CN103051300A

CN103051300A - 自动增益控制系统中增益器件开关调整方法及装置

Info

Publication number: CN103051300A
Application number: CN2012105600296A
Authority: CN
Inventors: 王祥炜; 刘渭; 石磊; 陈红林; 王明照; 张丽娟; 符卓剑; 胡思静; 杨寒冰; 李正平; 张弓
Original assignee: GUANGZHOU RUNXIN INFORMATION TECHNOLOGY CO LTD
Current assignee: GUANGZHOU RUNXIN INFORMATION TECHNOLOGY CO LTD
Priority date: 2012-12-20
Filing date: 2012-12-20
Publication date: 2013-04-17
Anticipated expiration: 2032-12-20
Also published as: CN103051300B

Abstract

本发明公开了一种自动增益控制系统中增益器件开关调整方法及装置，其方法包括判断系统增益是否需要做调整，在减小的过程中判断是否满足：PGA增益是否小于或等于第N级增益器件的开关下限，如果是，关闭所述第N级增益器件，重新更新当前PGA增益；在增加过程中判断PGA增益是否大于或等于第N级增益器件的开关上限，如果是，打开所述第N级增益器件，重新更新当前PGA增益。本发明设定增益器件开关下限和开关上限，实现片上自动增益控制系统的射频模块与中频模块增益的联合动态调整；通过开关下限与开关上限之间的迟滞，避免当增益值在增益器件的开关门限边缘时噪声或信号的小幅抖动引起器件的频繁开关对系统的冲击，保持整个控制系统的稳定性。

Description

自动增益控制系统中增益器件开关调整方法及装置

技术领域

本发明涉及自动增益控制系统技术领域，具体涉及一种自动增益控制系统中增益器件开关调整方法及装置，尤其是高动态范围的自动增益控制系统中增益器件开关调整方法及装置。

背景技术

由于近些年来射频通信系统的高速发展，高选择性和良好的输出信号电平的控制的需要成为任何通信系统的众多焦点之一。因为从任何可能方向传来的不可预知的输入信号功率进入接收机，所接收到的信号强度变化很大。因此大多射频收发机中都有自动增益控制（AGC）系统，该系统根据接收到信号强度的大小，动态调整接收机的接收增益。使接收到的信号在到达模数转换器（ADC）之前，保持在一个比较稳定的工作范围，从而可以降低ADC的动态要求，提高系统的信噪比。

目前，国内外研究者对片上集成AGC做了大量的研究，其中大部分AGC系统中的可变增益放大器（VGA）局限在变频后的中频部分，没有实现芯片内射频模块（低噪声放大器和混频器）与中频模块增益的联合动态调整，这样的接收系统，在遇到输入信号功率很大的情况下，例如-20dBm，在射频模块就有可能达到饱和，影响系统的性能。

因此，具有高动态范围的接收机在射频模块就需要实现可变增益控制，但低噪声放大器（LNA）和混频器（Mixer）一般不支持连续可变的增益控制，其实现增益变化的方式主要是提供几档固定增益（如40/30/20/10dB）可选，对于动态的增益控制，则主要依赖于中频模块里的可编程增益放大器（PGA），PGA是VGA中的一种，其具有方便数字控制、增益精度高等优点。

对于AGC系统来说，当检测到输出的信号较小需要增加通道增益时，首先需要调高LNA的增益，如果增益值还不够则调高Mixer的增益，如果两个的增益都调到最大值仍然不够，则调节PGA增益达到需要的增益值。当增益过大，需要减小增益时，则按照反向来进行，首先调低PGA，如果PGA增益调到最小值仍不能满足要求，则调低Mixer的增益，最后才调整LNA的增益。每次在对LNA和Mixer进行增益调整时，为避免通道增益值的大范围变动，同时需要调整PGA的增益（如LNA增益由20dB调到10dB的同时，将PGA增益从0dB调到10dB，这样通道增益不变，实现了增益的平滑变化）。

当信号相对较小时，增益主要在PGA控制范围内调整，通常不会引起对增益的干扰（因为PGA增益变化通常是比较平滑的），而LNA和Mixer的增益进行调整时，一般会引起干扰，主要是因为其增益变化的模式与PGA不一样，混频器和低噪声放大器由于其工作在射频，在低功耗设计里一般采用开环结构，其增益随工艺角和温度变化较大，而PGA由于其工作频率相对较低，一般采用闭环负反馈结构，增益随工艺角和温度变化较小。

