CN1172456C - 接收自动增益控制电路 - Google Patents

Abstract

一种接收AGC电路包括：用于以短周期计算输入信号的功率的高速功率计算电路；用于以正常周期计算功率的正常功率计算电路；用于从高速功率计算电路或者正常功率计算电路接收功率计算结果以计算反馈放大值的电路；以及用于本站通信和周边站监视的各加法放大值设置单元，它们通过转换开关接收反馈放大值并把反馈放大值加在所用放大器上。根据由高速功率计算电路得出的功率计算结果与预定的目标接收功率之间的差值、将高速功率计算电路切换到正常功率计算电路；并且根据与外部设置的通信是本站通信还是周边站监视、选择性地切换用于本站通信和周边站监视的加法放大值设置单元。

Description

接收自动增益控制电路

技术领域

本发明涉及接收自动增益控制(AGC)电路，更具体地说，涉及一种接收AGC电路，它在早期高速汇聚到目标接收电平、并且在重复周边站监视和本站通信时汇聚于每个频率上的目标接收电平。

背景技术

图1表示常规外差无线电接收机的配置。

如图1中所示，常规的外差无线电接收机中的接收AGC电路10包括功率计算电路12、反馈放大值计算电路13、以及加法放大值设置单元15。当在衰落环境下、接收机用了长的上升时间并且汇聚于接收动态范围时，在固定周期下工作的功率计算电路12不能快速地执行跟踪操作。

另外，当在周边站监视等过程中发生频移、或者恢复在初始频率上的本站通信时，在启动无线单元的时候，AGC(自动增益控制)汇聚时间变长，这是所不希望的。

发明内容

考虑到先有技术中的上述情况，本发明人做出本发明，本发明的目的是提供接收AGC电路，后者在工作的早期快速转换到目标接收电平，并且还在重复执行周边站监视和本站通信时、在每个频率高速地汇聚于目标接收电平。

为了达到上述目的，按照本发明的第一个主要方面，提供一种接收AGC电路，它包括：用于以短周期计算输入信号的功率的高速功率计算电路；用于以正常周期计算功率的正常功率计算电路；以及用于从所述高速功率计算电路或者正常功率计算电路接收功率计算结果以便计算反馈放大值的电路，其中，根据由所述高速功率计算电路得到的所述功率计算结果与目标接收功率之间的差值将所述高速功率计算电路切换到所述正常功率计算电路。

其中，所述高速功率计算电路是在通电操作或者间断操作的时候，根据所述差值而切换到所述正常功率计算电路的。

由于在通电操作或者间断操作时按照所述差值把高速功率计算电路切换到正常功率计算电路，所以可以在无线单元的通电操作或者间断操作时缩短接收机的上升时间。

当高速功率计算电路切换到正常功率计算电路时，反馈放大值计算电路根据由正常功率计算电路获得的功率计算结果持续计算反馈放大值。这使稳定工作成为可能。

另外，高速功率计算电路和正常功率计算电路的切换是有滞后的，使得当差值不超过第一误差值时，高速功率计算电路切换到正常功率计算电路，而当差值不小于第二误差值时，把正常功率计算电路切换到高速功率计算电路。因此，可以执行稳定操作。

所述电路还可以包括：用于本站通信和周边站监视的加法放大值设置单元，所述加法放大值设置单元通过转换开关接收所述反馈放大值，并且把所述反馈放大值添加到所用的放大器，其中，所述加法放大值设置单元，根据与外部设备的通信是本站通信还是周边站监视，来被选择性地切换。因此，即使重复进行本站通信和周边站监视，也可以缩短每个站中接收机的上升时间。

其中所述用于周边站监视的加法放大值设置单元是多个加法放大值设置单元，所述加法放大值设置单元的数量与所述周边站的数量一致。因此，即使需要多个周边站监视器，也能缩短每个站中无线单元的上升时间。

