分別制定符合自身的廣播制式及規(guī)格。例如，美國 釆用殘留邊帶(Vestigial Sideband, VSB)制式，具體可參見Wayne 等人在文獻IEEE Transactions on Consumer Electronics, Vol. 41， No. 3中于1995年8月發(fā)表的VSB Modem Subsystem Design for Grand Alliance Digital Television Receivers —文。
前述數(shù)字電視接收機通常設置有自動增益控制電路，該自 動增益控制電路包括射頻放大模塊，由混頻器與本地振蕩器構(gòu) 成的頻率轉(zhuǎn)換模塊，中頻/基頻放大模塊，模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊(A/D Converter)以及自動增益控制模塊。所述射頻放大模塊放大來自 接收天線的射頻輸入信號，所述頻率轉(zhuǎn)換模塊將該射頻放大模 塊輸出的射頻輸出信號轉(zhuǎn)換成 一 中頻/基頻信號并輸出至中頻/ 基頻放大模塊，中頻/基頻放大模塊對該中頻/基頻信號進行放大 處理并將放大后的中頻/基頻信號輸出至模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊進行數(shù)字 化，數(shù)字化后的中頻/基頻信號被送至基帶解調(diào)器(Baseband Demodulator),同時也#皮送至自動增益控制^f莫塊。所述自動增益 控制模塊偵測所述數(shù)字中頻/基頻信號的大小，將其與 一 參考值 進行比較后輸出增益控制信號以模擬方式調(diào)整射頻放大模塊及/ 或中頻/基頻放大模塊的增益，進而使中頻/基頻放大模塊的輸出信號大小維持在最佳電平。
在上述自動增益控制電路對射頻輸入信號和中頻/基頻信號 的增益控制過程中，所述自動增益控制電路具有良好的增益控 制靈活性，并且可以在 一 定程度上減少電路的復雜性。在此增 益控制過程中，增益控制的解析度，即增益的最小可調(diào)節(jié)量， 往往在很大程度上影響著增益控制的效果。然而，若要提高數(shù) 字自動增益控制的解析度，通常需要增加電路的復雜程度，以
及電路的制作成本。因此有必要提供 一 種自動增益控制電路， 其具有較高的增益控制解析度而電路結(jié)構(gòu)筒單，從而可提高數(shù) 字電視接收機的性能。

發(fā)明內(nèi)容
下面將以實施例說明 一 種自動增益控制電路，其具有較高 的增益控制解析度而電路結(jié)構(gòu)簡單。
一種自動增益控制電路，其包括
一具可調(diào)增益的射頻放大模塊，用于將接收到的高頻信號 放大成同頻率的高頻信號，其對增益控制具有第 一 解析度；
一頻率轉(zhuǎn)換模塊，用于將放大的高頻信號轉(zhuǎn)換成 一 中頻/基 頻信號，其對增益控制具有第二解析度；
一具可調(diào)增益的中頻/基頻放大模塊，用于將頻率轉(zhuǎn)換模塊 輸出的中頻/基頻信號放大成同頻率的中頻/基頻信號，其對增益 控制具有第二解析度；
一模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊；
一具可調(diào)增益的中頻/基頻微調(diào)放大模塊，其對增益控制具 有第三解析度，所述第三解析度高于所述第 一 解析度及第二解 析度，所述中頻/基頻微調(diào)放大模塊用于對放大的中頻/基頻信號 進行微調(diào)以輸出 一 同頻率的經(jīng)微調(diào)的中頻/基頻信號，所述經(jīng)微 調(diào)的中頻/基頻信號經(jīng)由所述模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊轉(zhuǎn)換成教字中頻/基 頻信號；
