CN101132183A - 接收机及其放大增益控制设备 - Google Patents

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Abstract

一种接收机，包括可变增益放大单元、混频单元、滤波单元和三个补偿单元。每个补偿单元检测可变增益放大单元中放大的信号的功率，在混频单元中下变换的信号的功率，和滤波单元中过滤的信号的功率。基于由三个补偿单元检测的功率，调整可变增益放大单元的增益。

Description

接收机及其放大增益控制设备
该非临时申请在35U.S.C.§119(a)下要求2006年8月22日提交的韩国专利申请号10-2006-0079288的优先权，其整体内容在此结合作为参考。
发明背景
发明领域
本发明涉及接收机及其放大增益控制设备，并且尤其是涉及包括用于提高接收性能的放大增益控制设备的接收机。
现有技术的描述
图1是示意常规接收机100的框图，该接收机包括自动增益控制电路。如图1所示，该接收机100包括接收单元110和增益控制单元120。该接收单元110包括低噪音放大器(LNA)111，图像载波抑制混频器(IRM)112，低通滤波器(LPF)113，和可变增益放大器(VGA)114。该增益控制单元120包括增益控制器123，RF RSSI 121，和比较器122。
该LNA 111放大接收的信号，而抑制接收信号噪音的放大。该IRM112通过图像载波抑制和下变换，过滤图像频率，并且消除寄生频率来处理该信号。换句话说，该IRM 112分离RF阶段和中频(IF)阶段，由此确保接收单元110的稳定性。该LPF 113构造成过滤特定低频带。在VGA114中对过滤的信号进行增益放大。在此，该LNA 111不足以放大微弱的接收信号。因此，提供电路结构使用VGA 114通过任意增益进行控制并放大，用于精确的功率控制。通过这些处理，输出放大的中频信号，并且该信号不具有图像频率成分。
该增益控制器123输出控制信号，用于调整LNA 111，IRM 112，和VGA 114的每个部件的增益。该RF RSSI 121检测从LPF 113输出的信号的强度。该增益控制单元120的比较器122在RF RSSI 121中检测的信号强度的基础上发送用于调整该增益控制器123的增益的值。
因为从LPF输出信号中检测输入信号功率，RF自动增益控制(AGC)环只检测所需信道的功率，因此控制RF AGC环的增益阶段的增益。RFAGC环包括LNA 111、IRM 112、LPF 113、VGA 114、RF RSSI 121、比较器122和增益控制器123。在该情况下，一旦小信号输入到希望的信道中，并且大的噪音信号应用于不希望的信道中，在放大所需信道的小信号时，LNA 111达到饱和状态，因此对于接收机100不可能执行正常的操作。
发明概述
因此，本发明提供一种接收机，包括用于提高接收机的接收性能的放大增益控制设备。
一方面，提供一种接收机。该接收机包括可变增益放大单元、混频单元、滤波单元、第一补偿单元、第二补偿单元。该可变增益放大单元基于输入信号的幅度，放大或衰减射频(RF)信号。该混频单元通过下变换处理在该可变增益放大单元中放大的信号。该滤波单元过滤混频单元中的下变换信号。第一补偿单元检测可变增益放大单元中放大的信号的功率，并且输出第一控制信号。第二补偿单元检测混频单元中下变换信号的强度，并且输出第二控制信号。第三补偿单元检测滤波单元中过滤信号的强度，并输出第三控制信号。通过第一控制信号、第二控制信号和第三控制信号，可以改变该可变增益放大单元的增益。
第一补偿单元可包括功率检测器和第一比较器。该功率检测器检测在可变增益放大单元中放大信号的功率。第一比较器将在功率检测器中检测的功率检测信号电平与第一参考信号电平进行比较，并且输出第一控制信号。
第二补偿单元可包括第一接收信号强度指示器和第二比较器。第一接收信号强度指示器检测混频单元中下变换信号的强度。第二比较器将在第一接收信号强度指示器中检测的第一接收强度检测信号电平与第二参考信号电平进行比较。
