CN101127511B - 一种用于低噪声放大器的自适应自动调整方法及其模块 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种自适应调整低噪声放大器的开关状态的方法及实现该方法的模块。该方法包括以下步骤：测量信号的幅度，调整自动增益控制值，比较门限与自动增益控制值，若自动增益控制值小于门限下限值，则调整低噪声放大器使之处于打开状态；若自动增益控制值大于门限下限值，则调整低噪声放大器使之处于关闭状态；其他情况下，则不改变低噪声放大器的状态。该模块包括测量单元，自动增益控制自适应调整单元，比较单元，以及开关控制单元。根据本发明的方法以及模块可以实现低噪声放大器的开关状态的自适应调整，从而实现测试自动化。

Description

一种用于低噪声放大器的自适应自动调整方法及其模块

技术领域

本发明涉及自动仪器测试领域，尤其涉及一种用于低噪声放大器的自适应自动调整方法。

背景技术

低噪声放大器(Low Noise Amplifier，即LNA)，简称低噪放，是一个高频小信号放大器，是接收机的第一级放大电路，一般位于天线电路之后。低噪放在电路中主要用于对天线感应到的微弱的射频信号进行低噪声放大，以满足混频器对输入信号的幅度的要求。低噪声放大器设备自身的噪声系数较小，使得对接收到的微弱的射频信号产生的影响也小，从而使系统的接收灵敏度增强。

在无线通信中，天线接收信号的幅度变化范围大，所以目前的无线通信终端测试仪器是根据接收信号的幅度大小来调整低噪放的开关状态，使得经过低噪放之后的信号其幅度处于后端信号处理电路的可接受范围内。当接收机接收信号的幅度处于后端可接收的范围之内，则无需调整低噪放的开关状态；当接收信号的幅度处于后端接收范围之外，则需要通过调整低噪放的开关状态从而使得接收信号的幅度落在接收范围之内。其中接收信号的幅度值需要通过前端的测量单元进行测量。

发明内容

本发明的目的在于，提供一种方便快捷的自动地自适应调整低噪放开关状态的方法及其模块，无需额外的硬件开销，适用于多种通信自动化终端测试系统例如时分同步码分多址(Time Division Synchronous Code-Division Multiple Access，简称TDSCDMA)终端测试系统，微波存取全球互通(Worldwide Interoperability forMicrowave Access，简称WiMAX)终端测试系统，宽带码分多址传输技术(Wideband Code-Division Multiple Access，简称WCDMA)终端测试系统等。

本发明涉及一种自适应调整低噪声放大器的开关状态的方法，其特征在于，该方法依次包括以下步骤：

步骤1)：测量所接收到的信号的幅度值；

步骤2)：根据测得的所述信号的幅度值自适应调整自动增益控制(AGC)值；

步骤3)：比较调整后的所述自动增益控制值与门限下限值，若所述自动增益控制值小于所述门限下限值，则进至步骤4)，若所述自动增益控制值大于所述门限下限值，则进至步骤5)；

步骤4)：若所述低噪放处于关闭状态，则打开所述低噪放使之处于打开状态，并返回至步骤1)；若所述低噪放处于打开状态，则使所述低噪放的状态保持不变，并返回至步骤1)；

步骤5)：进一步比较调整后的所述自动增益值与门限上限值，若所述自动增益控制值大于所述门限上限值，则进至步骤6)，若所述自动增益控制值小于所述门限上限值，则返回至步骤1)；

步骤6)：若所述低噪放处于打开状态，则关闭所述低噪放使之处于关闭状态，并返回至步骤1)；若所述低噪放处于关闭状态，则保持所述低噪放的状态不变，并返回至步骤1)。

其中，所述门限上限和下限根据自动增益控制模块的输入自动增益控制值和自动增益模块对所述信号的放大倍数两者之间的关系来确定。

其中，所述门限上限和门限下限根据所述低噪放参数来调整。

其中，根据本发明的方法适用于多级所述低噪放进行联合自适应调整各级所述低噪放的开关状态。

一个自适应调整低噪放的开关状态的模块，该模块至少包含有一个用于测量接收到的信号的幅度的测量单元，一个用于根据测得的信号的幅度值来对自动增益控制值进行自适应调整的自动增益控制自适应调整单元，一个用于比较调整后的自动增益控制值与门限上限值和下限值的比较单元，以及一个用来控制低噪放的打开或者关闭的开关控制单元；