一自動增益控制模塊，用于偵測所述數(shù)字中頻/基頻信號的大小，將其與 一 參考值進行比較后產(chǎn)生 一 數(shù)字自動增益控制信
號(Digital AGC signal)以及 一 數(shù)字增益分配控制信號(Digital Gain Distribution Control Signal); 以及
一增益分配模塊，用于接收自動增益控制模塊輸出的數(shù)字 自動增益控制信號和數(shù)字增益分配控制信號，產(chǎn)生相應的數(shù)字 增益控制信號以數(shù)字方式選擇性地調(diào)節(jié)射頻放大模塊，中頻/基 頻放大模塊及/或中頻/基頻微調(diào)放大模塊的增益，從而使中頻/ 基頻微調(diào)放大模塊輸出的經(jīng)微調(diào)的中頻/基頻信號保持在最佳電 平。
相對于現(xiàn)有技術，所述自動增益控制電路經(jīng)由設置中頻/基 頻微調(diào)放大模塊，自動增益控制模塊及增益分配模塊，所述自 動增益控制電路可產(chǎn)生數(shù)字自動增益控制信號及數(shù)字增益分配 控制信號，所述增益分配模塊可根據(jù)所述數(shù)字自動增益控制信 號及數(shù)字增益分配控制信號產(chǎn)生相應的數(shù)字增益控制信號以數(shù) 字方式選擇性地對射頻放大模塊，中頻/基頻放大模塊及/或中頻 /基頻微調(diào)放大模塊的增益進行調(diào)節(jié)，并且中頻/基頻微調(diào)放大模 塊對增益控制的解析度高于射頻放大模塊及中頻/基頻放大模塊 對增益控制的解析度，所以使得所述自動增益控制電路對接收 到的高頻信號的增益控制解析度較高，并使得所需數(shù)字開關電 路的數(shù)量減少，簡化了電路結(jié)構(gòu)，另外還可以使中頻/基頻微調(diào) 放大模塊對中頻/基頻信號的增益進行精確調(diào)節(jié)，以使其輸出的 中頻/基頻信號大小維持在最佳電平。


圖1是本發(fā)明實施例提供的自動增益控制電路的功能模塊 示意圖。
圖2是圖1所示射頻放大模塊中的 一 低噪聲射頻放大電路 的簡化電路結(jié)構(gòu)圖。
圖3是圖1所示中頻/基頻放大模塊中的 一 中頻/基頻放大電 路的簡化電路結(jié)構(gòu)圖。
6圖4是圖1所示中頻/基頻微調(diào)放大模塊中的 一 中頻/基頻微 調(diào)放大電路的簡化電路結(jié)構(gòu)圖。 '
具體實施例方式
下面將結(jié)合附圖，對本發(fā)明實施例提供的自動增益控制電 路作進 一 步的詳細說明。
請參閱圖1 ,本發(fā)明實施例提供的 一 種自動增益控制電路
100,其包括 一射頻放大模塊110, —頻率轉(zhuǎn)換模塊120, — 中頻/基頻放大模塊130, —中頻/基頻微調(diào)放大模塊140, —模 數(shù)轉(zhuǎn)換模塊150, —自動增益控制模塊160及一增益分配模塊 170。該自動增益控制模塊1 00可應用于數(shù)字電視接收機。
所述射頻放大模塊110具有可調(diào)的增益且對增益控制具有 第一解析度，其用于將接收天線202接收到的一高頻信號放大 成同頻率的高頻信號。所述射頻放大模塊110可包括一個放大 級或多個串接的放大級。其中，每個放大級包括一個或一組(也 即，多個)低噪聲放大電路，每個低噪聲放大電路都可接受數(shù)字 控制信號改變其增益。
