專利名稱：具有雙重訊號強(qiáng)度指示干擾檢測的自動增益控制系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種調(diào)諧器及其增益調(diào)整方法。
背景技術(shù)：
由于正交頻分多工(or thogonal frequency division multiplexing, OFDM)調(diào)制技術(shù)可用于數(shù)字視訊廣播系統(tǒng)中以進(jìn)行高頻譜效率傳輸，且OFDM調(diào)制技術(shù)基于多載波調(diào)制而對于多重路徑反射效應(yīng)具備有效的處理能力，故近年來在數(shù)字視訊廣播應(yīng)用發(fā)展上成為熱門技術(shù)。諸如無線數(shù)字視訊廣播(Digital Video Broadcasting Terrestrial, DVB-T)、綜合月艮務(wù)數(shù)字廣播(Integrated Service Digital Broadcasting Terrestrial, ISDB-T)及中國移動多媒體廣播(China Mobile Multimedia Broadcasting,CMMB)等各種系統(tǒng)均使用OFDM傳輸技術(shù)。為了提供令人滿意的視訊品質(zhì)，各種數(shù)字視訊系統(tǒng)均對鄰近通道干擾抑制 (adjacent channel interference rejection)與敏感度(sensitivity)有嚴(yán)格的要求。為了符合嚴(yán)格要求，射頻接收器必須要有良好的噪聲指數(shù)(noise figure)、三階載點(diǎn) (third-order intercept point，IIP3)與 IdB 壓縮點(diǎn)(1-dB compression point，PldB)。 然而，上述相關(guān)于射頻前端電路(例如低噪聲放大器)增益值的質(zhì)量指標(biāo)之間是具有權(quán)衡性(trade-off)的。例如，當(dāng)增益增強(qiáng)時，噪聲指數(shù)改善但操作線性(IIP3及PldB)變差， 反之亦然。因此，自動增益控制機(jī)制被提出以適當(dāng)?shù)卣{(diào)整射頻前端電路的增益。美國專利號US 7242915B2提出一種在射頻接收器內(nèi)基于時間的低噪聲放大器增益調(diào)整，如圖1所示。低噪聲放大器增益調(diào)整電路利用不具真實(shí)數(shù)據(jù)的護(hù)衛(wèi)區(qū)間執(zhí)行增益調(diào)整機(jī)制。然而，上述方法也許適用于如沒有強(qiáng)烈鄰近通道干擾的全球移動通訊系統(tǒng) (GSM)，但如此在數(shù)據(jù)幀中沒有執(zhí)行任何增益調(diào)整的方式并不適用于具有強(qiáng)烈鄰近通道干擾且訊號功率可能迅速變化的數(shù)字電視系統(tǒng)。此外，由于混頻器可能已過濾遠(yuǎn)處的干擾，因此耦接在混頻器之后的訊號強(qiáng)度指示器RSSI_A并不能正確的呈現(xiàn)出干擾的影像，無法適當(dāng)?shù)卣{(diào)整低噪聲放大器的增益。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明是有關(guān)于一種調(diào)諧器及其增益調(diào)整方法，藉由檢測目標(biāo)訊號及無用噪聲的功率以自動優(yōu)化調(diào)諧器的增益設(shè)定。根據(jù)本發(fā)明的第一方面，提出一種調(diào)諧器，包括一低噪聲放大器、一第一訊號強(qiáng)度指示器、一混頻器、一中頻濾波器、一第二訊號強(qiáng)度指示器以及一調(diào)整單元。低噪聲放大器用以放大一射頻訊號。第一訊號強(qiáng)度指示器用以檢測放大后的射頻訊號的訊號強(qiáng)度指示而得到一第一訊號強(qiáng)度電壓。混頻器耦接至低噪聲放大器并用以依據(jù)一本地振蕩頻率將放大后的射頻訊號降頻為一第一中頻訊號。中頻濾波器耦接至混頻器并用以對第一中頻訊號進(jìn)行濾波以得到一第二中頻訊號。第二訊號強(qiáng)度指示器用以檢測第二中頻訊號的訊號強(qiáng)度指示而得到一第二訊號強(qiáng)度電壓。調(diào)整單元用以依據(jù)第一訊號強(qiáng)度電壓及第二訊號強(qiáng)度電壓