第三补偿单元可包括第二接收信号强度指示器和第三比较器。第二接收信号强度指示器检测滤波单元中过滤信号的强度。第三比较器将在第二接收信号强度指示器中检测的第二接收强度检测信号电平与第三参考电平进行比较。
该可变增益放大单元可包括低噪音放大器和增益放大器。
该混频单元可包括混频器和第一滤波器。该混频器下变换该射频信号。第一滤波器过滤混频器中的下变换信号。
该接收机还包括增益控制器。该增益控制器接收第一控制信号，第二控制信号和第三控制信号，并改变可变增益放大单元的增益。
另一方面，提供一种用于控制接收机的可变增益放大单元的增益的放大增益控制设备，该接收机包括可变增益放大单元、混频单元、滤波单元。该设备包括第一补偿单元、第二补偿单元和第三补偿单元。第一补偿单元检测可变增益放大单元中放大的信号的功率，并且输出第一控制信号。第二补偿单元检测混频单元中下变换信号的强度，并且输出第二控制信号。第三补偿单元检测滤波单元中过滤信号的强度，并输出第三控制信号。通过第一控制信号、第二控制信号和第三控制信号，可以改变该可变增益放大单元的增益。
应当理解上述一般性描述和下面的详细描述是示意和解释，并对要求保护的发明提供进一步解释。
附图描述
本发明将参考下面的附图进行详细描述，在附图中相同的数字表示相同的部分。
图1是示意自动增益控制电路的常规接收机的框图；
图2是根据本发明典型实施例示意接收机的框图；
图3A是根据本发明典型实施例示意接收机的第一补偿单元的框图；
图3B是根据本发明典型实施例示意接收机的第二补偿单元的框图；
图3C是根据本发明典型实施例示意接收机的第三补偿单元的框图；
图4是根据本发明典型实施例用于描述接收机的第一到第三补偿单元操作的图表；
图5是根据本发明典型实施例用于示意性描述接收机中的接收单元操作和增益控制单元的功率检测的图表。
优选实施例的详细描述
下面，通过结合附图对典型实施例的详细描述，本发明的优点和特征以及用于实现这些的方法将变得显而易见。
然而，本发明不限于以下描述的典型实施例，而能以各种不同形式实现。本发明的典型实施例仅用于完整公开本发明，并且使本领域技术人员能够理解本发明的整体范围。只通过要求权利要求的范围限定本发明。在整个说明书中相同的参考数字表示相同的部分。
将参考附图以更详细的方式描述本发明的优选实施例。
图2是根据本发明典型实施例示意接收机的框图。如图2所示，根据本发明典型实施例的接收机200包括接收单元210和增益控制单元220。
下面将描述根据本发明典型实施例的接收机200的结构。
接收单元210包括可变增益放大单元241、混频单元242、滤波单元215和可变增益放大器216。可变增益放大单元241包括低噪音放大器211和增益放大器212是适当的。混频单元242包括混频器213和第一滤波器214是适当的。
增益控制单元220包括第一补偿单元231，第二补偿单元232、第三补偿单元233和增益控制器227。第一补偿单元231包括RF功率检测器221和第一比较器222。第二补偿单元232包括第一RSSI(接收信号强度指示器)223和第二比较器224。第三补偿单元233包括第二RSSI 225和第三比较器226。
下面将描述根据本发明典型实施例的接收机200中的连接关系。
该可变增益放大单元241通过它的输入端接收射频信号(IN)。该可变增益放大单元241的输出端连接第一节点(N1)。该混频单元242的输入端连接第一节点(N1)。该混频单元242的输出端连接第二节点(N2)。该滤波单元215的输入端连接第二节点(N2)。该滤波单元215的输出端连接第三节点(N3)。该可变增益放大器216的输入端连接第三节点(N3)。该可变增益放大器216通过它的输出端输出中频(OUT)。
该RF功率检测器221的输入端连接第一节点(N1)。该RF功率检测器221的输出端连接第一比较器222的输入端。第一比较器222通过它的控制输入端接收第一参考信号。该第一比较器222的输出端连接增益控制器227的第一输入端。
