CN101453596A - 自动增益控制电路 - Google Patents

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Abstract

一种自动增益控制电路，其包括射频放大模块、频率转换模块、中频/基频放大模块、中频/基频微调放大模块、模数转换模块、自动增益控制模块及增益分配模块。所述中频/基频微调放大模块对增益控制的解析度高于所述射频放大模块及中频/基频放大模块对增益控制的解析度。自动增益控制模块用以侦测数字中频/基频信号的大小，将其与一参考值进行比较产生一数字自动增益控制信号及一数字增益分配控制信号至增益分配模块，由其产生相应的控制信号选择性地调节射频放大模块、中频/基频微调放大模块及/或中频/基频放大模块的增益。

Description

自动增益控制电路
技术领域
本发明涉及自动增益控制电路，其可适用于数字电视接收机。
背景技术
数字电视(Digital Television)是为了在家庭里能够感受到剧场强烈氛围而开发的一种电视系统。与现在广泛应用的模拟电视比较，大大提高了画面的清晰度、幅宽，而且提供CD(CompactDisc)水平的多声道伴音。对于数字电视，美国、欧洲及日本等国家都正在分别制定符合自身的广播制式及规格。例如，美国采用残留边带(Vestigial Sideband，VSB)制式，具体可参见Wayne等人在文献IEEE Transactions on Consumer Electronics，Vol.41，No.3中于1995年8月发表的VSB Modem Subsystem Design forGrand Alliance Digital Television Receivers一文。
前述数字电视接收机通常设置有自动增益控制电路，该自动增益控制电路包括射频放大模块，由混频器与本地振荡器构成的频率转换模块，中频/基频放大模块，模数转换模块(A/DConverter)以及自动增益控制模块。所述射频放大模块放大来自接收天线的射频输入信号，所述频率转换模块将该射频放大模块输出的射频输出信号转换成一中频/基频信号并输出至中频/基频放大模块，中频/基频放大模块对该中频/基频信号进行放大处理并将放大后的中频/基频信号输出至模数转换模块进行数字化，数字化后的中频/基频信号被送至基带解调器(BasebandDemodulator)，同时也被送至自动增益控制模块。所述自动增益控制模块侦测所述数字中频/基频信号的大小，将其与一参考值进行比较后输出增益控制信号以模拟方式调整射频放大模块及/或中频/基频放大模块的增益，进而使中频/基频放大模块的输出信号大小维持在最佳电平。
在上述自动增益控制电路对射频输入信号和中频/基频信号的增益控制过程中，所述自动增益控制电路具有良好的增益控制灵活性，并且可以在一定程度上减少电路的复杂性。在此增益控制过程中，增益控制的解析度，即增益的最小可调节量，往往在很大程度上影响着增益控制的效果。然而，若要提高数字自动增益控制的解析度，通常需要增加电路的复杂程度，以及电路的制作成本。因此有必要提供一种自动增益控制电路，其具有较高的增益控制解析度而电路结构简单，从而可提高数字电视接收机的性能。
发明内容
下面将以实施例说明一种自动增益控制电路，其具有较高的增益控制解析度而电路结构简单。
一种自动增益控制电路，其包括：
一具可调增益的射频放大模块，用于将接收到的高频信号放大成同频率的高频信号，其对增益控制具有第一解析度；
一频率转换模块，用于将放大的高频信号转换成一中频/基频信号，其对增益控制具有第二解析度；
一具可调增益的中频/基频放大模块，用于将频率转换模块输出的中频/基频信号放大成同频率的中频/基频信号，其对增益控制具有第二解析度；
一模数转换模块；
一具可调增益的中频/基频微调放大模块，其对增益控制具有第三解析度，所述第三解析度高于所述第一解析度及第二解析度，所述中频/基频微调放大模块用于对放大的中频/基频信号进行微调以输出一同频率的经微调的中频/基频信号，所述经微调的中频/基频信号经由所述模数转换模块转换成数字中频/基频信号；
一自动增益控制模块，用于侦测所述数字中频/基频信号的大小，将其与一参考值进行比较后产生一数字自动增益控制信号(Digital AGC signal)以及一数字增益分配控制信号(DigitalGain Distribution Control Signal)；以及