参照下列详细描述和附图，本发明的上述及许多其他目的、特征和优点对于本领域的技术人员会变得清楚明白，在附图中，通过说明性的实例来说明结合本发明原理的最佳实施例。

附图说明

图1是表示常规外差无线电接收机的配置的框图；

图2是表示具有按照本发明的实施例的接收AGC电路的常规外差无线电接收机的配置的框图；

图3是表示基带信号BS的数据格式的示意图；

图4是表示按照本发明的实施例的接收AGC电路的工作的流程图；

图5是用于说明本发明的实施例的工作的曲线图；

图6是用于说明本发明的实施例的工作的示意图；

图7是表示具有按照本发明的另一实施例的接收AGC电路的外差无线电接收机的配置的框图。

具体实施方式

下面参照附图描述本发明的一些最佳实施例。

图2是表示具有按照本发明的实施例的接收AGC电路的外差无线电接收机的配置的框图。

如图2中所示，在该外差无线电接收机中，天线1连接至用于放大输入接收信号RF的低噪声放大器2。低噪声放大器2连接至用于把放大的接收信号RF转换成中频信号IF的变频器3。把从变频器3输出的中频信号IF输入到用于把信号放大到预定电平的接收部分增益可变放大器4。接收部分增益可变放大器4的输出被输入到解调器5以便将其解调为基带信号BS。把本地振荡器6产生的本机信号Lo2输入到变频器3。把本地振荡器7产生的本机信号Lo1输入到解调器5。

把从解调器5输出的基带信号BS输入到解码器8以便将其解码成例如话音。解码器8则把输出发送到扬声器9。

还把基带信号BS输入到接收AGC电路20。在接收AGC电路20中，把基带信号BS输入到高速功率计算电路21和正常功率计算电路22，并且把高速功率计算电路21和正常功率计算电路22的输出都输入到反馈放大值计算电路23。反馈放大值计算电路23的输出被输入到用于本站通信的加法放大值设置单元25或者用于周边站监视的加法放大值设置电路26。选择性地把来自加法放大值设置单元25或者26的输出通过转换开关24输入到接收部分增益可变放大器4和解码器8。从解码器8把时隙定时信号或者帧定时信号输入到正常功率计算电路22。

中央处理电路17连接到接收AGC电路20和本地振荡器6，以便对接收AGC电路20进行开/关控制并且控制本地振荡器6的振荡频率。

下面描述图2中所示的外差无线电接收机的工作。

从天线1输入的接收信号RF被低噪声放大器2放大。变频器3利用本地振荡器6产生的本机信号Lo2、把放大后的接收信号RF转变成中频信号IF。由接收部分增益可变放大器4对中频信号IF进行增益控制，以便使解调器5的输入电平恒定。用本地振荡器7产生的本机信号Lo1对所得信号解调。把解调后的信号作为基带信号BS输出，并且输入至解码器8和接收AGC电路20。解码器8从该信号中抽取例如仅仅话音数据，并且将其送出到扬声器9，由此从扬声器9输出话音。解码器8从基带信号BS中抽取时隙定时或者帧定时，并且将其送至接收AGC电路20。

下面描述基带信号BS。

图3是表示基带信号BS的数据格式的示意图。

一般来讲，如图3中所示，在无线区间中发送的数据流中，除导频信号和用户数据(例如话音)之外，从另一方(网络)发出的用于控制和报告状态的数据被时分映射，以便使无线单元能容易地建立同步。在此映射中的最小单元是时隙，较高阶的单元是帧。例如，N帧用户数据是一个数据单元。因此，通过监视导频信号等，可以容易地抽取时隙、帧定时信号等，并且也可以抽取用户数据。

下面详细描述接收AGC电路20。

基带信号BS[实际上是I(同相信号)/Q(正交信号)]输入到高速功率计算电路21和正常功率计算电路22。

下面给出的等式(1)用来计算平均功率Pow。高速功率计算电路21和正常功率计算电路22基本上按以下等式来计算平均功率Pow：

$\mathrm{Pow}=\frac{\underset{1}{\overset{k}{\mathrm{\Σ}}}\sqrt{I^2+Q^2}}{k}...\left(1\right)$