參見圖2 ，其示出射頻放大模塊11 0中的 一 個低噪聲放大電 路的簡化電路結(jié)構(gòu)圖。該低噪聲放大電路包括 一 輸入電阻RF ， 一低噪聲射頻放大器11 2及 一 與低噪聲射頻放大器112并聯(lián)的數(shù) 字開關電路114。該數(shù)字開關電路114包括多個并聯(lián)的數(shù)字開關 單元115。因此，可經(jīng)由數(shù)字控制信號選擇性地切換數(shù)字開關電 路114中的數(shù)字開關單元11 5的開關狀態(tài)，來改變該低噪聲放大 電路的增益。本領域技術人員可以理解的是，前述低噪聲放大 電路的電路結(jié)構(gòu)僅為舉例說明其可接受數(shù)字控制信號來改變增 益，但并不局限于此，其它具合適電路結(jié)構(gòu)且可接受數(shù)字控制 信號改變其增益的低噪聲射頻放大電路均可采用。
所述頻率轉(zhuǎn)換模塊1 20用于將射頻放大模塊11 0輸出的高 頻信號轉(zhuǎn)換成 一 中頻/基頻信號，也即 一 中頻或基頻信號。通常， 頻率轉(zhuǎn)換模塊120包括一本地振蕩器(Local Oscillator)及一 混頻器。本地振蕩器產(chǎn)生的本振信號與射頻放大模塊110輸出之放 大后的高頻信號經(jīng)由混頻器混頻后轉(zhuǎn)換成 一 中頻/基頻信號。
所述中頻/基頻放大模塊1 30具有可調(diào)的增益且對增益控制 具有第二解析度，其用于將頻率轉(zhuǎn)換模塊120輸出的中頻/基頻 信號放大成同頻率的中頻/基頻信號。所述中頻/基頻放大模塊 130可包括一個放大級或多個串接的放大級。其中，每個放大級 包括一個或一組(也即，多個)中頻/基頻放大電路，每個中頻/基 頻放大電路都可接受數(shù)字控制信號改變其增益。
參見圖3 ,其示出中頻/基頻放大模塊1 30中的 一 個中頻/基 頻放大電路的簡化電路結(jié)構(gòu)圖。該中頻/基頻放大電路包括 一 輸 入電阻Rinl， 一中頻/基頻放大器132及一 與中頻/基頻放大器132 并聯(lián)的數(shù)字開關電路134。其中，數(shù)字開關電路134包括多個并 聯(lián)的數(shù)字開關單元135。因此，可經(jīng)由數(shù)字控制信號選擇性地切 換數(shù)字開關電路134中的數(shù)字開關單元135的開關狀態(tài)，來改 變該中頻/基頻放大電路的增益。本領域技術人員可以理解的是， 前述中頻/基頻放大電路的電路結(jié)構(gòu)僅為舉例說明其可接受數(shù)字 控制信號來改變增益，但并不局限于此，其它具合適電路結(jié)構(gòu) 且可接受數(shù)字控制信號改變其增益的中頻/基頻放大電路均可采 用。
所述中頻/基頻微調(diào)放大模塊1 40具有可調(diào)的增益且對增益 控制具有第三解析度，其用于將中頻/基頻放大模塊1 30輸出的 經(jīng)放大的中頻/基頻信號較小范圍的調(diào)整成同頻率的中頻/基頻 信號。在此，所述中頻/基頻微調(diào)放大模塊140對增益控制的解 析度高于所述中頻/基頻放大模塊1 30對增益控制的解析度。所 述中頻/基頻微調(diào)放大模塊140可包括 一 個放大級或多個串接的 放大級。其中，每個放大級包括一個或一組(也即，多個)中頻/ 基頻放大電路，每個中頻/基頻放大電路都可接受數(shù)字控制信號 改變其增益。
參見圖4 ,其示出中頻/基頻微調(diào)放大模塊140中的 一 個中 頻/基頻微調(diào)放大電路的簡化電路結(jié)構(gòu)圖。該中頻/基頻微調(diào)放大電路包括一輸入電阻Rin2, —中頻/基頻放大器142及一與中頻/ 基頻放大器142并聯(lián)的數(shù)字開關電路144。其中，數(shù)字開關電路 144包括多個并聯(lián)的數(shù)字開關單元145。因此，可經(jīng)由數(shù)字控制 信號選擇性地切換數(shù)字開關電路144中的數(shù)字開關單元145的 開關狀態(tài)，來改變該中頻/基頻微調(diào)放大電路的增益。本領域技 術人員可以理解的是，前述中頻/基頻微調(diào)放大電路的電路結(jié)構(gòu) 僅為舉例說明其可接受數(shù)字控制信號來改變增益，但并不局限 于此，其它具合適電路結(jié)構(gòu)且可接受數(shù)字控制信號改變其增益 的中頻/基頻微調(diào)放大電路均可采用。