4調(diào)整低噪聲放大器的增益。根據(jù)本發(fā)明的第二方面，提出一種調(diào)諧器的增益調(diào)整方法，調(diào)諧器包括一低噪聲放大器、一第一訊號強(qiáng)度指示器、一混頻器、一中頻濾波器、一第二訊號強(qiáng)度指示器以及一調(diào)整單元，混頻器耦接至低噪聲放大器，中頻濾波器耦接至混頻器。增益調(diào)整方法包括下列步驟。利用低噪聲放大器放大一射頻訊號。利用第一訊號強(qiáng)度指示器檢測放大后的射頻訊號的訊號強(qiáng)度指示而得到一第一訊號強(qiáng)度電壓。利用混頻器依據(jù)一本地振蕩頻率將放大后的射頻訊號降頻為一第一中頻訊號。利用中頻濾波器對第一中頻訊號進(jìn)行濾波以得到一第二中頻訊號。利用第二訊號強(qiáng)度指示器檢測第二中頻訊號的訊號強(qiáng)度指示而得到一第二訊號強(qiáng)度電壓。利用調(diào)整單元依據(jù)第一訊號強(qiáng)度電壓及第二訊號強(qiáng)度電壓調(diào)整低噪聲放大器的增益。為了對本發(fā)明的上述及其他方面有更佳的了解，下文特舉一實(shí)施例，并結(jié)合附圖詳細(xì)說明如下。


圖1示出了傳統(tǒng)的在射頻接收器內(nèi)基于時間的低噪聲放大器增益調(diào)整。圖2示出了依照一實(shí)施例的調(diào)諧器的功能方塊圖。圖3示出了依照一實(shí)施例的調(diào)諧器的電路圖。圖4及圖5示出了依照一實(shí)施例的調(diào)諧器的增益調(diào)整過程的流程圖。圖6示出了依照一實(shí)施例的調(diào)諧器的增益調(diào)整方法的流程圖。附圖符號說明200、300:調(diào)諧器210、310 低噪聲放大器220、320 第一訊號強(qiáng)度指示器230、330 混頻器對0、；340 中頻濾波器250,350 第二訊號強(qiáng)度指示器洸0、360:調(diào)整單元362:第一比較器364:第二比較器366 第三比較器368:第四比較器370 第一反相器372: SR 觸發(fā)器374 第一多工器376 第二多工器378:第五比較器380:第六比較器382 第二反相器384:與門
386 或門388:或非門390 計(jì)數(shù)器
具體實(shí)施例方式本發(fā)明所提出的調(diào)諧器及其增益調(diào)整方法，藉由多個訊號強(qiáng)度指示器分別檢測目標(biāo)訊號及無用噪聲的功率，故得以適當(dāng)?shù)刈詣觾?yōu)化調(diào)諧器的增益設(shè)足。請參照圖2，其示出了依照一實(shí)施例的調(diào)諧器的功能方塊圖。圖2中的調(diào)諧器 200實(shí)質(zhì)上為射頻接收器的前端電路，其包括一低噪聲放大器(low noise amplifier, LNA) 210、一第一訊號強(qiáng)度指示器(received signal strength indicator，RSSI) 220、一混頻器230、一中頻濾波器MO、一第二訊號強(qiáng)度指示器250以及一調(diào)整單元沈0。低噪聲放大器210接收并放大一射頻訊號，此射頻訊號可能包括目標(biāo)訊號及無用噪聲。第一訊號強(qiáng)度指示器220檢測放大后的射頻訊號的訊號強(qiáng)度指示并轉(zhuǎn)換得到一第一訊號強(qiáng)度電壓Vb，其中在節(jié)點(diǎn)B的放大后的射頻訊號的訊號強(qiáng)度指示可能包括目標(biāo)訊號及無用噪聲的功率?