CN104202001A

CN104202001A - 自动增益控制电路

Info

Publication number: CN104202001A
Application number: CN201410383651.3A
Authority: CN
Inventors: 卢卡·洛科科; 弗朗索瓦·皮雄; 让·范辛德伦
Original assignee: Koninklijke Philips Electronics NV
Current assignee: Koninklijke Philips NV
Priority date: 2006-03-24
Filing date: 2007-03-21
Publication date: 2014-12-10
Anticipated expiration: 2027-03-21
Also published as: US9225927B2; JP2009530953A; EP2002651A1; CN101406046A; WO2007110816A1; CN104202001B; US20100231801A1

Abstract

一种基于级联的步进式自动增益控制单元和第二自动增益控制单元的自动增益控制(AGC)电路，该步进式自动增益控制单元和第二自动增益控制单元连接成以同步方式调整其增益，以便导致组合脉冲增益变化。因此，例如在电视调谐器的RF部分中，采用步进式自动增益控制单元代替连续式自动增益控制单元而没有导致视觉伪影是可能的，这对数字和模拟电视调谐器都适用。根据优选的实施例，在两个自动增益控制单元之间的同步可以通过第一自动增益控制单元在增益调整时产生控制信号来实现，这个控制信号用于加速控制第二自动增益控制单元的增益改变的回路带宽。在另一实施例中，由第一自动增益控制单元产生的控制信号用于控制第二自动增益控制单元的增益步长。另外，本发明提供具有上述自动增益控制单元的调谐器以及设备，例如具有这种调谐器的电视或硬盘录像机。

Description

自动增益控制电路

技术领域

本发明涉及自动增益控制。

背景技术

在模拟或数字电视的宽带接收器中，通常连续式自动增益控制(AGC)被用于RF接收电路以调节输入信号电平。采用连续式AGC，因为采用具有例如1dB或更大的步长的步进式(step)AGC将导致图像严重受损。在模拟电视中，如果分步调整RF接收电路中的增益，将在图像中产生麻烦的假信号，然而在数字电视中，当采用的增益步长高于0.5dB时，这种增益的分步调整在某些情况下会导致图像完全丧失。此外，对于多调谐器应用，一个调谐器中的增益步长可以导致由第二调谐器接收的图像的损坏。因此，在多调谐器应用中，通常采用具有固定增益的低噪声放大器以便在信号传递至两个或多个调谐器之前提供分配器功能。

从设计的观点来看，由于一些原因优选执行步进式AGC，因为步进式AGC比连续式AGC更容易满足低功率消耗、低噪声这些方面的要求，还具有高线性以及增益。一般说来，步进式AGC允许采用更为简单的设计，以及可以获得在多个参数方面具有改善的性能的接收器。

WO 2004/086757说明接收模拟电视信号的电视调谐器。该电视调谐器包括步进式AGC放大器1，该步进式AGC放大器1只在垂直同步间隔期间按照0.1、0.5或1dB的步长调整以便在图像中不产生严重的视觉伪影(artifact)。为了达到这个目的，步进式AGC基于由独立的电路(即中频(IF)解调电路)提供的垂直同步信号v-sync进行调整。

发明内容

本发明的一个目的是提供自动增益控制电路，例如用在电视调谐器中，其中可能采用步进式AGC同时仍然提供没有严重的视觉伪影的图像。本发明通过独立权利要求定义。从属权利要求定义有利的实施例。

本发明的第一方面提供自动增益控制(AGC)电路，该电路包括级联的(cascade)的第一AGC和第二AGC，第一AGC设置为分步调整其增益，其中第一和第二AGC连接成以同步方式调整其增益。

应当理解，“级联”被理解为第一和第二AGC可以彼此互相前后直接连接，也就是第一AGC的输出端直接与第二AGC的输入端连接，或者第一和第二AGC可以通过彼此不直接前后连接的级联方式连接，也就是另一电路可以互连在第一AGC的输出端和第二AGC的输入端之间。