其中，若所述自动增益控制值小于所述门限下限值，则通过所述开关控制单元调整所述低噪放的状态使之处于打开状态；若所述自动增益控制值大于所述门限上限值，则通过所述开关控制单元调整所述低噪放的状态；若所述自动增益控制值大于所述门限下限值且小于所述门限，则不改变低噪放的状态。

其中，所述门限上限和下限根据自动增益控制模块的输入自动增益控制值和自动增益模块对所述信号的放大倍数两者之间的关系来确定。

其中，所述门限上限和门限下限根据所述低噪放参数来调整。

其中，所述模块适用于多级所述低噪放进行联合自适应调整各级所述低噪放的开关状态。

根据本发明的自适应调整低噪放的开关状态的方法及其模块，实现了自适应低噪放的开关状态调整的自动化，从而满足了自动化测试仪器的实时需求。

附图说明

图1示出了实现本发明的模块的方框图。

图2示出了实现本发明的方法的流程图。

图3示出了AGC值和AGC增益之间的关系曲线图。

具体实施方式

下面将借助附图对本发明的具体实施方式进行说明。

如图1所示，根据本发明的自适应调整低噪放开关状态的模块的包括测量单元100，自动增益控制自适应调整单元101，比较单元102，开关控制单元103。其中，测量单元100用于测量接收到的信号幅度，自动增益控制自适应调整单元101用于根据测得的信号的幅度值来对自动增益控制值进行自适应调整，比较单元102用于比较调整后的自动增益控制值与门限的上限或下限，开关控制单元103用于根据比较单元102的比较结果打开或者关闭低噪放以调整低噪放的状态。

图2示出了实现本发明的方法的流程图。

如图2所示，首先，使用测量单元100测量接收信号的幅度并将测得的值送入自动增益控制自适应调整单元101。

之后，自动增益控制自适应调整单元101根据信号幅度值自适应调整自动增益控制值，并将调整后的自动增益控制值送入比较单元102。

比较单元102首先比较自动增益控制值与与门限下限。如果自动增益控制值小于门限下限，则需要通过开关控制单元103调整低噪放使之处于打开状态，即，如果此时低噪放的开关状态是关的，则打开低噪放；如果此时低噪放的开关状态是开的，则不改变低噪放的开关状态，并且此次调整结束。

如果自动增益控制值大于门限下限，则通过比较单元102进一步比较自动增益控制值与预先设定的门限上限的大小。如果自动增益控制值大于上限，则通过开关控制单元103调整低噪放使之处于打开状态，即，如果此时低噪放的开关状态为开，则关闭低噪放；如果此时低噪放的开关状态为关；那么不改变低噪放的开关状态，并且此次调整结束。

如果自动增益控制值大于下限而小于上限，则不改变低噪放的开关状态并结束此次调整。

其中，自动增益控制单元习惯上称为AGC单元。对于接收机来说，收到的外来信号场强并非恒定不变，为了保证接收机终端得到相同的电压，通常采用改变放大器增益来实现。AGC单元就能够在信号场强变化情况下，保证接收机的输出电压基本不变。

即，接收信号的幅度范围是通过AGC来调整的。同时，该幅度范围决定了门限上限值和下限值。上下限值的选取有一个原则，就是使低噪放尽可能打开。并且，在打开低噪放后，不能影响后面的混频器，因为混频器的输入信号也有一个允许范围。由于该上下限值与射频模块相关，所以，这个上下限值是在具体的射频模块以及具体的系统来中，通过多次测量来确定。首先，对于一个固定的射频模块，可以通过信号发生器发出已知信号幅度大小的信号，假设该已知信号的大小为x dBm。之后，在接收端测量并改变AGC值，使接收端信号落在比较合理的范围内，不会太大而导致溢出，也不会太小而造成精度不够。一般来说，使测量出来的所有信号的幅值平方和(RSSI)落在大概在满幅度信号的1/2至3/4即可。然后，得到此时的AGC值(agc)，并测出此时的信号幅度值(y dBm)，然后用y-x的值就是这个agc对应的增益。不断测量，得到该幅度范围的曲线图，如图3所示。