当需要提供的增益值的大小在混频器和低噪声放大器的开关调整边界时，由于噪声或器件受工艺角和温度、失配等影响，增益偏离设计值较大，会引起这些器件增益频繁调整，从而破坏整个接收通道增益控制的稳定性，影响系统的性能。

在专利200610141139.3，《一种自动增益控制装置中增益器件的开关调整方法》，其通过设置门限g1与g2，辅助对增益开关器件进行管理，其中±g1表示该器件增益值的可能动态范围，确定噪声对增益器件的影响±g2，其中g2>g1。该方法可以避免噪声或信号小幅度抖动引起的器件的频繁关闭，其要求噪声对增益器件的影响g2大于该器件增益值的可能动态范围g1，但在低功耗片上接收机的设计中，射频增益一般随工艺角、温度、失配等因素的影响，变化较大，因此在部分条件下会不满足其g2>g1的条件，导致控制效果不理想。

在专利201110060404.6，《快速自动增益控制方法自动增益控制系统及接收机系统》，如图1所示，系统分别对射频模块和中频模块进行功率检测后处理，由此判断出信号接收强度并进行射频模块和中频模块的增益分配，但是该方法需要两种不同的功率检测模块联合处理，增加了系统设计的复杂度与功耗。

发明内容

本发明实施例提供一种自动增益控制系统中增益器件开关调整方法，能够应用在增益器件高动态波动的场合，解决上述问题。

本发明实施例提供一种自动增益控制系统中增益器件开关调整方法，包括如下步骤：

A：根据输出功率检测模块所检测到的输出功率判断整个系统增益是否需要进行减小或增大，如果系统增益需要减小，则执行步骤B，如果系统增益需要增加，则执行步骤C，如果系统增益满足要求则维持当前系统增益；

B：减小PGA增益，并判断是否满足：PGA增益G是否小于或等于第N级增益器件Kn的开关下限Kn_down，其中，所述第N级增益器件及第N级之前的增益器件均处于打开状态，第N级之后的增益器件均处于关闭状态；如果是，则关闭所述第N级增益器件，并重新更新当前PGA增益G=G+gkn，返回步骤A；

C：增加PGA增益，并判断PGA增益G是否大于或等于第N级增益器件Kn的开关上限Kn_up，其中，所述第N级增益器件及第N级之后的增益器件均处于关闭状态，第N级之前的增益器件均处于打开状态；如果是，则打开所述第N级增益器件，并重新更新当前PGA增益G=G-gkn，返回步骤A；

其中，gkn表示第N级增益器件在标准条件下开关切换前后所能提供的增益差值；N≧1；Kn_down = Pout – P1dB_Kn + Backoff，Pout为系统目标输出功率，P1dB_Kn为第N级增益器件为打开时PGA前级电路的输出1dB压缩点，Backoff为功率回退；Kn_up = Kn_down + GAIN_{kn_max}+ NOISE_kn+G_LSB，GAIN_{kn_max}为第N级增益器件在不同工艺角与温度下开关切换前后所能提供的最大增益差值，NOISE_kn为噪声对输出功率检测的影响，G_LSB为PGA的最小增益步进。

优选地，所述步骤B中，当PGA增益G大于第N级增益器件Kn的开关下限Kn_down时，则维持当前第N级增益器件Kn的开关状态以及当前PGA增益并返回步骤A。

优选地，所述步骤C中，当PGA增益G小于第N级增益器件Kn的开关上限Kn_up时，则维持当前第N级增益器件Kn的开关状态以及当前PGA增益并返回步骤A。

本发明实施例还提供了一种自动增益控制系统中增益器件开关调整装置，包括：

判断单元：用于根据输出功率检测模块所检测到的输出功率判断整个系统增益是否需要进行减小或增大，如果系统增益需要减小，则执行第一增益调整单元，如果系统增益需要增加，则执行第二增益调整单元；如果系统增益满足要求则维持当前系统增益；

第一增益调整单元：用于减小PGA增益，并判断是否满足：PGA增益G是否小于或等于第N级增益器件Kn的开关下限Kn_down，其中，所述第N级增益器件及第N级之前的增益器件均处于打开状态，第N级之后的增益器件均处于关闭状态；如果是，则关闭所述第N级增益器件，并重新更新当前PGA增益G=G+gkn，返回判断单元；