根据第一方面的AGC电路例如并入调谐器(如电视调谐器)的RF部分是有利的。通过提供具有步进式AGC与第二AGC级联并同步其增益调整的AGC，可能获得组合增益变化，该组合增益变化遵守数字视频广播-地面(Digital Video Broadcasting-Terrestrial)(DVB-T)要求为可接收的输入噪声脉冲。因此，采用第一方面的AGC电路，有可能实现采用增益步长大于1dB的步进式AGC的电视调谐器，并仍允许该调谐器接收数字电视信号而没有图像伪影。所述AGC电路也用于模拟电视调谐器，其中增益调整将只产生图像中的微小伪影。

优选地，设置第一AGC在调整其增益时产生控制信号给第二AGC。优选地，设置第二AGC响应所述控制信号而调整其增益。在一个实施例中，第二AGC被设置为响应所述控制信号而调整其增益，以抵消第一AGC的调整。在另一实施例中，第二AGC被设置为响应所述控制信号而加快增益调整的速率。

优选地，第一和第二AGC是同步的，以便在增益调整时，第一和第二AGC的组合增益表现出脉冲变化。优选地，该组合增益脉冲变化符合DVB-T关于容许脉冲噪声而没有图像破坏的要求。因此，在这个实施例中，AGC电路可以用于数字电视调谐器而没有图像伪影。

在优选的实施例中，第一和第二AGC都是步进式型AGC因为步进式AGC具有许多优点。然而，第二AGC可以替换地设置为连续地调整其增益，这仍是有利的，因为与步进类型的第一AGC一起使用放宽了对第二AGC的要求，即使第二AGC是连续型AGC。

第二AGC可采用双栅MOSFET实施，特别是双栅MOSFET可用于实施连续型第二AGC。

在第二方面，本发明提供在其输入端包括在根据第一方面的自动增益控制电路的射频(RF)调谐器。在一些实施例中，至少跟踪滤波器连接在第一和第二AGC之间。甚至RF调谐器电路的更多部分，如混频器，可以连接在第一和第二AGC之间。在第二AGC连接在混频器之后的情况下，优选是连续增益AGC类型。

对于多调谐器应用，第一步进式AGC可以与第一调谐器的输入端连接，而第二AGC连接相关的第二调谐器。因此，通过分离在两个调谐器之间的两个AGC，有可能允许按照多调谐器配置使用步进式AGC。因为第二调谐器影响第一调谐器中的AGC的增益变化，第一调谐器可看作第二调谐器的主调谐器。总之，这个原则可扩展到多调谐器，其中一个调谐器作为两个或更多个从调谐器的主调谐器。

在第三方面，本发明提供包括根据第二方面的RF调谐器的设备。特别是，该设备可以是电视机，可以是数字电视机或模拟电视机。在模拟电视机的情况下，所述自动增益控制电路可以连接成根据该电视机的垂直扫描同步信号同步其增益调整，例如在WO 2004/086757中所公开的那样。因此有可能将AGC电路用于接收模拟电视信号，而没有任何与增益调整有关的视觉伪影。所述设备原则上是具有RF调谐器的任何种类的设备，例如硬盘录像机、媒体中心等。

在第四方面，本发明提供自动增益控制方法，该方法包括分步调整第一AGC的增益、以及调整与第一AGC级联的第二AGC的增益，其中第一和第二AGC的增益的调整以同步方式执行。