第一RSSI 223的输入端连接第二节点(N2)。第一RSSI 223的输出端连接第二比较器224的输入端。第二比较器224通过它的控制输入端接收第二参考信号。该第二比较器224的输出端连接该增益控制器227的第二输入端。
第二RSSI 225的输入端连接第三节点(N3)。该第二RSSI 225的输出端连接第三比较器226的输入端。第三比较器226通过它的控制输入端接收第三参考信号。第三比较器226的输出端连接增益控制器227的第三输入端。
该增益控制器227的第一输出端和第二输出端连接可变增益放大单元241的增益控制端。
下面将根据本发明典型实施例描述接收机200的运转。
该可变增益放大单元241放大或衰减射频信号(IN)。在该可变增益放大单元241中，低噪音放大器211放大射频信号(IN)，而最小化该射频信号(IN)的噪音。该增益放大器212使用可编程增益放大器放大在低噪音放大器211中放大的该射频信号(IN)。
该RF功率检测器221检测在该增益放大器212中放大的射频信号(IN)的电平，并且输出功率检测信号(VOUT1)电平。第一比较器222将第一参考信号电平与从RF功率检测器221输出的功率检测信号(VOUT1)电平进行比较，并且向增益控制器227的第一输入端应用第一控制信号。该第一参考信号是包括由外部提供的第一高信号(VH1)和第一低信号(VL1)的信号。
该混频单元242将由增益放大器212放大的射频信号(IN)与由本地振荡器(未示出)振荡的本地频率进行混合，并且通过下变换将该信号处理为中频(IF)信号。该混频单元242还包括第一滤波器214，用于滤除与下变换的中频信号不相邻的信号。
该第一RSSI 223输出由该混频单元242输出的信号的第一接收强度检测信号(VOUT2)电平。第二比较器224将第二参考信号电平与从第一RSSI 223输出的第一接收强度检测信号(VOUT2)电平进行比较，并且向该增益控制器227的第二输入端应用第二控制信号。第二参考信号是包括由外部提供的第二高信号(VH2)和第二低信号(VL2)的信号。
该滤波单元215只过滤希望用于接收的信号。
第二RSSI 225输出希望用于接收的信号的第二接收强度检测信号(VOUT3)电平。第三比较器226将第三参考信号电平与从第二RSSI 225输出的第二接收强度检测信号(VOUT3)电平进行比较，并且向该增益控制器227的第三输入端应用第三控制信号。第三参考信号是包括由外部提供的第三高信号(VH3)和第三低信号(VL3)的信号。
该增益控制器227使用应用于第一到第三输入端的第一到第三控制信号控制该可变增益放大单元241的增益。将参考图3A到3C对第一到第三比较器222、224和226的操作进行详细描述。
图3A是根据本发明的典型实施例示意接收机的第一补偿单元231的框图。如图3A所示，接收机的第一补偿单元231包括RF功率检测器221和第一比较器222。RF功率检测器221检测并输出该功率检测信号(VOUT1)。该功率检测信号(VOUT1)电平被分为上升区域、保持区域和下降区域。第一比较器222将该功率检测信号(VOUT1)与第一高信号(VH1)电平和第一低信号(VL1)电平进行比较，并且输出第一控制信号值，以便该增益控制器227控制该可变增益放大单元241的增益。如果该功率检测信号(VOUT1)电平等于或低于第一低信号(VL1)，该第一比较器222输出该控制信号，该信号表示功率检测信号(VOUT1)电平处于上升区域。如果该功率检测信号(VOUT1)电平存在于第一低信号(VL1)和第一高信号(VH1)之间，该第一比较器222输出该控制信号，其表示该检测信号(VOUT1)处于保持区域。如果该功率检测信号(VOUT1)电平等于或高于第一高信号(VH1)，第一比较器222输出该控制信号，其表示该功率检测信号(VOUT1)电平处于下降区域。