第二增益调整单元：用于增加PGA增益，并判断是否满足：PGA增益G是否大于或等于第N级增益器件Kn的开关上限Kn_up，其中，所述第N级增益器件及第N级之后的增益器件均处于关闭状态，第N级之前的增益器件均处于打开状态；如果是，则打开所述第N级增益器件，并重新更新当前PGA增益G=G-gkn，返回判断单元；

其中，gkn表示第N级增益器件在标准条件下开关切换前后所能提供的增益差值；N≧1；Kn_down = Pout – P1dB_Kn + Backoff，Pout为系统目标输出功率，P1dB_Kn为第N级增益器件为打开时PGA前级电路的输出1dB压缩点，Backoff为功率回退；Kn_up = Kn_down + GAIN_{kn_max}+NOISE_kn+G_LSB，GAIN_{kn_max}为第N级增益器件在不同工艺角与温度下开关切换前后所能提供的最大增益差值，NOISE_kn为噪声对输出功率检测的影响，G_LSB为PGA的最小增益步进。

优选地，所述第一增益调整单元还包括一第一增益维持单元，用于当PGA增益G大于第N级增益器件Kn的开关下限Kn_down时，则维持当前第N级增益器件Kn的开关状态以及当前PGA增益并返回步判断单元。

优选地，所述第二增益调整单元还包括一第二增益维持单元，用于当PGA增益G小于第N级增益器件Kn的开关上限Kn_up时，则维持当前第N级增益器件Kn的开关状态以及当前PGA增益并返回判断单元。

上述技术方案可以看出，本发明实施例采用设定增益器件开关下限和开关上限的方式，实现片上自动增益控制系统的射频模块（如LNA及Mixer等）与中频模块（如PGA）增益的联合动态调整；从整个自动增益控制系统的相关参数考虑设定增益器件的开关下限与开关上限，通过开关下限Kn_down与开关上限Kn_up之间的迟滞，可以在不同的工艺角与很宽的温度范围内，避免当增益值处在增益器件的开关门限边缘时，由于噪声或信号的小幅抖动引起的器件的频繁开关对增益控制系统的冲击，保持整个控制系统的稳定性，提供了优良的增益控制性能。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。

图1是现有技术中自动增益控制系统的原理框图；

图2是本发明实施例中高动态范围自动增益控制系统的原理框图；

图3是本发明实施例中增益器件开关调整方法的流程图；

图4是本发明实施例图2中第三级增益器件的增益开关变化的电平时序图；

图5是本发明实施例中系统增益由20dB变为70dB时，图2中各增益器件的增益开关变化的电平时序图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例：

本发明实施例提供一种自动增益控制系统中增益器件开关调整方法，该增益器件开关调整方法基于在输出端具有输出功率检测模块的自动增益控制系统来实现的，可以理解的是，实际应用中本发明实施例提供的增益器件开关调整方法并不局限于本发明实施例中提供的自动增益控制系统的硬件结构，还可以应用于其他具有输出功率检测功能的自动增益控制系统。如图2所示，为本发明实施例中增益器件开关调整方法所应用的自动增益控制系统的原理框图，射频接收模块RF的前端设有接收天线，射频接收模块（RF）包括低噪声放大器（LNA）和混频器（Mixer），而射频接收模块的后段直接连接中频模块（IF），中频模块（IF）包括带通滤波器（BPF）及可编程增益放大器（PGA），其中带通滤波器（BPF）接收混频器（Mixer）的输出信号进行过滤，然后输出给可编程增益放大器（PGA），而可编程增益放大器将经过合理放大的信号输出给后一级，可编程放大器的输出端则作为整个自动增益控制系统的输出端由输出功率检测模块来检测。

基于上述自动增益控制系统，本发明实施例提供的自动增益控制系统中增益器件开关调整方法，采用如下步骤，具体如图3所示。

步骤101：根据输出功率检测模块所检测到的输出功率判断整个系统增益是否需要进行减小或增大。本步骤中主要任务是判断系统增益的当前增益状态如何？是否达到了目标增益值。例如，通过输出功率检测模块检测到系统增益的当前增益值为50dB，而目标增益值为100dB，则意味着需要对当前系统增益进行调整。如果系统增益满足要求，则说明系统增益既不需要增大也不需要减小。此处所说系统增益满足要求是指，系统通道当前的增益值与目标增益值相差无几，允许系统通道当前的增益值与目标增益值之间相差±3dB的误差，例如系统通道当前增益值为97dB，而目标增益值为100dB，则视为系统增益满足要求。