应当理解，上述第一方面的优点及实施例也适用本发明的第二、第三和第四方面。因此，本发明的任何一个方面每一个都可以与其他方面相结合。

附图说明

现在将参考附图，仅通过示例的方式解释本发明，其中

图1说明自动增益控制电路的第一实施例。

图2a-2d说明表示根据第一实施例的增益变化的图形。

图3说明自动增益控制电路的第二实施例。

图4a-4d说明表示根据第二实施例的增益变化的图形。

图5说明用于例如第一或第二AGC电路的实施例中的连续式AGC元件的可能的实施方式。

图6说明根据本发明的RF调谐器实施例。

图7说明根据本发明的双调谐器实施例，以及

图8说明根据本发明的电视机。

具体实施方式

图1示出根据本发明的例如在电视调谐器的RF输入部分中使用的第一AGC电路实施例。第一步进式AGC 1与第二AGC2级联。第二AGC2可以是连续式或是具有较小步长例如0.5dB或更小步长的步进式型AGC。在示出的实施例中，第一和第二AGC 1、2经过连接3直接级联。另外，当第一AGC 1改变其增益时，第一AGC 1发送控制信号4至第二AGC2，因此该控制信号4允许所述两个AGC 1、2同步其增益调整。第二AGC缓慢改变其增益(即它具有在几个赫兹及几百赫兹之间的范围内的增益回路带宽)以克服现场条件如干扰有用信号的振幅调制的不必要的信号的干扰。然而，通过接收控制信号4，第二AGC的回路带宽增加，并因此第二AGC的增益变化率加快以便产生快速反增益步长(fast counter gain step)。第一和第二AGC的组合作用将产生如在图2a-2d的图表中的示例所示的理想的增益响应。

图2a表示作为时间函数的第一AGC 1的增益。可以看到，所述增益在某一时刻一步向上调整。图2b表示作为时间函数的由第一AGC 1产生的控制或“加速”信号4。可以看到，这个控制信号4在与第一AGC的增益调整相关的短时间内持续为“高”。图2c指出作为时间函数的第二AGC的增益变化。可以看到，第二AGC通过减小其增益响应为“高”的控制信号4。在图2d中示出随时间变化的两个AGC 1、2的组合增益的结果。可以看到，第一AGC 1的增加的增益被第二AGC减小的增益抵消，并且该结果是通过总AGC电路在两个AGC的组合增益中的脉冲变化。

图3说明另一AGC电路实施例。同样，步进式AGC 11与第二AGC12级联，第二AGC 12可以是连续式AGC或具有小增益步长(小于0.5dB步长)的步进式AGC。在这个实施例中，两个AGC 11、12通过由步进式AGC 11产生的并由第二AGC 12接收的第二控制信号13同步，第二AGC 12与步进式AGC 11的增益改变一致。第二AGC 12响应控制信号13产生反增益步长以便抵消于步进式AGC 11的增益步长。

图4a-4d说明增益变化和图3的实施例的控制信号13的示例。图4a说明步进式AGC 11在某时刻的一步(one step)增益增加。图4b中示出了由步进式AGC 11产生的控制信号13随着其增益变化而变化。在图4c中可以看出响应控制信号13的第二AGC 12的增益变化。可以看到，第二AGC 12的增益在一步中进行调整以便抵消于步进式AGC 11的步骤。图4d说明图3的AGC电路的组合增益变化。可以看到，由于与步进式AGC 11的初始增益步长相比，第二AGC 12的响应是延迟了短时间的反增益步长，因此所述两个AGC 11、12的组合增益变化是脉冲。

考虑到数字视频广播-地面(DVB-T)信道译码器的性能，这种信道译码器必须满足关于脉冲噪声的一些要求(在D-book中规定)。特别是在信道译码器接收脉冲的持续时间和水平低于特定范围的脉冲噪声的情况下，不允许发生图像失效。例如，脉冲的持续时间为0.3微秒时允许15dB水平，脉冲的持续时间为1微秒时允许10dB水平，而如果脉冲的持续时间为2微秒时允许5dB水平。本发明的AGC电路实施例利用了DVB-T译码器的这个性能，因为只要脉冲增益变化达到上述DVB-T条件，在将该AGC电路用于调谐器的RF链中以便接收数字电视的接收的情况下，在图2d和4d中说明的具有脉冲增益变化性能的AGC电路满足无图像失效的条件。这些条件在实际的实施例中很容易实现。因此，步进式AGC可以用作电视调谐器的RF输入部分，用于数字电视接收。

