CN1258261C - 无线信号放大系统和包括所述系统的电视信号译码器 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种用于无线信号的放大系统(1)，包括放大装置(6)，其由分布在模拟处理链(4)内的多个不同的放大器(61-6n)构成。本发明还包括用于把模拟信号转换成数字信号的装置(12)，其输入端和所述模拟处理链(4)的输出端相连，其输出端至少和用于控制所述放大装置的增益的装置(16)相连，所述增益控制根据代表所述无线信号(1)的特性的值进行。用这种方式，使得优化由所述转换器进行的所述无线信号(1)的采样。所述控制装置(16)包括用于建立平均增益控制信号的装置(18)。本发明的系统的特征在于，所述控制装置(16)还包括，对于所述每个放大器(61-6n)，用于按照每个放大器特定的被应用于所述平均增益控制信号的传递函数(H1-Hn)计算各自的增益控制信号(20i-20n)的装置。
Description
技术领域
本发明涉及一种用于无线信号的放大系统和包括这种系统的电视信号译码器。
背景技术
信号的无线传输具有某种技术限制。
这种信号在接收时的变劣，由于接收机和发送机之间的距离以及滤波操作而引起的衰减，都导致获得可利用的低幅值的信号。
因此，处理链总是包括放大元件，这些放大元件的校准对于信号的利用是重要的。
具体地说，当传输的信号对应于数字编码，例如OFDM(正交频分复用)编码时，其被进行频率调制和幅值调制。因而，信号具有几个幅值等级，这些幅值等级代表被传输的数字信息，其在被接收时需要被分辨，以便重构所述信号。
在信号以其模拟形式进行第一次处理之后，其中尤其是包括滤波和放大，信号被转换成数字信号。
为了尽可能精确地进行转换，信号应当被放大，使得其占据转换装置的整个的输入范围。
一般地说，通过分布在整个处理链中的若干个放大器进行放大。
例如，第一个放大器在信号的载波频率下操作，而另一个放大器在中频下操作，解调器的输入信号在所述中频下被采样。
一般地说，这些放大器的增益控制借助于用于检测输入信号的功率的环路进行，这使得能够调节放大倍数。
不过，这种单一的控制不能控制几个独立的放大器的增益。不过，这个问题可以通过增加模拟元件，使得在几个放大器之间分配总的增益来改善。
不过，这不能提供完善的控制，因为需要各个放大器都处于操作状态，并且在整个信号放大范围内增益的分配保持相同。
此外，常规的系统容易使处理链的一个或另一个放大器进入饱和，从而引起信号的失真。
发明内容
本发明旨在解决这些问题，其中提供一种配备有控制装置的放大系统，使得所述系统的每个放大器都能够按照其自己的控制信号被单独地控制。
本发明的一个目的是提供一种用于无线信号的放大系统，包括由分布在模拟处理链内的多个不同的放大器构成的放大装置，以及用于把模拟信号转换成数字信号的装置，该装置输入端和所述模拟处理链的输出端相连，其输出端至少和用于控制所述放大装置的增益的装置相连，所述增益控制根据代表所述无线信号的特性的值进行，使得优化由所述转换器进行的所述无线信号的采样，所述控制装置包括用于建立平均增益控制信号的装置，其特征在于，所述控制装置还包括，对于所述每个放大器，用于按照每个放大器自己的被应用于所述平均增益控制信号的传递函数计算各自的增益控制信号的装置。
按照本发明的其它特征：
-用于建立所述平均增益控制信号的装置包括用于估算接收的无线信号的功率的装置和用于根据所述无线信号的功率确定平均增益控制信号的装置；
-所述计算装置对于每个放大器包括用于定义所述传递函数的表，所述传递函数为在平均增益控制信号和相应于所述放大器的单独的增益控制信号之间的传递函数；
-所述传递函数对于每个放大器确定在平均增益控制信号和单独的增益控制信号之间的一系列的线性增益；
-所述传递函数被这样连续地确定，使得当其它的放大器被锁定在其最小的线性增益上时，每个放大器在线性状态下工作，从而使得放大装置的总增益是线性增益；
-构成所述放大装置的至少一个所述放大器具有模拟控制，此时所述控制装置的相应的输出通过数字/模拟转换装置和这个放大器的控制输入链接；以及
-构成所述放大装置的至少一个所述放大器具有数字控制，此时所述控制装置的相应的输出直接和这个放大器的控制输入链接。
本发明的另一个目的是提供一种使用这种放大系统的电视信号译码器。
按照本发明的其它特征：
-所述译码器适用于译码按照正交频分复用(OFDM)协议编码的信号。
从而本发明能够防止由于放大器饱和所引起的信号失真。
附图说明
通过阅读下面只以举例方式结合附图给出的说明，可以更好地理解本发明，其中：
图1表示按照本发明的放大系统的示意图；