图3B是根据本发明典型实施例示意接收机的第二补偿单元232的框图。如图3B所示，接收机的第二补偿单元232包括第一RSSI 223和第二比较器224。第一RSSI 223检测并输出第一接收强度检测信号(VOUT2)。第一接收强度检测信号(VOUT2)电平被划分为上升区域、保持区域和下降区域。第二比较器224将第一接收强度检测信号(VOUT2)电平与第二高信号(VH2)电平和第二低信号(VL2)电平进行比较，并且输出第二控制信号值，以便该增益控制器227控制该可变增益放大单元241的增益。如果第一接收强度检测信号(VOUT2)电平等于或低于第二低信号(VL2)，第二比较器224输出该控制信号，其表示第一接收强度检测信号(VOUT2)电平处于上升区域。如果第一接收强度检测信号(VOUT2)电平存在于第二低信号(VL2)和第二高信号(VH2)之间，第二比较器224输出该控制信号，其表示第一接收强度检测信号(VOUT2)电平处于保持区域。如果第一接收强度检测信号(VOUT2)电平等于或高于第二高信号(VH2)，第二比较器224输出该控制信号，其表示第一接收强度检测信号(VOUT2)电平处于下降区域。
图3C是根据本发明典型实施例示意接收机的第三补偿单元233的框图。如图3C所示，接收机的第三补偿单元233包括第二RSSI 225和第三比较器226。第二RSSI 225检测并输出第二接收强度检测信号(VOUT3)。第二接收强度检测信号(VOUT3)电平被划分为上升区域、保持区域和下降区域。第三比较器226将第二接收强度检测信号(VOUT3)电平与第三高信号(VH3)电平和第三低信号(VL3)电平进行比较，并且输出第三控制信号值，以便该增益控制器227控制该可变增益放大单元241的增益。如果第二接收强度检测信号(VOUT3)电平等于或低于第三低信号(VL3)，第三比较器226输出该控制信号，其表示第二接收强度检测信号(VOUT3)电平处于上升区域。如果第二接收强度检测信号(VOUT3)电平存在于第三低信号(VL3)和第三高信号(VH3)之间，第三比较器226输出该控制信号，其表示第二接收强度检测信号(VOUT3)电平处于保持区域。如果第二接收强度检测信号(VOUT3)电平等于或高于第三高信号(VH3)，第三比较器226输出该控制信号，其表示第二接收强度检测信号(VOUT3)电平处于下降区域。
图4是根据本发明典型实施例用于描述接收机的第一到第三补偿单元231、232和233操作的图表。如图4所示，该上升区域、保持区域和下降区域包含在用于描述根据本发明典型实施例的接收机的第一到第三补偿单元231、232和233操作的图表中。详细的，图4是用于检测信号(VOUT)比输入功率(Pin)的图表，每个来自RF功率检测器221、第一RSSI 223和第二RSSI 225的检测值和输出值。该检测信号(VOUT)能映射为功率检测信号(VOUT1)，第一接收强度检测信号(VOUT2)，和第二接收强度检测信号(VOUT3)。为了解释方便，在一个图表中表示功率检测信号(VOUT1)、第一接收强度检测信号(VOUT2)和第二接收强度检测信号(VOUT3)中每个信号的上升区域、保持区域和下降区域，分别独立的对它们进行定义。基于功率检测信号(VOUT1)、第一接收强度检测信号(VOUT2)和第二接收强度检测信号(VOUT3)中每个信号存在的区域，从该增益控制器227输出该控制信号，以便调整可变增益放大单元241的增益。例如，如果功率检测信号(VOUT1)、第一接收强度检测信号(VOUT2)和第二接收强度检测信号(VOUT3)中的至少一个处于下降区域，该增益控制器227降低该可变增益放大单元241的增益。而且，在没有功率检测信号(VOUT1)、第一接收强度检测信号(VOUT2)和第二接收强度检测信号(VOUT3)存在于下降区域的情况下，并且功率检测信号(VOUT1)、第一接收强度检测信号(VOUT2)和第二接收强度检测信号(VOUT3)中的至少一个处于保持区域时，该增益控制器227保持该可变增益放大单元241的增益。而且，功率检测信号(VOUT1)、第一接收强度检测信号(VOUT2)和第二接收强度检测信号(VOUT3)中所有信号处于上升区域，该增益控制器227增加该可变增益放大单元241的增益。