所述AGC电路实施例也可以用于模拟电视调谐器。此时，脉冲增益行为将引起亮度(luminance)变化，该亮度变化远不及图像中的假信号麻烦，这就是在电视调谐器的RF部分中采用具有大步长的步进式AGC用于模拟电视接收的结果。

图5说明用作图1和3的AGC电路实施例中的任何一个中的第二AGC的连续式AGC元件的可能的实施例。电流源25连接成向具有双栅22、23的MOSFET 21供电。与第一栅22连接的NMOST用于改变与23连接的NMOS的漏电压。然后改变所述漏电压，与第二栅23连接的NMOST的gm和电流改变。可变电阻器24的电阻R连同NMOST的gm决定了整个电路的电压增益A为A＝R·gm。因此，所述电压增益A可以通过改变可变电阻器24的电阻R或改变NMOST的gm进行调整。所以，栅22用作控制信号输入端而栅23用作AGC输入端。

图6说明根据本发明的RF调谐器实施例30，其中采用了根据本发明的AGC电路32、34。来自天线31的RF信号由步进式AGC32接收。这个步进式AGC与第二AGC34级联，但不直接级联，因为包括例如跟踪滤波器和混频器的另一调谐器电路部分33连接在两个AGC32、34之间。控制信号36用于如结合图1和3所述的实施例那样，同步两个AGC32、34。有可能将另外的调谐器电路35例如中频(IF)滤波器设置在第二AGC34之后。该调谐器30用作电视调谐器，例如集成到电视机中和硬盘录像机等等之中。

图7说明双调谐器实施例40。来自天线41的RF信号由步进式AGC42接收。步进式42的输出施加到第一调谐器的另一电路43。另外，步进式AGC42的输出施加到第二AGC44的输入端，该第二AGC44的输出端与第二调谐器的另一电路45连接。控制信号46用于使两个AGC42、44如上所述同步。因此，为了避免双调谐器实施例40的图像损坏，所述AGC电路在两个独立的调谐器之间分离，从而具有步进式AGC 42的第一调谐器用作主调谐器，而具有第二AGC 44的第二调谐器用作从调谐器，即第二调谐器中的AGC 44反作用于由第一调谐器中的步进式AGC 42中产生的增益步长。正如对于单调谐器解释的那样，在第二调谐器中的AGC 44原则上可以与第二调谐器电路中的任何地方连接，即它不需要插入在第二调谐器的输入端处。

应当理解，相同的原则也大致适用于多调谐器设置，即三个、四个、五个、六个或更多以主从式配置耦合的调谐器。必须提供图1或3的实施例所述的加速信号4或增益控制信号13给从调谐器，以避免产生的图像损坏。

图8说明模拟电视机50的实施例。来自天线51的RF信号由RF调谐器52接收，例如在图6中说明RF调谐器的实施例。该调谐器的输出施加到电视机50的显示单元53。来自显示单元53的垂直同步信号54施加到调谐器52，以便允许调谐器52的AGC系统仅在垂直同步间隔期间调整增益，因此排除了在增益调整时所产生的图像的可能的亮度变化。

本发明的实施例的元件和组成可以以任何合适的方式物理地、函数地和逻辑地实施。确实，功能可以以单一单元、以多个单元或以其他功能单元的部分实施。由此，本发明可以以单一单元实施，或物理地和函数地分配在不同单元和处理器之间。