一增益分配模块，用于接收自动增益控制模块输出的数字自动增益控制信号和数字增益分配控制信号，产生相应的数字增益控制信号以数字方式选择性地调节射频放大模块，中频/基频放大模块及/或中频/基频微调放大模块的增益，从而使中频/基频微调放大模块输出的经微调的中频/基频信号保持在最佳电平。
相对于现有技术，所述自动增益控制电路经由设置中频/基频微调放大模块，自动增益控制模块及增益分配模块，所述自动增益控制电路可产生数字自动增益控制信号及数字增益分配控制信号，所述增益分配模块可根据所述数字自动增益控制信号及数字增益分配控制信号产生相应的数字增益控制信号以数字方式选择性地对射频放大模块，中频/基频放大模块及/或中频/基频微调放大模块的增益进行调节，并且中频/基频微调放大模块对增益控制的解析度高于射频放大模块及中频/基频放大模块对增益控制的解析度，所以使得所述自动增益控制电路对接收到的高频信号的增益控制解析度较高，并使得所需数字开关电路的数量减少，简化了电路结构，另外还可以使中频/基频微调放大模块对中频/基频信号的增益进行精确调节，以使其输出的中频/基频信号大小维持在最佳电平。
附图说明
图1是本发明实施例提供的自动增益控制电路的功能模块示意图。
图2是图1所示射频放大模块中的一低噪声射频放大电路的简化电路结构图。
图3是图1所示中频/基频放大模块中的一中频/基频放大电路的简化电路结构图。
图4是图1所示中频/基频微调放大模块中的一中频/基频微调放大电路的简化电路结构图。
具体实施方式
下面将结合附图，对本发明实施例提供的自动增益控制电路作进一步的详细说明。
请参阅图1，本发明实施例提供的一种自动增益控制电路100，其包括：一射频放大模块110，一频率转换模块120，一中频/基频放大模块130，一中频/基频微调放大模块140，一模数转换模块150，一自动增益控制模块160及一增益分配模块170。该自动增益控制模块100可应用于数字电视接收机。
所述射频放大模块110具有可调的增益且对增益控制具有第一解析度，其用于将接收天线202接收到的一高频信号放大成同频率的高频信号。所述射频放大模块110可包括一个放大级或多个串接的放大级。其中，每个放大级包括一个或一组(也即，多个)低噪声放大电路，每个低噪声放大电路都可接受数字控制信号改变其增益。
参见图2，其示出射频放大模块110中的一个低噪声放大电路的简化电路结构图。该低噪声放大电路包括一输入电阻RF，一低噪声射频放大器112及一与低噪声射频放大器112并联的数字开关电路114。该数字开关电路114包括多个并联的数字开关单元115。因此，可经由数字控制信号选择性地切换数字开关电路114中的数字开关单元115的开关状态，来改变该低噪声放大电路的增益。本领域技术人员可以理解的是，前述低噪声放大电路的电路结构仅为举例说明其可接受数字控制信号来改变增益，但并不局限于此，其它具合适电路结构且可接受数字控制信号改变其增益的低噪声射频放大电路均可采用。
所述频率转换模块120用于将射频放大模块110输出的高频信号转换成一中频/基频信号，也即一中频或基频信号。通常，频率转换模块120包括一本地振荡器(Local Oscillator)及一混频器。本地振荡器产生的本振信号与射频放大模块110输出之放大后的高频信号经由混频器混频后转换成一中频/基频信号。
所述中频/基频放大模块130具有可调的增益且对增益控制具有第二解析度，其用于将频率转换模块120输出的中频/基频信号放大成同频率的中频/基频信号。所述中频/基频放大模块130可包括一个放大级或多个串接的放大级。其中，每个放大级包括一个或一组(也即，多个)中频/基频放大电路，每个中频/基频放大电路都可接受数字控制信号改变其增益。
参见图3，其示出中频/基频放大模块130中的一个中频/基频放大电路的简化电路结构图。该中频/基频放大电路包括一输入电阻Rin1，一中频/基频放大器132及一与中频/基频放大器132并联的数字开关电路134。其中，数字开关电路134包括多个并联的数字开关单元135。因此，可经由数字控制信号选择性地切换数字开关电路134中的数字开关单元135的开关状态，来改变该中频/基频放大电路的增益。本领域技术人员可以理解的是，前述中频/基频放大电路的电路结构仅为举例说明其可接受数字控制信号来改变增益，但并不局限于此，其它具合适电路结构且可接受数字控制信号改变其增益的中频/基频放大电路均可采用。