其中k是I/Q数据的数量。

如果，例如，一个时隙中的I/Q数据的数目是100，则正常功率计算电路22可按以下等式来计算每个时隙的时隙平均功率NPow：

$\mathrm{Pow}\left(\mathrm{NPow}\right)=\frac{\underset{1}{\overset{100}{\mathrm{\Σ}}}\sqrt{I^2+Q^2}30}{100}...\left(2\right)$

与从解码器8输入的时隙定时信号同步。当对N个时隙求平均值时，可以把N个时隙累加/相加，而且可对所得值求平均值。

高速功率计算电路21可在1/10的周期内、按以下等式来计算对应于10个时隙的I/Q数据的平均功率：

$\mathrm{Pow}\left(\mathrm{FPow}\right)=\frac{\underset{1}{\overset{10}{\mathrm{\Σ}}}\sqrt{I^2+Q^2}}{10}...\left(3\right)$

以便比正常功率计算电路22足够快地工作。这使得有可能总是计算时隙平均功率FPow。

应当指出，高速功率计算电路21和正常功率计算电路22可给合在一个预定仅改变等式(1)中的k(I/Q数据的数目)的电路中。

反馈放大值计算电路23把分别从高速功率计算电路21和正常功率计算电路22输出的时隙平均功率FPow和时隙平均功率NPow相比较以计算差值。

把反馈放大值FBG、即从反馈放大值计算电路23得到的计算结果加在加法放大值设置单元25和加法放大值设置单元26中正在工作的一个的放大设置值上，由此确定下一步骤中、接收部分增益可变放大器4的放大值G(t)[放大值G(t)＝G放大值(t-1)+反馈放大值FBG]。

中央处理电路17根据执行的是本站通信(同一频率)还是周边站监视(不同频率)来确定转换开关24的逻辑。在本站通信的情况下，选择加法放大值设置单元25。在周边站监视的情况下，选择加法放大值设置单元26。来自所选的加法放大值设置单元25或者加法放大值设置单元26的输出被输入到接收部分增益可变放大器4，由此控制下一步骤中的放大值G(t)。

来自加法放大值设置单元25或26的输出还输入到解码器8。解码器8一般在如图3中所示的从接收AGC电路20输出的每个时隙或者帧的基础上、对每个时隙或者帧进行加权计算和纠错。解调是以高精度进行的，但是这里省略其详细描述。

图4是表示接收AGC电路20的工作的流程图。

如图4中所示，当在工作开始、例如通电操作或者频率切换时、由中央处理电路17接通接收AGC电路20时(见图2)，由中央处理电路17指定高速功率计算电路21。高速功率计算电路21计算平均功率。反馈放大值计算电路23得出平均功率与由反馈放大值计算电路23预定的目标功率RPow之间的差。中央处理电路17控制转换开关24把该差值：在本站通信的情况下，加到加法放大值设置单元25中设置的值上；在周边站监视的情况下，加到加法放大值设置单元26中设置的值上。同样地，中央处理电路17控制转换开关24把上述输出输入到接收部分增益可变放大器4和解码器8。

在这种情况下，如果差值的输出值等于或者大于第一预定误差值，则反馈放大值计算电路23工作以便选择高速功率计算电路21作为下一计算的功率计算电路。如果这个值小于第一误差值，则反馈放大值计算电路23工作以便选择正常功率计算电路22。一旦选择正常功率计算电路22，正常功率计算电路22总是工作而不与第一误差值比较，以便简化解调并且实现如上所述的稳定操作。