既然系统增益满足要求，则不需要增加或减小PGA增益，因此本发明实施例中在判断系统增益满足要求后，执行步骤102：维持当前系统增益。直到下一次射频接收模块RF再次接收到信号后，再由步骤101做出判断，是否需要对系统增益进行调整，即维持当前系统增益后返回步骤101再次判断。

本发明实施例中，当步骤101中判断出自动增益控制系统中需要调整系统增益时，采取先调整PGA增益的方式，尤其是在典型的低功耗接收机中，各个模块（如射频接收模块和中频模块）分别具有不同的性能指标，一般来说，后级的线性要优于前级。因此，如果系统增益需要减小时，则执行步骤103：减小PGA增益；如果系统增益需要增大时，则执行步骤104：增加PGA增益。

由于多数情况下，PGA增益的调整并不能完全解决系统增益稳定调整的问题，例如在图2中所提供的自动增益控制系统中，LNA的增益值为20dB，Mixer的增益值为30dB，PGA当前的增益值为10dB，且PGA的增益控制范围为0～50dB，因此系统当前的增益值为20+30+10=60dB，如果系统目标增益值需要50dB，则需要将PGA做减小调整，且调整为0dB。此时系统的增益值为50dB，在理想的环境下，正好可以满足要求，但是现实的环境中存在温漂、噪声等影响，而且低功耗器件中，增益器件的波动范围往往很大，因此，增益器件在此功率临界点时，会受到该器件波动或噪声的影响，反复处于打开或关闭的状态，进而造成整个增益控制系统的不稳定，影响增益控制性能。

因此，在系统增益需要减小的过程中，本发明实施例中增加了步骤105：判断是否满足：PGA增益G是否小于或等于第N级增益器件Kn的开关下限Kn_down，其中，所述第N级增益器件及第N级之前的增益器件均处于打开状态，第N级之后的增益器件均处于关闭状态。本步骤中，N≧1，即自动增益控制系统中的射频接收模块中至少存在一个增益器件；Kn_down为判断第N级增益器件是否达到关闭的阈值，即第N级增益器件Kn的开关下限，Kn_down = Pout – P1dB_Kn + Backoff；其中，Pout为系统目标输出功率，即目标增益值；P1dB _Kn为第N级增益器件为打开时PGA前级电路的输出1dB压缩点，此处PGA前级电路包括天线、LNA、Mixer和BPF，即接收通道中自输入端至PGA之前的所有器件，其中第N级增益器件及第N级之前的增益器件均处于打开状态，第N级之后的增益器件均处于关闭状态。例如本发明实施例图2中LNA为第1级增益器件，Mixer具有三个档位的增益可供选择（如0dB/8dB/16dB），则Mixer为两级增益器件，Mixer在0dB/8dB的增益开关转换为第2级增益器件，Mixer在8dB/16dB的增益开关转换为第3级增益器件，因此整个系统增益通道中的增益器件个数以增益开关的个数计算；Backoff为功率回退；由此可见，在本步骤中所得到的第N级增益器件Kn的开关下限Kn_down充分考虑了系统的相关参数，能够最大限度的克服环境因素对系统增益控制的影响。

在步骤105中，如果PGA增益G的数值减小到小于或等于第N级增益器件Kn的开关下限Kn_down时，则执行步骤107：关闭所述第N级增益器件，并重新更新当前PGA增益G=G+gkn。

在步骤107中，gkn表示第N级增益器件在标准条件下开关切换前后所能提供的增益差值，例如LNA可提供12dB/24dB的增益控制范围，则LNA在标准条件下能提供的增益值为24-12=12dB。可以看出本步骤中已经对增益器件的开关做出了调整，而且在PGA减小的过程中重新更新了当前PGA增益G，实现了射频段与中频段的联合动态调整。

