CN101394496A - 数字视频接收器前端电路及其自动增益控制方法 - Google Patents

数字视频接收器前端电路及其自动增益控制方法 Download PDF

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Abstract

一种数字视频接收器前端电路的自动增益控制方法，包括下列的步骤：首先，接收一射频信号，并变换该射频信号为一中频信号。然后，依据一增益放大中频信号。接着，将放大后的中频信号解调为一基带信号，并将基带信号编码为一传输串行信号。接着，利用至少一可变电阻控制一脉冲宽度调制信号的直流成份以调整增益，脉冲宽度调制信号相关于增益的设定。之后，在射频信号的一或更多功率级下，读取每一组可能的增益及可变电阻的设定的误比特率，并依据这些误比特率选择最佳的增益及可变电阻的设定。

Description

数字视频接收器前端电路及其自动增益控制方法
技术领域
本发明涉及一种数字视频接收器前端电路及其自动增益控制方法，且特别涉及一种可以节省时间的数字视频接收器前端电路及其自动增益控制方法。
背景技术
通常，在无线通信技术的应用中，当所接收的射频信号的功率级改变时，无线通信系统的输出亦会随之改变，而为了得到最佳的输出，于是采用自动增益控制(Automatic Gain Control，AGC)方法来进行调整。
请参照图1，其绘示乃传统通信系统的前端电路的示意图。前端电路100包括调谐器102、中频放大器104、解调器106以及低通滤波器108。调谐器102接收射频信号RF，并将射频信号RF变换为中频信号IF。中频放大器104具有一增益，中频放大器104并依据增益放大中频信号IF。
解调器106解调放大后的中频信号IF为一基带信号，并将基带信号编码为一传输串行信号(transport stream)TS。此外，解调器106还输出一脉冲宽度调制信号PWM，此脉冲宽度调制信号系与中频放大器104的增益相关。解调器106内部具有一自动增益目标AGC_target。
低通滤波器108包括电容C、电阻R1～R4，其构成如图1中所示，其中，电阻R2及R4为可变电阻。低通滤波器108输出脉冲宽度调制信号PWM的直流电平为自动增益控制信号AGCS，并将自动增益控制信号AGCS反馈至中频放大器104以控制中频放大器104的增益，进而改变传输串行信号TS以得到较佳的显示图像画面。
通常，通过改变解调器106内部的自动增益目标AGC_target及低通滤波器108的电阻R2及电阻R4，以控制中频放大器104的增益。然而，调整的过程中，要重复尝试自动增益目标AGC_target、电阻R2及电阻R4的多种组合，耗时繁琐。此外，当所接收的射频信号RF为小信号时，能得到较佳显示图像画面的自动增益目标AGC_target、电阻R2及电阻R4的组合，亦会不同于所接收的射频信号RF为大信号时的情况。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的就是在提供一种数字视频接收器前端电路及其自动增益控制方法，利用新增的元件，自动调整增益，此外，亦可记录与射频信号的功率级相对应的增益，大幅减少调整时间。
根据本发明的第一方面，提出一种数字视频接收器的前端电路，包括中频放大器、解调器以及自动增益控制器。中频放大器具有一增益用以放大一中频信号。解调器解调放大后的中频信号为一基带信号，并将基带信号编码为一传输串行信号。自动增益控制器基于解调器输出的一脉冲宽度调制信号以自动调整中频放大器的增益，脉冲宽度调制信号相关于增益的设定。
根据本发明的第二方面，提出一种数字视频接收器前端电路的自动增益控制方法，包括，首先，接收一射频信号，并变换该射频信号为一中频信号。然后，依据一增益放大中频信号。接着，将放大后的中频信号解调为一基带信号，并将基带信号编码为一传输串行信号。接着，利用至少一可变电阻控制一脉冲宽度调制信号的直流成份以调整增益，脉冲宽度调制信号相关于增益的设定。之后，在射频信号的一或更多功率级下，读取每一组可能的增益及可变电阻的设定的误比特率，并依据这些误比特率选择最佳的增益及可变电阻的设定。
为让本发明的上述目的、特征、和优点能更明显易懂，下文特举一优选实施例，并配合所附附图，作详细说明如下：
附图说明
图1绘示传统通信系统的前端电路的示意图。
图2绘示依照本发明优选实施例的数字视频接收器前端电路的示意图。
图3绘示依照本发明优选实施例的数字视频接收器前端电路的自动增益控制方法的流程图。
【主要元件符号说明】
100、200：前端电路
102、202：调谐器
104、204：中频放大器
106、206：解调器
108、210：低通滤波器
208：自动增益控制器
212：微处理器
具体实施方式
本发明提供一种数字视频接收器前端电路及其自动增益控制方法，利用新增的元件，自动调整增益。此外，亦可将射频信号及与其功率大小相对应的增益记录成一对照表(Look Up Table，LUT)，大幅减少调整时间。
请参照图2，其绘示乃依照本发明优选实施例的数字视频接收器前端电路的示意图。前端电路200包括调谐器(tuner)202、中频(intermediate frequency)放大器204、解调器206及自动增益控制器208。调谐器202接收射频信号RF，并将射频信号RF变换为中频信号IF。中频放大器204，具有一增益，中频放大器204用以依据增益放大中频信号IF。