；祛l器230耦接至低噪聲放大器210并依據(jù)一本地振蕩頻率LO將放大后的射頻訊號降頻為一第一中頻訊號。中頻濾波器240耦接至混頻器230并對第一中頻訊號進(jìn)行濾波以得到一第二中頻訊號。第二訊號強(qiáng)度指示器250檢測第二中頻訊號的訊號強(qiáng)度指示并轉(zhuǎn)換得到一第二訊號強(qiáng)度電壓V。。由于理論上無用噪聲會被中頻濾波器240過濾掉，故在節(jié)點(diǎn)C的第二中頻訊號的訊號強(qiáng)度指示應(yīng)只包括目標(biāo)訊號的功率。調(diào)整單元250依據(jù)第一訊號強(qiáng)度電壓Vb及第二訊號強(qiáng)度電壓V。的信息調(diào)整低噪聲放大器210的增益。請參照圖3，其示出了依照一實(shí)施例的調(diào)諧器的電路圖。圖3中，調(diào)諧器300的元件組成相似于調(diào)諧器200，其包括一低噪聲放大器310、一第一訊號強(qiáng)度指示器320、一混頻器 330、一中頻濾波器；340、一第二訊號強(qiáng)度指示器350以及一調(diào)整單元360。調(diào)整單元360包括一第一比較器362、一第二比較器364、一第三比較器366、一第四比較器368、一第一反相器370、一 SR觸發(fā)器372、一第一多工器374、一第二多工器376、一第五比較器378、一第六比較器380、一第二反相器382、一與門384、一或門386、一或非門388以及一計(jì)數(shù)器390。第一比較器362比較第一訊號強(qiáng)度電壓Vb與一第二閾值Vtt。第二比較器364比較第一訊號強(qiáng)度電壓Vb與一第一閾值Vhl。第三比較器366比較第一訊號強(qiáng)度電壓Vb與一第四閾值\。第四比較器368比較第一訊號強(qiáng)度電壓Vb與一第三閾值力。第一反相器370 耦接至第四比較器368的輸出端。SR觸發(fā)器372的第一輸入端耦接至第三比較器366的輸出端，SR觸發(fā)器372的第二輸入端耦接至第一反相器370的輸出端，SR觸發(fā)器372的輸出端輸出一模式選擇訊號MSS。第一多工器374與第二多工器376依據(jù)模式選擇訊號MSS輸出第一組參考值(Vhs， Vls)或第二組參考值(VmVli)。第五比較器378與第六比較器380比較第二訊號強(qiáng)度電壓 Vc與第一組參考值(Vhs，Vls)或第二組參考值(Vhi，Vli)。第二反相器382耦接至第二比較器364的輸出端。與門384的第一輸入端耦接至第二反相器382的輸出端，與門384的第二輸入端耦接至第六比較器380的輸出端?；蜷T386的第一輸入端耦接至第一比較器362的輸出端，或門386的第二輸入端耦接至第五比較器378的輸出端?；蚍情T388的第一輸入端耦接至與門384的輸出端，或
6非門388的第二輸入端耦接至或門386的輸出端。計(jì)數(shù)器390依據(jù)或門386及或非門388 的輸出以調(diào)整低噪聲放大器310的增益。請同時參考圖3、圖4及圖5，圖4及圖5示出了依照一實(shí)施例的調(diào)諧器的增益調(diào)整過程的流程圖。圖4及圖5所示的流程實(shí)質(zhì)上在每一個時鐘周期遞歸地發(fā)生。假定混頻器330具有固定增益20dB，且中頻濾波器340為零增益，但并不限于此，視使用者的需求而定。在某些時候，例如射頻接收器位于基站附近，則射頻接收器會遇到具有非常高功率水準(zhǔn)的射頻訊號。如此具非常高功率水準(zhǔn)的射頻訊號可能使得調(diào)諧器300飽和并破壞射頻接收器的整體效能。因此，于步驟S400中，調(diào)整單元360依據(jù)第一訊號強(qiáng)度電壓Vb是否高于第一閾值Vhl判斷調(diào)諧器300是否進(jìn)入一高功率模式，第一訊號強(qiáng)度電壓Vb對應(yīng)在節(jié)點(diǎn)B的放大后的射頻訊號的訊號強(qiáng)度指示。