所述模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊150用于將經(jīng)由所述中頻/基頻微調(diào)放大 模塊140調(diào)整后的中頻/基頻信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字中頻/基頻信號。所 述數(shù)字中頻/基頻信號被送至解調(diào)器(Demodulator)204,同時也被 送至自動增益控制電路160。
所述自動增益控制模塊1 60偵測所述數(shù)字中頻/基頻信號的 大小，將其與 一 參考值進行比較后產(chǎn)生 一 數(shù)字自動增益控制信 號(Digital AGC signal)以及 一 數(shù)字增益分配控制信號(Digital Gain Distribution Control Signal)。 其中，所述凄t字自動增益控 制信號用于設定所述自動增益控制電路100的射頻放大模塊 110、中頻/基頻放大模塊130及中頻/基頻微調(diào)放大模塊140所 需的總增益大??；所述數(shù)字增益分配控制信號用于設定所述自 動增益控制電路100的射頻放大模塊110、中頻/基頻放大模塊 130及中頻/基頻放大模塊140所需分配的增益大小。所述數(shù)字 自動增益控制信號及數(shù)字增益分配控制信號可為脈沖寬度調(diào)制 (Pulse Width Modulation, PWM)信號、脈沖密度調(diào)制(Pulse Density Modulation, PDM)信號、I2C信號或一 4殳#t字邏輯信號。
所述增益分配電路1 70根據(jù)自動增益控制電路1 60輸出的 數(shù)字自動增益控制信號及數(shù)字增益分配控制信號輸出相應的數(shù) 字增益控制信號，以數(shù)字方式選擇性地調(diào)節(jié)射頻放大模塊110、 中頻/基頻放大模塊130及/或中頻/基頻微調(diào)放大模塊140的增 益，從而使中頻/基頻微調(diào)放大模塊140輸出的中頻/基頻信號大小保持在最佳電平。
具體的，增益分配電路170根據(jù)射頻放大模塊110、中頻/
基頻放大模塊130及中頻/基頻微調(diào)放大模塊140所需的總增益 Gall,以及射頻放大模塊110所需分配的增益GRF，中頻/基頻放 大模塊130所需分配的增益GIF、中頻/基頻微調(diào)放大模塊140 所需分配的增益Gfine.tune，產(chǎn)生射頻數(shù)字增益控制信號、中頻/ 基頻數(shù)字增益控制信號及中頻/基頻微調(diào)數(shù)字增益控制信號，對 射頻放大模塊110、中頻/基頻放大模塊1 30及中頻/基頻放大模 塊140的增益分別進行控制，在此，Gall = GRF + GIF + G
fine-tune c
所述中頻/基頻微調(diào)放大模塊140對增益控制的第三解析度 高于所述射頻放大模塊110對增益控制的第一解析度及所述中 頻/基頻放大模塊1 30對增益控制的第二解析度，所述第 一 解析 度與所述第二解析度可以相同或不同。以下以所述第 一 解析度 與所述第二解析度的值均為Ri,所述第三解析度的值為R2 , R2 小于Ri (即第三解析度高于第一、第二解析度)為例進行說明。