同样，在系统增益需要增加的过程中，本发明实施例中增加了步骤106：判断是否满足：PGA增益G是否大于或等于第N级增益器件Kn的开关上限Kn_up，其中，所述第N级增益器件及第N级之后的增益器件均处于关闭状态，第N级之前的增益器件均处于打开状态。本步骤中，N≧1，即自动增益控制系统中的射频接收模块中至少存在一个增益器件；Kn_up为判断第N级增益器件是否达到打开的阈值，即第N级增益器件Kn的开关上限，Kn_up = Kn_down + GAIN_{kn_max}+NOISE_kn+G_LSB，GAIN_{kn_max}为第N级增益器件在不同工艺角与温度下开关切换前后所能提供的最大增益差值，NOISE_kn为噪声对输出功率检测的影响，G_LSB为PGA的最小增益步进。由此可见，在本步骤中所得到的第N级增益器件Kn的开关上限Kn_up充分考虑了系统的相关参数，能够最大限度的克服环境因素对系统增益控制的影响。

在步骤106中，如果PGA增益G的数值增加到大于或等于第N级增益器件Kn的开关上限Kn_up时，则执行步骤108：打开所述第N级增益器件，并重新更新当前PGA增益G=G-gkn。

在步骤108中，第N级增益器件Kn初始的状态时处于关闭的。可以看出本步骤中已经对增益器件的开关做出了调整，而且在PGA增加的过程中重新更新了当前PGA增益G，实现了射频段与中频段的联合动态调整。

可以理解的是，在步骤107或步骤108中如果对第N级增益器件和当前PGA增益做出了调整，则还需要返回到步骤101中做再次判断，以保证每次的第N级增益器件的增益调整和PGA的增益调整都能够符合目标增益值的要求，防止出现失调。

那么，同样可以理解，如果步骤105或步骤106中PGA增益的调整均未超出第N级增益器件Kn的开关下限Kn_down或开关上限Kn_up，则证明PGA增益的调整并未到达增益器件的功率临界点，增益器件的波动或噪声不会引起增益器件开关反复跳变，因此，不需要射频段与中频段的联合动态调整，因此本发明实施例中在此种情况下，则执行步骤109：维持当前第N级增益器件Kn的开关状态以及当前PGA增益，使整个自动增益控制系统得到平滑的控制，之后再次返回步骤101进行判断。

下面以具体的控制示例介绍本发明实施例中自动增益控制系统中增益器件开关调整方法。

针对图2的自动增益控制系统，提供一个具体实施例。该自动增益控制系统中的LNA可以提供12/24dB两档增益可选，设其增益切换开关为第1级增益器件K1，其gk1 =24-12=12dB，GAIN_{k1_max} =15dB，NOISE_k1=1dB，Pout=0dBm，P1dB_K1=-1dB，Backoff=5dB，G_LSB=1dB，通过上述公式得出K1_down=6dB，K1_up=23dB；Mixer可以提供0/8/16dB三档增益可选，设其0/8dB增益切换开关为第2级增益器件K2，其gk2=8-0=8dB，GAIN_{k2_max} =10dB，NOISE_k2=2dB，P1dB_K2=-1dB，通过上述公式算得K2_down=6dB，K2_up=19dB；设其8/16dB增益切换开关为第3级增益器件K3，其gk3 =16-8=8dB，GAIN_{k3_max} =10dB，NOISE_k3=2dB，P1dB_K3=-1dB，通过上述公式算得K3_down=6dB，K3_up=19dB； PGA可以提供0~63dB的连续可调控制范围，最小增益步进G_LSB =1dB。系统可以提供的最大增益为24+16+63=103dB，最小增益为12+0+0=12dB。为提高信噪比，第一级增益器件K1、第二级增益器件K2、第三级增益器件K3的切换开关的关闭时是由K3、K2再到K1这样的顺序关闭，打开时是逆序打开，即信号较大时，先减小PGA的增益，继续关闭第三级增益器件K3的增益开关，发现系统增益还是较大，就要关闭第二级增益器件K2的增益开关，最后才是关闭第一级增益器件K1的增益开关。