若調(diào)諧器300進(jìn)入高功率模式，調(diào)整單元360維持或降低低噪聲放大器310的增益以使得調(diào)諧器300得以維持線性操作。于步驟S410中，調(diào)整單元360判斷第一訊號強(qiáng)度電壓Vb是否高于第二閾值Vhht5 當(dāng)?shù)谝挥嵦枏?qiáng)度電壓Vb高于第一閾值Vhl且低于第二閾值Vhh時，與門384的輸出為0，或非門388的輸出Ho Id為1，計(jì)數(shù)器390維持低噪聲放大器310的增益，故于步驟S420中，調(diào)諧器300處于一停止增益增加模式。當(dāng)?shù)谝挥嵦枏?qiáng)度電壓Vb高于第二閾值Vhh時，或門386 的輸出UD為1且或非門388的輸出Hold為0，于步驟S430中，計(jì)數(shù)器390降低低噪聲放大器310的增益。假定混頻器330的IdB壓縮點(diǎn)(PldB)為-IOdBm,則對應(yīng)地在節(jié)點(diǎn)B的放大后的射頻訊號的訊號強(qiáng)度指示達(dá)到-lOcffim后調(diào)諧器300會進(jìn)入高功率模式。換句話說，高功率模式的操作由第一閾值Vhl (例如對應(yīng)于節(jié)點(diǎn)B的功率為-lOcffim時為850. 2mV)及第二閾值V1J例如對應(yīng)于節(jié)點(diǎn)B的功率為_7dBm時為890. 6mV)所主控。當(dāng)?shù)谝挥嵦枏?qiáng)度電壓Vb低于第一閾值Vhl時，與門384的輸出由第六比較器380所決定。若調(diào)諧器300未進(jìn)入高功率模式，調(diào)整單元360依據(jù)第一訊號強(qiáng)度電壓Vb檢測調(diào)諧器300是處于一敏感度(sensitivity)模式或一干擾模式。于步驟S440中，調(diào)整單元 360判斷第一訊號強(qiáng)度電壓Vb是否高于第三閾值\。當(dāng)?shù)谝挥嵦枏?qiáng)度電壓Vb低于第三閾值 V1,于步驟S450中，調(diào)諧器300處于敏感度模式。否則，于步驟S460中，調(diào)整單元360判斷第一訊號強(qiáng)度電壓Vb是否高于第四閾值Vh。當(dāng)?shù)谝挥嵦枏?qiáng)度電壓Vb低于第四閾值Vh，于步驟S470中，調(diào)諧器300維持于先前的模式不變。當(dāng)?shù)谝挥嵦枏?qiáng)度電壓Vb高于第四閾值Vh， 于步驟S480中，調(diào)諧器300進(jìn)入干擾模式。之后，調(diào)整單元360依據(jù)第二訊號強(qiáng)度電壓Vc調(diào)整低噪聲放大器310的增益。由于在敏感度測試時，射頻訊號的功率小且沒有鄰近通道干擾，只需要具有足夠的噪聲指數(shù)， 故低噪聲放大器310的增益可以被設(shè)定為最大值。假定射頻訊號只包括目標(biāo)訊號而沒有無用干擾，則可以得到如表1所示的低噪聲放大器在敏感度模式下的增益表。由表1可以得知，當(dāng)輸入功率高于_82dBm，射頻接收器在所有的增益碼都可適當(dāng)?shù)亟邮丈漕l訊號。表 1增益碼LNA增益 (dB)節(jié)點(diǎn)A (dBm)節(jié)點(diǎn)B (dBm)節(jié)點(diǎn)C (dBm)敏感度 (dBm)028-85-57. 00-37. 00-82. 56028-84-56. 00-36. 00-82. 56028-83-55. 00-35. 00-82. 56028-82-54. 00-34. 00-82. 56028-81-53. 00-33. 00-82. 56028-80-52. 00-32. 00-82. 56028-79-51. 00-31. 00-82. 56028-78-50. 00-30. 00-82. 56028-77-49. 00-29. 00-82. 56127-76-49. 00-29. 00-82. 16226-75-49. 00-29. 00-81. 7權(quán)利要求