所述中频/基频微调放大模块140具有可调的增益且对增益控制具有第三解析度，其用于将中频/基频放大模块130输出的经放大的中频/基频信号较小范围的调整成同频率的中频/基频信号。在此，所述中频/基频微调放大模块140对增益控制的解析度高于所述中频/基频放大模块130对增益控制的解析度。所述中频/基频微调放大模块140可包括一个放大级或多个串接的放大级。其中，每个放大级包括一个或一组(也即，多个)中频/基频放大电路，每个中频/基频放大电路都可接受数字控制信号改变其增益。
参见图4，其示出中频/基频微调放大模块140中的一个中频/基频微调放大电路的简化电路结构图。该中频/基频微调放大电路包括一输入电阻Rin2，一中频/基频放大器142及一与中频/基频放大器142并联的数字开关电路144。其中，数字开关电路144包括多个并联的数字开关单元145。因此，可经由数字控制信号选择性地切换数字开关电路144中的数字开关单元145的开关状态，来改变该中频/基频微调放大电路的增益。本领域技术人员可以理解的是，前述中频/基频微调放大电路的电路结构仅为举例说明其可接受数字控制信号来改变增益，但并不局限于此，其它具合适电路结构且可接受数字控制信号改变其增益的中频/基频微调放大电路均可采用。
所述模数转换模块150用于将经由所述中频/基频微调放大模块140调整后的中频/基频信号转换成数字中频/基频信号。所述数字中频/基频信号被送至解调器(Demodulator)204，同时也被送至自动增益控制电路160。
所述自动增益控制模块160侦测所述数字中频/基频信号的大小，将其与一参考值进行比较后产生一数字自动增益控制信号(Digital AGC signal)以及一数字增益分配控制信号(DigitalGain Distribution Control Signal)。其中，所述数字自动增益控制信号用于设定所述自动增益控制电路100的射频放大模块110、中频/基频放大模块130及中频/基频微调放大模块140所需的总增益大小；所述数字增益分配控制信号用于设定所述自动增益控制电路100的射频放大模块110、中频/基频放大模块130及中频/基频放大模块140所需分配的增益大小。所述数字自动增益控制信号及数字增益分配控制信号可为脉冲宽度调制(Pulse Width Modulation，PWM)信号、脉冲密度调制(PulseDensity Modulation，PDM)信号、I2C信号或一般数字逻辑信号。
所述增益分配电路170根据自动增益控制电路160输出的数字自动增益控制信号及数字增益分配控制信号输出相应的数字增益控制信号，以数字方式选择性地调节射频放大模块110、中频/基频放大模块130及/或中频/基频微调放大模块140的增益，从而使中频/基频微调放大模块140输出的中频/基频信号大小保持在最佳电平。
具体的，增益分配电路170根据射频放大模块110、中频/基频放大模块130及中频/基频微调放大模块140所需的总增益Gall，以及射频放大模块110所需分配的增益GRF，中频/基频放大模块130所需分配的增益GIF、中频/基频微调放大模块140所需分配的增益Gfine-tune，产生射频数字增益控制信号、中频/基频数字增益控制信号及中频/基频微调数字增益控制信号，对射频放大模块110、中频/基频放大模块130及中频/基频放大模块140的增益分别进行控制，在此，Gall＝GRF+GIF+Gfine-tune。
所述中频/基频微调放大模块140对增益控制的第三解析度高于所述射频放大模块110对增益控制的第一解析度及所述中频/基频放大模块130对增益控制的第二解析度，所述第一解析度与所述第二解析度可以相同或不同。以下以所述第一解析度与所述第二解析度的值均为R1，所述第三解析度的值为R2，R2小于R1(即第三解析度高于第一、第二解析度)为例进行说明。
所述射频放大模块110所需分配的增益为GRF，其用于切换所述数字开关单元115开关状态的数字控制信号范围是GRF/R1。所述中频/基频放大模块130所需分配的增益GIF，其用于切换所述数字开关单元135开关状态的数字控制信号范围是GIF/R1。所述中频/基频微调放大模块140所需分配的增益Gfine-tune，其用于切换所述数字开关单元145开关状态的数字控制信号范围是Gfine-tune/R2。从而，所述自动增益控制电路100的数字控制信号范围为(GRF/R1)+(GIF/R1)+(Gfine-tune/R2)。