如图4所示，初始时，第一级增益器件K1、第二级增益器件K2、第三级增益器件K3的增益开关均为打开，PGA增益为7dB，即典型情况下系统增益为24+16+7=47dB，根据输出功率检测模块的结果，判断通道增益需要减小1dB，则将PGA增益G减1dB后为6dB，此时系统发现满足第三级增益器件K3的增益开关关闭的条件（即关闭第三级增益器件），则将K3关闭，G加上补偿值gk3后为14dB，此时的通道增益为24+8+14=46dB；假设下一次调整时，由于信号变化或噪声的影响，系统判断通道增益需要增加2dB，则G=G+2=16dB，小于K3_up，不会受到信号微小变化或噪声的影响。此时只有目标增益值≥24+8+19=51dB，即PGA增益≥K3_up，才会触发第三级增益器件K3打开，这样在第三级增益器件K3打开和关闭时的系统通道增益具有5dB差值，起到了迟滞的效果。

同理可以得到，触发第二级增益器件K2从打开到关闭时的最大通道增益为24+8+6=38dB，即PGA增益=6dB时（小于6dB也可以），触发第二级增益器件K2从关闭到打开时的最小通道增益为24+0+19=43dB，即PGA增益=K2_up，从而K2打开和关闭时的通道增益也具有5dB的迟滞；触发第一级增益器件K1从打开到关闭时的最大通道增益为24+0+6=30dB，触发第一级增益器件K1从关闭到打开时的最小通道增益为12+0+23=35dB，从而第一级增益器件K1打开和关闭时的通道增益也具有5dB的迟滞。

下面以通道增益（即系统增益）由20dB变化到70dB，给出一个射频可变增益依次打开的控制过程。

如图5所示，LNA和Mixer都处于关闭状态，分别提供12dB和0dB的增益，PGA提供8dB的增益，即初始通道增益为12+0+8=20dB，K1、K2、K3级增益均关闭（即第一级增益器件、第二级增益器件、第三级增益器件的增益开关均处于关闭状态）。

（1）初始检测发现通道增益较小，于是系统首先增加其PGA的增益G，当PGA增益G达到K1_up（即23dB）时触发第一级增益器件K1打开，即LNA增益从12dB切换到24dB，同时在PGA增益G上减去相应的增益变化值12dB后，当前PGA增益为11dB，通道增益这时为24+0+11=35dB；

（2）检测发现通道增益仍然不够，继续增加PGA增益G，当达到K2_up（即19dB）时触发第二级增益器件K2打开，即Mixer增益从0dB切换到8dB，同时在PGA增益G上减去相应的增益变化值8dB后，当前PGA增益为11dB，通道增益这时为24+8+11=43dB；

（3）此时通道增益仍然不够，继续增加PGA增益G，当达到K3_up（即19dB）时触发第三级增益器件K3打开，即Mixer增益从8dB切换到16dB，同时在PGA增益G上减去相应的增益变化值8dB后，当前PGA增益为11dB，这时第一级增益器件K1、第二级增益器件K2、第三级增益器件K3均打开，通道增益为24+16+11=51dB；

（4）功率检测发现增益仍然不够，于是继续增加PGA增益，直到该PGA增益G=30dB时满足系统需求，最终通道增益为24+16+30=70dB。

再以通道增益由70dB变化到20dB，给出一个射频可变增益依次关闭的控制过程。

初始LNA和Mixer都处于打开状态，分别提供24dB和16dB的增益，PGA提供30dB的增益，即初始通道增益为24+16+30=70dB，第一级增益器件K1、第二级增益器件K2、第三级增益器件K3均打开。

（1）初始检测发现通道增益较大，于是系统首先减小其PGA增益G，当PGA增益G达到K3_down（即6dB）时触发第三级增益器件K3关闭，即Mixer增益从16dB切换到8dB，同时在PGA增益G上加上相应的增益变化值（gk3）8dB后，当前PGA增益为14dB，通道增益这时为24+8+14=46dB；

（2）检测发现增益仍然需要减小，继续减小PGA增益G，当达到K2_down（即6dB）时触发K2关闭，即Mixer增益从8dB切换到0dB，同时在PGA增益G上减去相应的增益变化值（gk2）8dB后为11dB，通道增益这时为24+0+14=38dB；

（3）检测发现此时增益仍然需要减小，继续减小PGA增益G，当达到K1_down（即6dB）时触发第一级增益器件K1关闭，即LNA增益从24dB切换到12dB，同时在PGA增益G上加上相应的增益变化值（gk1）12dB后，当前PGA增益为18dB，这时第一级增益器件K1、第二级增益器件K2、第三级增益器件K3均关闭，通道增益为12+0+18=30dB；