1.一種調(diào)諧器，包括一低噪聲放大器，用以放大一射頻訊號；一第一訊號強(qiáng)度指示器，用以檢測放大后的該射頻訊號的訊號強(qiáng)度指示而得到一第一訊號強(qiáng)度電壓；一混頻器，耦接至該低噪聲放大器并用以依據(jù)一本地振蕩頻率將放大后的該射頻訊號降頻為一第一中頻訊號；一中頻濾波器，耦接至該混頻器并用以對該第一中頻訊號進(jìn)行濾波以得到一第二中頻訊號；一第二訊號強(qiáng)度指示器，用以檢測該第二中頻訊號的訊號強(qiáng)度指示而得到一第二訊號強(qiáng)度電壓；以及一調(diào)整單元，用以依據(jù)該第一訊號強(qiáng)度電壓及該第二訊號強(qiáng)度電壓調(diào)整該低噪聲放大器的增益。
2.如權(quán)利要求1所述的調(diào)諧器，其中當(dāng)該調(diào)整單元判斷該第一訊號強(qiáng)度電壓高于一第一閾值且低于一第二閾值，該調(diào)諧器處于一高功率模式，且該調(diào)整單元依據(jù)該第一訊號強(qiáng)度電壓維持或降低該低噪聲放大器的增益以使得該調(diào)諧器線性操作。
3.如權(quán)利要求2所述的調(diào)諧器，其中當(dāng)該調(diào)整單元判斷該第一訊號強(qiáng)度電壓高于該第二閾值，該調(diào)整單元依據(jù)該第一訊號強(qiáng)度電壓降低該低噪聲放大器的增益以使得該調(diào)諧器線性操作。
4.如權(quán)利要求2所述的調(diào)諧器，其中當(dāng)該調(diào)整單元判斷該第一訊號強(qiáng)度電壓低于一第三閾值，該調(diào)諧器處于一敏感度模式，該調(diào)整單元依據(jù)該第二訊號強(qiáng)度電壓及對應(yīng)該敏感度模式的一第一組參考值調(diào)整該低噪聲放大器的增益以使得該調(diào)諧器依較高增益設(shè)定最大化敏感度。
5.如權(quán)利要求4所述的調(diào)諧器，其中當(dāng)該調(diào)整單元判斷該第一訊號強(qiáng)度電壓高于一第四閾值且低于該第一閾值，該調(diào)諧器處于一干擾模式，該調(diào)整單元依據(jù)該第二訊號強(qiáng)度電壓及對應(yīng)該干擾模式的一第二組參考值調(diào)整該低噪聲放大器的增益以使得該調(diào)諧器依較低增益設(shè)定最大化線性度，該第四閾值低于該第一閾值。
6.如權(quán)利要求5所述的調(diào)諧器，其中該調(diào)整單元包括 一第一比較器，用以比較該第一訊號強(qiáng)度電壓與該第二閾值； 一第二比較器，用以比較該第一訊號強(qiáng)度電壓與該第一閾值； 一第三比較器，用以比較該第一訊號強(qiáng)度電壓與該第四閾值； 一第四比較器，用以比較該第一訊號強(qiáng)度電壓與該第三閾值； 一第一反相器，耦接至該第四比較器的輸出端；一 SR觸發(fā)器，該SR觸發(fā)器的第一輸入端耦接至該第三比較器的輸出端，該SR觸發(fā)器的第二輸入端耦接至該第一反相器的輸出端，該SR觸發(fā)器的輸出端輸出一模式選擇訊號； 一第一多工器與一第二多工器，用以依據(jù)該模式選擇訊號輸出該第一組參考值或該第二組參考值；一第五比較器與一第六比較器，用以比較該第二訊號強(qiáng)度電壓與該第一組參考值或該第二組參考值；一第二反相器，耦接至該第二比較器的輸出端；一與門，該與門的第一輸入端耦接至該第二反相器的輸出端，該與門的第二輸入端耦接至該第六比較器的輸出端；一或門，該或門的第一輸入端耦接至該第一比較器的輸出端，該或門的第二輸入端耦接至該第五比較器的輸出端；一或非門，該或非門的第一輸入端耦接至該與門的輸出端，該或非門的第二輸入端耦接至該或門的輸出端；以及一計(jì)數(shù)器，用以依據(jù)該或門及該或非門的輸出以調(diào)整該低噪聲放大器的增益。