总之，本发明提供一种AGC电路，该AGC电路基于级联的步进式AGC和第二AGC连接成以同步方式调整其增益，从而导致组合脉冲增益变化。因此，有可能例如使用步进式AGC代替电视调谐器的RF部分中的连续式AGC，而没有导致视觉伪影，这对数字和模拟电视调谐器都适用。根据优选的实施例，在两个AGC之间的同步可以通过在增益调整时产生控制信号的第一AGC实现，这个控制信号用于加速控制第二AGC的增益改变的回路带宽。在另一实施例中，由第一AGC产生的控制信号用于控制第二AGC的增益步长。另外，本发明提供具有上述AGC电路的调谐器以及设备，例如具有这种调谐器的电视或硬盘录像机。

虽然本发明结合特定实施例描述了本发明，但希望本发明限制为本文描述的特定形式。相反地，本发明的范围仅受附属的权利要求的限制。在权利要求中，术语“包括”不排除其它元件或步骤的存在。另外，虽然单独的特征可以包括在不同的权利要求中，但这些可能被有利地结合，并且在不同权利要求中的内容不意味着特征的组合是不可行的和/或有利的。此外，单数参考符号不排除多个。因此，提及的“一”、“一个”、“第一”、“第二”等不排除多个。此外，在权利要求中的参考符号不应被视为限制该范围。

Claims

1.一种自动增益控制电路，包括：

第一自动增益控制单元(1、11)，设置为分步调整该第一自动增益控制单元的增益，以及

第二自动增益控制单元(2、12)，与第一自动增益控制单元通过第一连接级联，

其中第一自动增益控制单元(1、11)设置成在调整其增益时产生控制信号(4、13)并通过第二连接提供给第二自动增益控制单元(2、12)，以及第二自动增益控制单元(2、12)设置成响应该控制信号(4、13)而调整其增益，

其中第一和第二自动增益控制单元(1、11、2、12)是同步的，以便在增益调整时，第一和第二自动增益控制单元(1、11、2、12)的组合增益表现出脉冲变化。

2.根据权利要求1的自动增益控制电路，其中第二自动增益控制单元(2、12)设置成响应控制信号(4、13)而加快增益调整的速率。

3.根据权利要求1的自动增益控制电路，其中第二自动增益控制单元(2、12)设置成响应控制信号而调整其增益以抵消第一自动增益控制单元(1、11)的调整。

4.根据权利要求1的自动增益控制电路，其中第二自动增益控制单元(2、12)设置成分步调整其增益。

5.根据权利要求1的自动增益控制电路，其中第二自动增益控制单元(2、12)设置成连续地调整其增益。

6.根据权利要求1的自动增益控制电路，其中第二自动增益控制单元(2、12)包括双栅MOSFET(21)。

7.一种包括根据权利要求1的自动增益控制电路(32、34)、以及混频器的RF调谐器(30)。

8.根据权利要求7的RF调谐器(30)，在第一和第二自动增益控制单元(32、34)之间连接至少一个跟踪滤波器(33)。

9.根据权利要求7的RF调谐器(40)，其中第一步进式自动增益控制单元(42)连接在第一调谐器(43)的输入端，以及第二自动增益控制单元(44)连接有关的第二调谐器(45)。

10.一种包括根据权利要求7的RF调谐器(52)的设备(50)。

11.根据权利要求10的设备(50)，该设备为电视机，其中自动增益控制电路连接成根据电视机的垂直扫描同步信号(54)同步其增益调整。

12.一种自动增益控制方法，包括：

分步调整第一自动增益控制单元的增益，以及

调整与第一自动增益控制单元级联的第二自动增益控制单元的增益，其中所述第一自动增益控制单元通过第一连接与所述第二自动增益控制单元级联，

其中第一自动增益控制单元设置成在调整其增益时产生控制信号并通过第二连接提供给第二自动增益控制单元，以及第二自动增益控制单元设置成响应该控制信号而调整其增益，

其中第一和第二自动增益控制单元(1、11、2、12)是同步的，以便在增益调整时，第一和第二自动增益控制单元(1、11、2、12)的组合增益表现出脉冲变化。。