（4）功率检测发现增益仍然需要减小，于是继续减小PGA增益，直到该PGA增益G=8dB时满足系统需求，最终通道增益为12+0+8=20dB。

如果LNA和Mixer受工艺角和温度影响，其实际增益值比设计值大，假设其最低档增益分别不变，第N级增益器件的增益值均达到GAIN_{kn_max}，即LNA为12/27dB两档，Mixer可提供的增益为0/10/20dB三档，触发第三级增益器件K3从打开到关闭时的最大通道增益为27+20+6=53dB，而触发第三级增益器件K3从关闭到打开时的最小通道增益为27+10+19=56dB，此时第三级增益器件K3打开和关闭具有3dB的迟滞。

如果LNA和Mixer受工艺角和温度影响，其实际增益值比设计值小，假设其最低档增益分别不变，第N级增益器件Kn的增益减小到GAIN_{kn_min}（GAIN_{kn_min}为第N级增益器件在不同工艺角与温度下开关切换前后所能提供的最小增益差值），其GAIN_{k1_min}=9dB，GAIN_{k2_min}=6dB，GAIN_{k3_min}=6dB，即LNA可提供的增益为12/21dB两档，Mixer可提供的增益为与0/6/12dB三档，触发第三级增益器件K3从打开到关闭时的最大通道增益为21+12+6=39dB，而触发第三级增益器件K3从关闭到打开时的最小通道增益为21+6+19=46dB，此时第三级增益器件K3打开和关闭具有7dB的迟滞。

由此可见，本发明实施例中通过设定增益器件的增益开关上限和增益开关下限，结合整个系统增益与PGA增益变化，在实现射频模块与中频模块前后段联合动态调整增益器件开关的过程中，能够保证增益器件打开和关闭具有一定的迟滞，提升了自动增益控制系统的稳定性，尤其针对增益器件增益值高动态波动范围的低功耗片上射频接收机，具有极佳的稳定效果。

需要说明的是，上述装置和系统内的各单元之间的信息交互、执行过程等内容，由于与本发明方法实施例基于同一构思，具体内容可参见本发明方法实施例中的叙述，此处不再赘述。

以上所述仅为本发明的优选实例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

本领域普通技术人员可以理解上述实施例的各种方法中的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件来完成，该程序可以存储于一计算机可读存储介质中，存储介质可以包括：只读存储器（ROM，Read Only Memory）、随机存取存储器（RAM，Random Access Memory）、磁盘或光盘等。

以上对本发明实施例所提供的一种自动增益控制系统中增益器件开关调整方法及装置进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims

1.自动增益控制系统中增益器件开关调整方法，其特征在于，包括如下步骤：

C：增加PGA增益，并判断是否满足：PGA增益G是否大于或等于第N级增益器件Kn的开关上限Kn_up，其中，所述第N级增益器件及第N级之后的增益器件均处于关闭状态，第N级之前的增益器件均处于打开状态；如果是，则打开所述第N级增益器件，并重新更新当前PGA增益G=G-gkn，返回步骤A；

2.如权利要求1所述的自动增益控制系统中增益器件开关调整方法，其特征在于，所述步骤B中，当PGA增益G大于第N级增益器件Kn的开关下限Kn_down时，则维持当前第N级增益器件Kn的开关状态以及当前PGA增益并返回步骤A。

3.如权利要求1或2所述的自动增益控制系统中增益器件开关调整方法，其特征在于，所述步骤C中，当PGA增益G小于第N级增益器件Kn的开关上限Kn_up时，则维持当前第N级增益器件Kn的开关状态以及当前PGA增益并返回步骤A。

4.自动增益控制系统中增益器件开关调整装置，其特征在于：包括：

5.如权利要求4所述的自动增益控制系统中增益器件开关调整装置，其特征在于，所述第一增益调整单元还包括一第一增益维持单元，用于当PGA增益G大于第N级增益器件Kn的开关下限Kn_down时，则维持当前第N级增益器件Kn的开关状态以及当前PGA增益并返回判断单元。

6.如权利要求4或5所述的自动增益控制系统中增益器件开关调整装置，其特征在于，所述第二增益调整单元还包括一第二增益维持单元，用于当PGA增益G小于第N级增益器件Kn的开关上限Kn_up时，则维持当前第N级增益器件Kn的开关状态以及当前PGA增益并返回判断单元。