解调器206用以解调放大后的中频信号IF为一基带信号，并将此基带信号编码为一传输串行信号(transport stream)TS。当解调器206将放大后的中频信号IF解调为基带信号时，可以得到相对应的误比特率(Bit Error Rate，BER)。误比特率为具有错误之比特数目相对应于所接收的总比特数目的百分比。传输串行信号TS被输出至一显示器(未绘示于图)，以显示一显示图像画面。解调器206并且输出一脉冲宽度调制信号PWM，此脉冲宽度调制信号PWM相关于中频放大器204的增益的设定。此外，解调器206的内部会设置有一自动增益目标AGC_target，解调器206会比较中频放大器204的增益及自动增益目标AGC_target，然后输出脉冲宽度调制信号PWM以期改变中频放大器204的增益，使得中频放大器204的增益能同于自动增益目标AGC_target。
自动增益控制器208基于脉冲宽度调制信号PWM以调整中频放大器204的增益。自动增益控制器208包括低通滤波器210及微处理器212。低通滤波器210实质上为一RC网路，具有至少一可变电阻，其用以传送脉冲宽度调制信号PWM的直流成份，并将之输出为一自动增益控制信号AGCS以控制中频放大器204的增益。低通滤波器210包括电容C、第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R3以及第四电阻R4。电容C的第一端接收脉冲宽度调制信号PWM，第二端耦接至地电压。第一电阻R1的第一端耦接至工作电压Vcc，第一电阻R1的第二端耦接至电容C的第一端。第二电阻R2的第一端耦接至第一电阻R1的第二端，第二电阻R2的第二端耦接至地电压。第三电阻R3的第一端耦接至第一电阻R1的第二端。第四电阻R4的第一端耦接至第三电阻R3的第二端，第四电阻R4的第二端耦接至地电压。
微处理器212用以在射频信号RF具有不同多功率级(power level)时，从解调器206读取每一组可能的增益及可变电阻的设定的误比特率，并依据这些误比特率选择最佳的增益及可变电阻的设定。微处理器212实质上为一8051芯片。微处理器212系改变低通滤波器210的可变电阻以控制中频放大器204的增益，使得中频放大器204的增益相同于自动增益目标AGC_target，同时使得从解调器206所读到的误比特率为最低，亦即使得传输串行信号TS能显示较佳的显示图像画面在显示器上。此外，微处理器212亦可以改变解调器206的自动增益目标AGC_target，以求得不同多功率级下，不同的增益及可变电阻的设定的误比特率。
在低通滤波器210中，第四电阻R4为一可变电阻，微处理器212藉由改变第四电阻R4的电阻值而改变RC网路的时间常数，以滤出脉冲宽度调制信号PWM的直流电平为自动增益控制信号AGCS。而微处理器212所记录的对照表亦会相对应地记录第四电阻R4的电阻值。此外，通常会设定第二电阻R2的电阻值远大于第一电阻R1的电阻值。而为了节省调整时间，通常亦会固定第二电阻R2的电阻值。然为了提高精确率，第二电阻R2亦可为可变电阻，第二电阻R2的电阻值同样由微处理器212进行调整(故于图2中以虚线表示)。同样地，当第二电阻R2的电阻值为可调整时，对照表亦会相对应地记录第二电阻R2的电阻值。
请参照图3，其绘示乃依照本发明优选实施例的数字视频接收器前端电路的自动增益控制方法的流程图。首先，在步骤302中，接收一射频(radiofrequency)信号，并变换射频信号为一中频(intermediate frequency)信号。之后，在步骤304中，依据一增益值(Gain)放大中频信号。然后，在步骤306中，将放大后的中频信号解调为一基带信号，并将基带信号编码为一传输串行信号(Transport Stream)。接着，在步骤308中，利用至少一可变电阻控制一脉冲宽度调制信号的直流成份以调整增益，此脉冲宽度调制信号相关于增益的设定。
接着，在步骤310中，在射频信号的多个功率级(power level)下，读取每一组可能的增益及可变电阻的设定的误比特率(Bit Error Rate，BER)，并依据这些误比特率选择最佳的增益及可变电阻的设定。之后，在步骤312中，将传输串行信号输出至一显示器，用以显示一显示图像画面。上述的自动增益控制方法中，误比特率系可以反应显示图像画面之显示品质，当误比特率越低时，显示图像画面之显示品质越佳，当误比特率过高时，显示图像画面的显示品质即会下降，故为了使得显示器的显示品质提升，通常会调整至误比特率最低的情形。而当误比特率最低时，可将射频信号的功率级及其相对应的增益记录成一对照表(LUT)。当再一次接收到某一个功率的射频信号时，即可由对照表中找出相对应地增益，并利用此增益放大中频信号而不用重复调整。
本发明上述实施例所公开的数字视频接收器前端电路及其自动增益控制方法，利用新增的微处理器212，自动调整自动增益目标AGC_target、第四电阻R4及第二电阻R2而不需繁琐地重复尝试，此外，亦将射频信号RF的功率级、与其功率级相对应的增益、自动增益目标AGC_target、第四电阻R4及第二电阻R2记录成一对照表(Look Up Table，LUT)，当再次接收到相同或接近功率的射频信号时，即可以由对照表中找出或估测出所必须要做的调整，大幅减少调整时间。
综上所述，虽然本发明已以一优选实施例公开如上，然其并非用以限定本发明。本领域技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作各种的更动与润饰。因此，本发明的保护范围当视所附的权利要求书要求所界定者为准。