若自动增益控制电路中不包括中频/基频微调放大模块140，经所述中频/基频放大模块130放大的中频/基频信号输出至所述模数转换模块150，此时在总增益Gall相同的情况下，射频放大模块110所需分配的增益GRF1，射频放大模块110对增益控制的解析度需为R2，中频/基频放大模块130所需分配的增益GIF1，对增益控制的解析度需为R2，在此，Gall＝GRF1+GIF1。所述不包括中频/基频微调放大模块140的自动增益控制电路中的数字控制信号范围为(GRF1/R2)+(GIF1/R2)。由于GRF+GIF+Gfine-tune＝GRF1+GIF1，且R2小于R1，所以(GRF/R1)+(GIF/R1)+(Gfine-tune/R2)小于(GRF1/R2)+(GIF1/R2)，因此所述所述自动增益控制电路100的数字控制信号所需的范围比不含有中频/基频微调放大模块140的自动增益控制电路的数字控制信号所需的范围小，即所述自动增益控制电路100需要较少的数字开关电路114，从而使其电路结构较为简单。另外所述所述自动增益控制电路100中的中频/基频微调放大模块140对增益控制的解析度比射频放大模块110及中频/基频放大模块130对增益控制的解析度要高，所以使得所述自动增益控制电路100对接收到的高频信号的增益控制解析度较高，这样则可使得中频/基频微调放大模块140对中频/基频信号的增益进行精确调节，并且其输出的中频/基频信号大小维持在最佳电平。
另外，本领域技术人员还可在本发明精神内做其它变化，如变更射频放大模块110，中频/基频放大模块130及/或中频/基频微调放大模块140的电路结构配置等以用于本发明等设计，只要其不偏离本发明的技术效果均可。这些依据本发明精神所做的变化，都应包含在本发明所要求保护的范围之内。

Claims (10)

1.一种自动增益控制电路，其包括：
一具可调增益的射频放大模块，用于将接收到的高频信号放大成同频率的高频信号，其对增益控制具有第一解析度；
一频率转换模块，用于将放大的高频信号转换成中频/基频信号；
一具可调增益的中频/基频放大模块，用于将转换的中频/基频信号放大成同频率的中频/基频信号，其对增益控制具有第二解析度；
一模数转换模块；
其特征在于，所述自动增益控制电路还包括：
一具可调增益的中频/基频微调放大模块，其对增益控制具有第三解析度，所述第三解析度高于所述第一解析度及第二解析度，所述中频/基频微调放大模块用于对放大的中频/基频信号进行微调以输出一同频率的经微调的中频/基频信号，所述经微调的中频/基频信号经由所述模数转换模块转换成数字中频/基频信号；
一自动增益控制模块，用于侦测所述数字中频/基频信号的大小，将其与一参考值进行比较后产生一数字自动增益控制信号以及一数字增益分配控制信号；以及
一增益分配模块，用于接收所述自动增益控制模块输出的数字自动增益控制信号及数字增益分配控制信号，产生相应的数字增益控制信号以数字方式选择性地调节射频放大模块，中频/基频放大模块及/或中频/基频微调放大模块的增益，从而使中频/基频微调放大模块输出的经微调的中频/基频信号保持在最佳电平。
2.如权利要求1所述的自动增益控制电路，其特征在于，所述第一解析度与第二解析度相等。
3.如权利要求1所述的自动增益控制电路，其特征在于，所述射频放大模块包括一个放大级或多个串接的放大级，每个放大级的增益由所述数字增益控制信号的射频数字增益控制信号所控制。
4.如权利要求3所述的自动增益控制电路，其特征在于，所述每个放大级包括有数字开关电路，用于接受所述射频数字增益控制信号的控制以切换其工作状态。
5.如权利要求1所述的自动增益控制电路，其特征在于，所述中频/基频放大模块包括一个放大级或多个串接的放大级，每个放大级的增益由所述数字增益控制信号的中频/基频数字增益控制信号所控制。
6.如权利要求5所述的自动增益控制电路，其特征在于，所述每个放大级包括有数字开关电路，用于接受所述中频/基频数字增益控制信号的控制以切换其工作状态。
7.如权利要求1所述的自动增益控制电路，其特征在于，所述中频/基频微调放大模块包括一个放大级或多个串接的放大级，每个放大级的增益由所述数字增益控制信号的中频/基频微调数字增益控制信号所控制。
8.如权利要求7所述的自动增益控制电路，其特征在于，所述每个放大级包括有数字开关电路，用于接受所述中频/基频微调数字增益控制信号的控制以切换其工作状态。
9.如权利要求1所述的自动增益控制电路，其特征在于，所述数字自动增益控制信号为脉冲宽度调制信号、脉冲密度调制信号、I2C信号或一般数字逻辑信号。
10.如权利要求1所述的自动增益控制电路，其特征在于，所述数字增益分配控制信号为脉冲宽度调制信号、脉冲密度调制信号、I2C信号或一般数字逻辑信号。
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Open date: 20090610