所述射頻放大模塊110所需分配的增益為GRF,其用于切換 所述數(shù)字開關單元11 5開關狀態(tài)的數(shù)字控制信號范圍是GRF/R,。 所述中頻/基頻放大模塊1 30所需分配的增益GIF ，其用于切換所 述數(shù)字開關單元1 35開關狀態(tài)的數(shù)字控制信號范圍是G^/R^ 。所 述中頻/基頻微調(diào)放大模塊140所需分配的增益Gfine — tune,其用 于切換所述數(shù)字開關單元145開關狀態(tài)的數(shù)字控制信號范圍是 Gfine-tune/R2。從而，所述自動增益控制電路100的數(shù)字控制信號
范圍為(GRF/R!) + (G,F/R!) + (Gfme —tune/R2)。
若自動增益控制電路中不包括中頻/基頻微調(diào)放大模塊140, 經(jīng)所述中頻/基頻放大模塊1 30放大的中頻/基頻信號輸出至所述 模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊150,此時在總增益Gall相同的情況下，射頻放大 模塊110所需分配的增益GRF1，射頻放大模塊110對增益控制 的解析度需為R2 ，中頻/基頻放大模塊1 30所需分配的增益GIF1, 對增益控制的解析度需為R2,在此，Gall = GRF1+ GIF1。所述不包 括中頻/基頻微調(diào)放大模塊140的自動增益控制電路中的數(shù)字控制信號范圍為(GRF1/R2) + (GIF1/R2)。 由于 GRF + GIF + Gfine.tune=GRF1 + GIF1, 且 R2 小 于 ， 所 以
(GRF/Rj) + (Gw/R!) + (Gf—e/R2)小于(GRF1/R2) + (GIF1/R2),因此所 述所述自動增益控制電路100的數(shù)字控制信號所需的范圍比不 含有中頻/基頻微調(diào)放大模塊1 40的自動增益控制電路的數(shù)字控 制信號所需的范圍小，即所述自動增益控制電路100需要較少 的數(shù)字開關電路114,從而使其電路結(jié)構(gòu)較為簡單。另外所述所 述自動增益控制電路100中的中頻/基頻微調(diào)放大模塊140對增 益控制的解析度比射頻放大模塊110及中頻/基頻放大模塊130 對增益控制的解析度要高，所以使得所述自動增益控制電路100 對接收到的高頻信號的增益控制解析度較高，這樣則可使得中 頻/基頻微調(diào)放大模塊140對中頻/基頻信號的增益進行精確調(diào) 節(jié)，并且其輸出的中頻/基頻信號大小維持在最佳電平。
另夕卜，本領域技術人員還可在本發(fā)明精神內(nèi)做其它變化， 如變更射頻放大模塊110,中頻/基頻放大模塊130及/或中頻/ 基頻微調(diào)放大模塊140的電路結(jié)構(gòu)配置等以用于本發(fā)明等設計， 只要其不偏離本發(fā)明的技術效果均可。這些依據(jù)本發(fā)明精神所 做的變化，都應包含在本發(fā)明所要求保護的范圍之內(nèi)。
權利要求
1. 一種自動增益控制電路，其包括一具可調(diào)增益的射頻放大模塊，用于將接收到的高頻信號放大成同頻率的高頻信號，其對增益控制具有第一解析度；一頻率轉(zhuǎn)換模塊，用于將放大的高頻信號轉(zhuǎn)換成中頻/基頻信號；一具可調(diào)增益的中頻/基頻放大模塊，用于將轉(zhuǎn)換的中頻/基頻信號放大成同頻率的中頻/基頻信號，其對增益控制具有第二解析度；一模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊；其特征在于，所述自動增益控制電路還包括一具可調(diào)增益的中頻/基頻微調(diào)放大模塊，其對增益控制具有第三解析度，所述第三解析度高于所述第一解析度及第二解析度，所述中頻/基頻微調(diào)放大模塊用于對放大的中頻/基頻信號進行微調(diào)以輸出一同頻率的經(jīng)微調(diào)的中頻/基頻信號，所述經(jīng)微調(diào)的中頻/基頻信號經(jīng)由所述模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊轉(zhuǎn)換成數(shù)字中頻/基頻信號；一自動增益控制模塊，用于偵測所述數(shù)字中頻/基頻信號的大小，將其與一參考值進行比較后產(chǎn)生一數(shù)字自動增益控制信號以及一數(shù)字增益分配控制信號；以及一增益分配模塊，用于接收所述自動增益控制模塊輸出的數(shù)字自動增益控制信號及數(shù)字增益分配控制信號，產(chǎn)生相應的數(shù)字增益控制信號以數(shù)字方式選擇性地調(diào)節(jié)射頻放大模塊，中頻/基頻放大模塊及/或中頻/基頻微調(diào)放大模塊的增益，從而使中頻/基頻微調(diào)放大模塊輸出的經(jīng)微調(diào)的中頻/基頻信號保持在最佳電平。
2. 如權利要求1所述的自動增益控制電路，其特征在于，所述第 一解析度與第二解析度相等。
3. 如權利要求1所述的自動增益控制電路，其特征在于，所述射 頻放大模塊包括一個放大級或多個串接的放大級，每個放大級的 增益由所述數(shù)字增益控制信號的射頻數(shù)字增益控制信號所控制。
4. 如權利要求3所述的自動增益控制電路，其特征在于，所述每個放大級包括有數(shù)字開關電路，用于接受所述射頻數(shù)字增益控制 信號的控制以切換其工作狀態(tài)。
5. 如權利要求1所述的自動增益控制電路，其特征在于，所述中 頻/基頻放大模塊包括一個放大級或多個串接的放大級，每個放大 級的增益由所述數(shù)字增益控制信號的中頻/基頻數(shù)字增益控制信 號所控制。
6. 如權利要求5所述的自動增益控制電路，其特征在于，所述每 個放大級包括有數(shù)字開關電路，用于接受所述中頻/基頻數(shù)字增益 控制信號的控制以切換其工作狀態(tài)。
7. 如權利要求1所述的自動增益控制電路，其特征在于，所逸中 頻/基頻微調(diào)放大模塊包括一個放大級或多個串接的放大級，每個 放大級的增益由所述數(shù)字增益控制信號的中頻/基頻微調(diào)數(shù)字增 益控制信號所控制。
8. 如權利要求7所述的自動增益控制電路，其特征在于，所述每 個放大級包括有數(shù)字開關電路，用于接受所述中頻/基頻微調(diào)數(shù)字 增益控制信號的控制以切換其工作狀態(tài)。
9. 如權利要求1所述的自動增益控制電路，其特征在于，所述數(shù) 字自動增益控制信號為脈沖寬度調(diào)制信號、脈沖密度調(diào)制信號、 I2C信號或一般數(shù)字邏輯信號。
10. 如權利要求1所述的自動增益控制電路，其特征在于，所述數(shù) 字增益分配控制信號為脈沖寬度調(diào)制信號、脈沖密度調(diào)制信號、 I2C信號或一般數(shù)字邏輯信號。
全文摘要
一種自動增益控制電路，其包括射頻放大模塊、頻率轉(zhuǎn)換模塊、中頻/基頻放大模塊、中頻/基頻微調(diào)放大模塊、模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊、自動增益控制模塊及增益分配模塊。所述中頻/基頻微調(diào)放大模塊對增益控制的解析度高于所述射頻放大模塊及中頻/基頻放大模塊對增益控制的解析度。自動增益控制模塊用以偵測數(shù)字中頻/基頻信號的大小，將其與一參考值進行比較產(chǎn)生一數(shù)字自動增益控制信號及一數(shù)字增益分配控制信號至增益分配模塊，由其產(chǎn)生相應的控制信號選擇性地調(diào)節(jié)射頻放大模塊、中頻/基頻微調(diào)放大模塊及/或中頻/基頻放大模塊的增益。
文檔編號H04N5/52GK101453596SQ20071019581
公開日2009年6月10日 申請日期2007年11月29日 優(yōu)先權日2007年11月29日
發(fā)明者張遠成 申請人:天鈺科技股份有限公司