对于不同的AGC值，需要对其进行测量上的补偿。即，对于一个信号，经过AGC模块之后，不同的AGC值，其实是对信号进行不同的放大，所以在不同的AGC值下需要对测量出来的信号，根据AGC值进行补偿。比如，对于某一个信号，测量出来是-40dBm，但是实际上测量出来的信号是经过AGC缩小10倍(10dB)的信号，那么真实的信号强度就应该是-40+10＝-30dBm。此外，对于不同的AGC值，其放大系数不一样，而且也不全是线性关系。如图3所示，其中横坐标是AGC的值，纵坐标是AGC的放大系数。比如AGC＝0时，放大大约55dB，AGC＝4000时，放大大约105dB。其中，中间一段曲线呈线性。最终的AGC上下限就是根据呈线性关系的这段曲线的起始点和中止点。本实施例中，门限上限为2900，门限下限为700。如果实际调整的AGC值不在测量点上，可以根据内插得到AGC值对应的AGC增益。

上文中，参照附图描述了本发明的具体实施方式。但是，本领域中的普通技术人员能够理解，在不偏离本发明的精神和范围的情况下，还可以对本发明的具体实施方式中的具体步骤和实施元件等作各种变更和替换。这些变更和替换都落在本发明权利要求书所限定的范围内。

Claims (4)

1.一种自适应调整低噪声放大器的开关状态的方法，其特征在于，所述方法依次包括以下步骤：

步骤1)：测量所接收到的信号的幅度值；

步骤2)：根据测得的所述信号的幅度值自适应调整自动增益控制值；

步骤3)：比较调整后的所述自动增益控制值与门限下限值，若所述自动增益控制值小于所述门限下限值，则进至步骤4)，若所述自动增益控制值大于所述门限下限值，则进至步骤5)；

步骤4)：若所述低噪声放大器处于关闭状态，则打开所述低噪声放大器使之处于打开状态，并返回至步骤1)；若所述低噪声放大器处于打开状态，则使所述低噪声放大器的状态保持不变，并返回至步骤1)；

步骤5)：进一步比较调整后的所述自动增益值与门限上限值，若所述自动增益控制值大于所述门限上限值，则进至步骤6)，若所述自动增益控制值小于所述门限上限值，则返回至步骤1)；

步骤6)：若所述低噪声放大器处于打开状态，则关闭所述低噪声放大器使之处于关闭状态，并返回至步骤1)；若所述低噪声放大器处于关闭状态，则保持所述低噪声放大器的状态不变，并返回至步骤1)，

其中，所述门限上限值和下限值根据自动增益控制单元的输入自动增益控制值和自动增益控制单元对所述信号的放大倍数两者之间的关系来确定，或者，所述门限上限值和下限值根据所述低噪声放大器参数来调整。

2.如权利要求1所述的自适应调整低噪声放大器的开关状态的方法，其特征在于，适用于多级所述低噪声放大器进行联合自适应调整各级所述低噪声放大器的开关状态。

3.一个自适应调整低噪声放大器开关状态的模块，所述模块至少包含有一个用于测量接收到的信号的幅度的测量单元(100)，一个用于根据测得的信号的幅度值来对自动增益控制值进行自适应调整的自动增益控制自适应调整单元(101)，一个用于比较调整后的自动增益控制值与门限上限值和下限值的比较单元(102)，以及一个用来控制低噪声放大器的打开或者关闭的开关控制单元(103)；

其中，若所述自动增益控制值小于所述门限下限值，则通过所述开关控制单元调整所述低噪声放大器的状态使之处于打开状态；若所述自动增益控制值大于所述门限上限值，则通过所述开关控制单元调整所述低噪声放大器的状态使之处于关闭状态；若所述自动增益控制值大于所述门限下限值且小于所述门限，则不改变低噪声放大器的状态，

其中，所述门限上限值和下限值根据自动增益控制模块的输入自动增益控制值和自动增益控制模块对所述信号的放大倍数两者之间的关系来确定，或者，所述门限上限值和下限值根据所述低噪声放大器参数来调整。

4.如权利要求3所述的自适应调整低噪声放大器的开关状态的模块，其特征在于，适用于多级所述低噪声放大器进行联合自适应调整各级所述低噪声放大器的开关状态。

Images