一種接收機(jī)快速自動增益控制系統(tǒng)及控制方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于微電子學(xué)與固體電子學(xué)的射頻集成電路設(shè)計(jì)領(lǐng)域，涉及一種接收機(jī)快速自動增益控制系統(tǒng)及控制方法。
【背景技術(shù)】
[0002]近些年來，無線通信技術(shù)的迅速發(fā)展極大地促進(jìn)了社會的進(jìn)步。諸如智能手機(jī)，智能手環(huán)，智能手表等設(shè)備已經(jīng)或正在成為人們?nèi)粘Ｉ钪胁豢苫蛉钡囊徊糠?。此類電子設(shè)備在提供豐富多彩功能的同時(shí)，還存在一些亟需解決的問題，其中最具挑戰(zhàn)的就是電池續(xù)航能力。受限于電子設(shè)備體積的限制，電池的容量往往也受到嚴(yán)格限制，降低電子設(shè)備功耗就變得十分重要。
[0003]無線接收機(jī)是上述電子設(shè)備實(shí)現(xiàn)無線通信功能的關(guān)鍵部分，也是電量消耗的重要部分。平時(shí)的生活經(jīng)驗(yàn)告訴我們，設(shè)備在打開wifi或藍(lán)牙等無線功能后，電池續(xù)航會大大降低。零中頻和滑動中頻接收機(jī)的中頻電路工作在基帶，相比于其他結(jié)構(gòu)的接收機(jī)在降低功耗方面具有較大優(yōu)勢，所以得到越來越多的研宄和應(yīng)用。
[0004]自動增益控制是無線接收機(jī)中不可或缺的功能，可以在接收機(jī)收到不同強(qiáng)度的無線信號時(shí)都能自動地檢測信號強(qiáng)度并對應(yīng)地控制增益，以保證接收機(jī)的動態(tài)范圍和靈敏度。正是由于零中頻和滑動中頻接收機(jī)的中頻電路工作在基帶，中頻信號的波動比較慢，傳統(tǒng)的自動增益控制電路檢測信號強(qiáng)度的時(shí)間也就不得不成倍增加，進(jìn)而導(dǎo)致整個(gè)自動增益控制的過程速度大大降低?，F(xiàn)有通信協(xié)議中定義的數(shù)據(jù)包結(jié)構(gòu)中往往預(yù)留了不同長度的前導(dǎo)碼(preamble)，用于完成自動增益控制等功能，進(jìn)而識別數(shù)據(jù)包。不同長度的前導(dǎo)碼就會對自動增益控制的速度有不同的要求，以低功耗藍(lán)牙的協(xié)議為例，前導(dǎo)碼長度為8個(gè)比特(bit)，這對自動增益控制提出了嚴(yán)苛的速度要求。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)存在的問題，本發(fā)明的目的在于提供一種接收機(jī)快速自動增益控制系統(tǒng)及控制方法，能夠使零中頻和滑動中頻接收機(jī)在較短前導(dǎo)碼時(shí)間內(nèi)快速完成增益控制。
[0006]為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是:
[0007]一種接收機(jī)快速自動增益控制系統(tǒng)，射頻自動增益控制電路和中頻自動增益控制電路；
[0008]所述射頻自動增益控制電路包括與接收機(jī)連接的射頻檢測器，射頻檢測器的輸出端與射頻控制器的輸入端連接，射頻控制器的輸出端與接收機(jī)連接；所述射頻檢測器用于檢測射頻信號的強(qiáng)度，所述射頻控制器根據(jù)射頻信號強(qiáng)度來控制接收機(jī)射頻電路的增益；
[0009]所述中頻自動增益控制電路包括與接收機(jī)連接的干擾檢測器和有用信號檢測器，干擾檢測器的輸出端和有用信號檢測器的輸出端分別與中頻控制器的輸入端連接，中頻控制器的輸出端與接收機(jī)連接，中頻控制器的輸入端還與射頻控制器的輸出端連接；所述干擾檢測器提取出所接收到的干擾信號，并將干擾信號強(qiáng)度傳遞給中頻控制器，所述中頻控制器還獲取有用信號檢測器檢測的有用信號強(qiáng)度和射頻控制器發(fā)送的射頻增益信息，綜合以上信息控制接收機(jī)中頻電路的增益。
[0010]所述射頻檢測器為包絡(luò)檢測器、幅度檢測器或能量檢測器。
[0011]上述所述接收機(jī)快速自動增益控制系統(tǒng)的控制方法，包括如下步驟:
[0012]步驟1:射頻控制器通過射頻檢測器獲取接收機(jī)射頻信號的強(qiáng)度，并且判斷射頻信號強(qiáng)度是否在預(yù)期范圍內(nèi)，如果射頻信號強(qiáng)度超出了預(yù)期范圍，則改變射頻增益，重復(fù)檢測和判斷的過程；如果射頻強(qiáng)度達(dá)到了預(yù)期的范圍，則執(zhí)行下一步；
[0013]步驟2:中頻控制器根據(jù)射頻控制器發(fā)送的射頻增益計(jì)算理想情況下的中頻增益，然后根據(jù)干擾檢測器給出的干擾信號強(qiáng)度來調(diào)整中頻增益；檢測接收機(jī)模數(shù)轉(zhuǎn)換器輸出的中頻有用信號強(qiáng)度是否在預(yù)期范圍內(nèi)，如果超出了預(yù)期范圍，則根據(jù)中頻有用信號強(qiáng)度再次計(jì)算增益，并重復(fù)根據(jù)干擾強(qiáng)度調(diào)整增益的過程；如果中頻有用信號強(qiáng)度落在預(yù)期范圍內(nèi)，則自動增益控制過程結(jié)束。
[0014]本發(fā)明的自動增益控制方法不同于簡單的零中頻和滑動中頻接收機(jī)中的增益控制方法，該發(fā)明充分考慮到接收機(jī)不同電路模塊處的信號頻率，盡可能利用高頻信號來實(shí)現(xiàn)強(qiáng)度檢測，同時(shí)利用干擾信號來幫助決策，有效提高了自動控制的速度。具體的，該控制方法中步驟I利用了射頻信號的強(qiáng)度作為判決標(biāo)準(zhǔn)，信號頻率很高，所以速度很快；步驟2利用了干擾信號的強(qiáng)度來協(xié)助增益控制，干擾信號的頻率高于有用信號頻率，速度也得到了提升。
【附圖說明】
[0015]圖1是本發(fā)明的快速自動增益控制系統(tǒng)的示意圖。
[0016]圖2是本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的電路結(jié)構(gòu)框圖。
[0017]圖3是本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的自動增益控制流程圖。
【具體實(shí)施方式】
[0018]下面結(jié)合附圖和實(shí)施例，對發(fā)明的【具體實(shí)施方式】作進(jìn)一步詳細(xì)描述。以下實(shí)施例用于說明本發(fā)明，但不用來限制本發(fā)明的范圍。
[0019]如圖1所示，本發(fā)明一種接收機(jī)快速自動增益控制系統(tǒng)，射頻自動增益控制電路和中頻自動增益控制電路；所述射頻自動增益控制電路包括與接收機(jī)連接的射頻檢測器，射頻檢測器的輸出端與射頻控制器的輸入端連接，射頻控制器的輸出端與接收機(jī)連接；所述射頻檢測器用于檢測射頻信號的強(qiáng)度，所述射頻控制器根據(jù)射頻信號強(qiáng)度來控制接收機(jī)射頻電路的增益；所述中頻自動增益控制電路包括與接收機(jī)連接的干擾檢測器和有用信號檢測器，干擾檢測器的輸出端和有用信號檢測器的輸出端分別與中頻控制器的輸入端連接，中頻控制器的輸出端與接收機(jī)連接，中頻控制器的輸入端還與射頻控制器的輸出端連接；所述干擾檢測器提取出所接收到的干擾信號，并將干擾信號強(qiáng)度傳遞給中頻控制器，所述中頻控制器還獲取有用信號檢測器檢測的有用信號強(qiáng)度和射頻控制器發(fā)送的射頻增益信息，綜合以上信息控制接收機(jī)中頻電路的增益。
[0020]如圖2為本發(fā)明實(shí)施例的快速自動增益控制接收機(jī)的結(jié)構(gòu)框圖。該圖將零中頻和滑動中頻兩種結(jié)構(gòu)的接收機(jī)融合在一起，避免對兩種情況重復(fù)介紹。當(dāng)陰影部分電路(即第一級混頻器和分頻器)不存在時(shí)，該圖適用于零中頻接收機(jī)，反之，當(dāng)陰影部分存在時(shí)，該圖則適用于滑動中頻接收機(jī)，下面對于自動增益控制方法的討論中不再對兩者做區(qū)分。整個(gè)自動增益控制接收機(jī)包括以下模塊:天線11、接收機(jī)12、本振13、數(shù)字基帶電路14、射頻自動增益控制電路15和中頻自動增益控制電路16。接收機(jī)12包括與天線連接的低噪聲放大器121，低噪聲放大器121的輸出連接第一級下變頻器12