图5是根据本发明典型实施例用于示意性描述接收机200中接收单元210的操作和增益控制单元220的检测功率的图表。如图5所示，射频信号(IN)401应用于接收机200的输入端(400A)。在此，该接收机200的可变增益放大单元241放大该视频信号(IN)，而降低该射频信号(IN)的噪音。该RF功率检测器221检测由该可变增益放大单元241放大的该射频信号(IN)402的功率(400B)。该结构能使该接收机200实施稳定操作。在此，该混频器213通过下变换将该射频信号(IN)402处理为中频信号(IF)403。第一滤波器214只过滤由该混频器213混频的中频信号(IF)的宽低频带，以消除与该射频信号(IN)不相邻的信号(400C)。第一RSSI 223检测由第一滤波器214过滤的中频信号(IF)404的功率(400D)。该结构能通过中频信号(IF)，而阻止远离希望接收的射频信号(IN)的信号的功率检测。第二滤波器215只过滤中频(IF)信号404的窄低频带，以消除射频信号(IF)之外的信号(400E)。第二RSSI 225检测由第二滤波器215过滤的中频信号(IF)的功率。该结构能使具有窄带的中频信号(IF)通过，并只检测用于接收的射频信号(IN)的功率。
根据上述本发明，通过使用放大增益控制设备存在提高接收机的接收性能的效果。本发明由此进行了描述，显然该内容能以各种方式变化。该变化不认为脱离本发明的本质和范围，并且对于本领域技术人员来说显而易见的修改都包含在以下权利要求的范围内。

Claims (8)

1.一种接收机，包括：
可变增益放大单元，用于基于输入信号的幅度，放大或衰减射频信号；
混频单元，用于通过下变换处理由可变增益放大单元放大的信号；
滤波单元，用于过滤由混频单元下变换的信号；
第一补偿单元，用于检测由可变增益放大单元放大的信号的功率，并且输出第一控制信号；
第二补偿单元，用于检测由混频单元下变换的信号的强度，并且输出第二控制信号；
和第三补偿单元，用于检测由滤波单元过滤的信号的强度，并输出第三控制信号，
其中通过第一控制信号、第二控制信号和第三控制信号，改变该可变增益放大单元的增益。
2.如权利要求1所述的接收机，其中第一补偿单元包括：
功率检测器，用于检测由可变增益放大单元放大的信号的功率；和
第一比较器，用于将由功率检测器检测的功率检测信号电平与第一参考信号电平进行比较，并且输出第一控制信号。
3.如权利要求1所述的接收机，其中第二补偿单元包括：
第一接收信号强度指示器，用于检测由混频单元下变换的信号的强度；和
第二比较器，用于将由第一接收信号强度指示器检测的第一接收强度检测信号电平与第二参考信号电平进行比较。
4.如权利要求1所述的接收机，其中第三补偿单元包括：
第二接收信号强度指示器，用于检测由滤波单元过滤的信号的强度；和
第三比较器，用于将由第二接收信号强度指示器检测的第二接收强度检测信号电平与第三参考信号电平进行比较。
5.如权利要求1所述的接收机，其中该可变增益放大单元包括低噪音放大器和增益放大器。
6.如权利要求1所述的接收机，其中该混频单元包括：
混频器，用于下变换该射频信号；和
第一滤波器，用于过滤由混频器下变换的信号。
7.如权利要求1所述的接收机，还包括：增益控制器，用于接收第一控制信号，第二控制信号和第三控制信号，并改变可变增益放大单元的增益。
8.一种用于控制接收机的可变增益放大单元的增益的放大增益控制设备，该接收机包括可变增益放大单元、混频单元、滤波单元，该设备包括：
第一补偿单元，用于检测由可变增益放大单元放大的信号的功率，并且输出第一控制信号；
第二补偿单元，用于检测由混频单元下变换的信号的强度，并且输出第二控制信号；和
第三补偿单元，用于检测由滤波单元过滤的信号的强度，并输出第三控制信号，
其中通过第一控制信号、第二控制信号和第三控制信号，改变该可变增益放大单元的增益。
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