在选择正常功率计算电路22之后，为了在如图5中所示的衰落环境下实现稳定准确的解调，可总以具有关于接收的动态范围的容限的第二误差值来操作电路(例如第二误差值＞第一误差值)。另一方面，如果所述差值等于或者小于预定的第一误差值，则可以把高速功率计算电路21切换到正常功率计算电路22。如果该值等于或者大于第二误差值，则把正常功率计算电路22切换到高速功率计算电路21。以这种方式，可以带有滞后地进行切换操作。

如图6中所示，在上述操作中，在通电操作、从本站通信到周边站监视或者从周边站监视到本站通信切换等时候、由频率切换时间等造成的不稳定频率区域中，断开接收AGC电路20以防止操作错误。因此，断开状态切换到接通状态不会出故障，并且以类似于图6中所示的事件来执行操作流程。

如以上所描述的，接收AGC电路20可缩短在无线单元的通电或间断操作时的接收机的上升时间。

这是因为接收AGC电路20包括高速功率计算电路21和正常功率计算电路22，并且在启动接收AGC电路20时、在监视与目标接收功率的差值的同时、切换/操作高速功率计算电路21和正常功率计算电路22。

接收AGC电路20可高速执行跟踪操作，并且即使在衰落环境下也能实现稳定的调制。

这是因为设置了用于接收AGC电路20的起始值和常规值，作为用于在高速功率计算电路21和正常功率计算电路22之间切换的误差值，并且后一个误差值用于正常操作中，而一旦切换、正常功率计算电路22仅工作在其中不容易发生功率计算电路间切换的条件下，例如在超过接收动态范围的情况下。

另外，在重复执行本站通信和周边站监视时，接收AGC电路20可缩短每个站中的接收机的上升时间。

这又是因为接收AGC电路20包括用于本站通信的加法放大值设置单元25和用于周边站监视的加法放大值设置单元26，并且切换/操作分别包括提供上述作用的电路的加法放大值设置单元25和加法放大值设置单元26。

图7是表示具有按照本发明的另一实施例的接收AGC电路30的外差无线电接收机的配置的框图。

如图7中所示，当需要N个周边站监视器时，这种外差无线电接收机的接收AGC电路30包括N+1(本站+N个其他站)个加法放大值设置单元35、36、...，并且切换/操作各个站(频率)所用的各个单元，由此实现与上述实施例中相同的操作。因此，可获得如上所述的同样效果。

Claims (6)

1.一种接收自动增益控制电路，它包括：

用于以短周期计算输入信号的功率的高速功率计算电路；

用于以正常周期计算功率的正常功率计算电路；以及

用于从所述高速功率计算电路或者正常功率计算电路接收功率计算结果以便计算反馈放大值的电路，

其中，根据由所述高速功率计算电路得到的所述功率计算结果与目标接收功率之间的差值将所述高速功率计算电路切换到所述正常功率计算电路。

2.权利要求1的电路，其特征在于：所述高速功率计算电路是在通电操作或者间断操作的时候，根据所述差值而切换到所述正常功率计算电路的。

3.权利要求1的电路，其特征在于：当所述高速功率计算电路被切换到所述正常功率计算电路时，所述反馈放大值计算电路在由所述正常功率计算电路得出的功率计算结果的基础上持续计算反馈放大值。

4.权利要求1的电路，其特征在于：切换所述高速功率计算电路与所述正常功率计算电路是有一定滞后的，使得当所述差值不大于第一误差值时，所述高速功率计算电路被切换到所述正常功率计算电路，而当所述差值不小于第二误差值时，所述正常功率计算电路被切换到所述高速功率计算电路。

5.根据权利要求1的电路，特征在于还包括：

用于本站通信和周边站监视的加法放大值设置单元，所述加法放大值设置单元通过转换开关接收所述反馈放大值，并且把所述反馈放大值添加到所用的放大器，

其中，所述加法放大值设置单元，根据与外部设备的通信是本站通信还是周边站监视，来被选择性地切换。

6.权利要求5的电路，其特征在于：所述用于周边站监视的加法放大值设置单元是多个加法放大值设置单元，所述加法放大值设置单元的数量与所述周边站的数量一致。

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