Claims (16)

1.一种数字视频接收器的前端电路，包括：
一中频放大器，具有一增益用以放大一中频信号；
一解调器，用以解调放大后的该中频信号为一基带信号，并将该基带信号编码为一传输串行信号；以及
一自动增益控制器，基于该解调器输出的一脉冲宽度调制信号以自动调整该中频放大器的增益，该脉冲宽度调制信号相关于该增益的设定。
2.如权利要求1所述的数字视频接收器的前端电路，还包括：
一调谐器，用以接收一射频信号，并变换该射频信号为该中频信号。
3.如权利要求1所述的数字视频接收器的前端电路，其中该解调器具有一自动增益目标，该解调器比较该增益及该自动增益目标并据以输出该脉冲宽度调制信号。
4.如权利要求3所述的数字视频接收器的前端电路，其中该自动增益控制器包括：
一低通滤波器，具有至少一可变电阻，用以传送该脉冲宽度调制信号的直流成份以调整该中频放大器的增益；及
一微处理器，用以在该射频信号的一或更多功率级下，从该解调器读取每一组可能的该增益及该可变电阻的设定的误比特率，并依据所述误比特率选择最佳的增益及可变电阻的设定。
5.如权利要求4所述的数字视频接收器的前端电路，其中，该解调器解调放大后的该中频信号为该基带信号，并据以得到相对应于该功率级的该误比特率。
6.如权利要求4所述的数字视频接收器的前端电路，其中该低通滤波器包括：
一电容，该电容的第一端接收该脉冲宽度调制信号，该电容的第二端耦接至一地电压；
一第一电阻，该第一电阻的第一端耦接至一工作电压，该第一电阻的第二端耦接至该电容的第一端；
一第二电阻，该第二电阻的第一端耦接至该第一电阻的第二端，该第二电阻的第二端耦接至该地电压；
一第三电阻，该第三电阻的第一端耦接至该第一电阻的第二端；以及
一第四电阻，该第四电阻的第一端耦接至该第三电阻的第二端，该第四电阻的第二端耦接至该地电压；
其中，该第四电阻为该可变电阻，该微处理器系控制该第四电阻的电阻值以调整该中频放大器的增益。
7.如权利要求6所述的数字视频接收器的前端电路，其中该第二电阻的电阻值远大于该第一电阻的电阻值。
8.如权利要求7所述的数字视频接收器的前端电路，其中该第二电阻的电阻值为固定。
9.如权利要求7所述的数字视频接收器的前端电路，其中该第二电阻为另一可变电阻，该微处理器亦控制该第二电阻的电阻值以调整该中频放大器的增益。
10.如权利要求4所述的数字视频接收器的前端电路，其中该微处理器为一8051芯片。
11.如权利要求1所述的数字视频接收器的前端电路，其中该传输串行信号被输出至一显示器。
12.一种数字视频接收器前端电路的自动增益控制方法，包括：
接收一射频信号，并变换该射频信号为一中频信号；
依据一增益放大该中频信号；
将放大后的该中频信号解调为一基带信号，并将该基带信号编码为一传输串行信号；
利用至少一可变电阻控制一脉冲宽度调制信号的直流成份以调整该增益，该脉冲宽度调制信号相关于该增益的设定；以及
在该射频信号的一或更多功率级下，读取每一组可能的该增益及该可变电阻的设定的误比特率，并依据所述误比特率选择最佳的增益及可变电阻的设定。
13.如权利要求12所述的数字视频接收器前端电路的自动增益控制方法，其中当放大后的该中频信号被解调为该基带信号时，可以得到相对应于该功率级的该误比特率。
14.如权利要求12所述的数字视频接收器前端电路的自动增益控制方法，还包括：
当该误比特率为最低时，记录相对应的该功率级、该增益及该可变电阻的值。
15.如权利要求14所述的数字视频接收器前端电路的自动增益控制方法，还包括：
若再次接收该功率级的射频信号，则利用相对应的该增益的设定以放大该中频信号。
16.如权利要求12所述的数字视频接收器前端电路的自动增益控制方法，还包括：
输出该传输串行信号至一显示器。
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