7.一種調(diào)諧器的增益調(diào)整方法，該調(diào)諧器包括一低噪聲放大器、一第一訊號強(qiáng)度指示器、一混頻器、一中頻濾波器、一第二訊號強(qiáng)度指示器以及一調(diào)整單元，該混頻器耦接至該低噪聲放大器，該中頻濾波器耦接至該混頻器，該增益調(diào)整方法包括利用該低噪聲放大器放大一射頻訊號；利用該第一訊號強(qiáng)度指示器檢測放大后的該射頻訊號的訊號強(qiáng)度指示而得到一第一訊號強(qiáng)度電壓；利用該混頻器依據(jù)一本地振蕩頻率將放大后的該射頻訊號降頻為一第一中頻訊號；利用該中頻濾波器對該第一中頻訊號進(jìn)行濾波以得到一第二中頻訊號；利用該第二訊號強(qiáng)度指示器檢測該第二中頻訊號的訊號強(qiáng)度指示而得到一第二訊號強(qiáng)度電壓；以及利用該調(diào)整單元依據(jù)該第一訊號強(qiáng)度電壓及該第二訊號強(qiáng)度電壓調(diào)整該低噪聲放大器的增益。
8.如權(quán)利要求7所述的調(diào)諧器的增益調(diào)整方法，還包括當(dāng)該調(diào)整單元判斷該第一訊號強(qiáng)度電壓高于一第一閾值且低于一第二閾值，該調(diào)諧器處于一高功率模式，利用該調(diào)整單元依據(jù)該第一訊號強(qiáng)度電壓維持或降低該低噪聲放大器的增益以使得該調(diào)諧器線性操作。
9.如權(quán)利要求8所述的調(diào)諧器的增益調(diào)整方法，還包括當(dāng)該調(diào)整單元判斷該第一訊號強(qiáng)度電壓高于該第二閾值，利用該調(diào)整單元依據(jù)該第一訊號強(qiáng)度電壓降低該低噪聲放大器的增益以使得該調(diào)諧器線性操作。
10.如權(quán)利要求8所述的調(diào)諧器的增益調(diào)整方法，還包括當(dāng)該調(diào)整單元判斷該第一訊號強(qiáng)度電壓低于一第三閾值，該調(diào)諧器處于一敏感度模式，利用該調(diào)整單元依據(jù)該第二訊號強(qiáng)度電壓及對應(yīng)該敏感度模式的一第一組參考值調(diào)整該低噪聲放大器的增益以使得該調(diào)諧器依較高增益設(shè)定最大化敏感度。
11.如權(quán)利要求10所述的調(diào)諧器的增益調(diào)整方法，還包括當(dāng)該調(diào)整單元判斷該第一訊號強(qiáng)度電壓高于一第四閾值且低于該第一閾值，該調(diào)諧器處于一干擾模式，利用該調(diào)整單元依據(jù)該第二訊號強(qiáng)度電壓及對應(yīng)該干擾模式的一第二組參考值調(diào)整該低噪聲放大器的增益以使得該調(diào)諧器線性操作，該低噪聲放大器在該干擾模式的增益低于該低噪聲放大器在該敏感度模式的增益，該第四閾值低于該第一閾值。
全文摘要
一種具有雙重訊號強(qiáng)度指示干擾檢測的自動增益控制系統(tǒng)。一種調(diào)諧器，包括一低噪聲放大器、一第一訊號強(qiáng)度指示器、一混頻器、一中頻濾波器、一第二訊號強(qiáng)度指示器以及一調(diào)整單元。低噪聲放大器放大一射頻訊號。第一訊號強(qiáng)度指示器檢測放大后的射頻訊號的訊號強(qiáng)度指示而得到一第一訊號強(qiáng)度電壓?；祛l器依據(jù)一本地振蕩頻率將放大后的射頻訊號降頻為一第一中頻訊號。中頻濾波器耦接至混頻器并對第一中頻訊號進(jìn)行濾波以得到一第二中頻訊號。第二訊號強(qiáng)度指示器檢測第二中頻訊號的訊號強(qiáng)度指示而得到一第二訊號強(qiáng)度電壓。調(diào)整單元依據(jù)第一訊號強(qiáng)度電壓及第二訊號強(qiáng)度電壓調(diào)整低噪聲放大器的增益。
文檔編號H04B17/00GK102404059SQ201110221658
公開日2012年4月4日 申請日期2011年8月4日 優(yōu)先權(quán)日2010年8月4日
發(fā)明者強(qiáng)瑋玲, 陳仲基 申請人:宏旸科技股份有限公司