图2和图3示意地表示按照本发明的放大系统的放大器的控制装置的细节；
图4表示在按照本发明的系统中用于确定放大器的控制信号的传递函数的示例的表；以及
图5是按照本发明的系统的放大器的每个控制信号的传递函数的曲线。
具体实施方式
参见图1，该图表示配备有按照本发明的放大系统的用于处理无线信号的系统。无线信号1由天线2接收。
例如，信号1是按照OFDM(正交频分复用)协议传输的电视信号。
信号1被引入一个模拟处理链4。
一般地说，所述处理链4集合了若干个功能，并且包括多个放大器61到6n，这些放大器按照常规方式构成放大装置6。放大器61到6n可以被包括在处理链4的功能元件中，或者被插入这些元件之间。
例如，放大器61被包括在调谐器系统中，并由滤波装置8和放大器62分隔开。
此外，处理链4例如包括常规的频率变换装置10。
因此显然可以看出，在上述的结构中，放大器61和62在无线信号1的载波频率下操作，放大器6n在用于进行采样操作的中频下操作。
处理链4的输出和用于对信号进行采样的模/数转换装置12链接。
例如，这些转换装置12由被集成为一个电子元件的转换器构成。
在模/数转换器12的输出获得的数字信号被传送到负责其解释的解调器14。
例如，解调器14是按照OFDM协议编码的电视信号的解调器。
控制装置16还和转换器12的输出链接，因此能够根据被处理过的和被数字化的无线信号1控制放大装置6。
控制装置16在输入端包括用于建立平均增益控制信号的装置。这个信号使得能够确定放大装置6的总增益，使得最好地利用转换器12的输入范围和精度。
所述建立装置18的操作的细节的例子在后面参照图2进行说明。
在本发明的范围内，平均控制信号被传送给计算装置201到20n，它们使得能够由平均增益控制信号形成若干个单独的用于每个放大器61到6n的控制信号。
这些计算装置201到20n由一个总的标号20表示。
对于每个放大器61到6n，规定在平均增益控制信号和单独的增益控制信号之间应用的传递函数H1到Hn。
参照图3详细说明这些传递函数中的一个传递函数的获得和实现。
专用于每个放大器61到6n的数字控制信号被这样获得。
然后把这些信号利用数/模转换装置221到22n例如集成的转换器转换成模拟信号，并传递给每个放大器61到6n。
例如，各个增益控制信号是在0和5V之间改变的直流电压，其控制放大器61到6n的增益。
在另一种配置中，放大器61到6n适用于由数字信号直接控制，借以使得不需要把单独的数字控制信号转换成单独的模拟控制信号。
因此所述的系统使得能够单独地控制每个放大器61到6n。
例如，如果我们想要避免各个放大器饱和，则使用放大器61到6n，其信号输入电平的范围越来越大。因而，放大装置6被用这种方式控制，使得第一放大器用于非常弱的信号，并且当前一个放大器达到其饱和区限制并被限制于这个增益时，相继地使用其它的放大器。
图2表示用于建立平均增益控制信号的装置18的细节。
建立装置18接收作为其输入的来自转换器12的数字信号。
这个信号被平方，从而由功率估算器装置26估算其功率。
此后，这个值被引入比较器28，所述比较器从所述的值中减去一个代表理论平均功率的固定值α。
这个值α根据转换器12和使用的调制的参数是固定的；其对应于用于进行采样操作的最佳的平均功率。
此后，借助于常规的数字累加环进行滤波，所述累加环由用于以常规方式施加一个系数β的乘法器30、加法器32和寄存器34构成，使得用于确定在接收的无线信号1的功率和理论平均功率之间的平均偏移信号。
这个信号作为增益控制装置的信号，并被传送给计算装置20。
在图3中示出了构成计算装置20的元件，其使得能够确定放大器6i的传递函数。
这些元件在输入端接收由建立装置18确定的平均增益控制信号。
这个信号被输入到比较器36i和装置38i，用于确定放大器6i的单独的控制信号。
比较器36i比较平均增益控制信号和专用于放大器6i的操作表40i。
参照图4给出了一个示例的操作表。
所述的表40i使得能够根据平均增益控制信号的值确定用于规定用于控制放大器6i的增益的单独的信号的传递函数。
平均增益控制信号的值被任意地在0和1之间标称化了，并且这个范围被任意地分成了5个相等的间隔，在这些间隔上分别应用系数0，1，3，1和0。
因而，如果平均增益控制信号具有0.5的标称值，借助于表40i，比较器36i确定要应用的传递函数，并把这个值传递给确定装置38i。
在这个例子中，所述确定装置38i对平均增益控制信号应用一个具有导向系数3的仿射函数，从而得到放大器6i的单独的增益控制信号。
因而旨在用于放大器6i的单独的增益控制信号由平均增益控制信号和专用于放大器6i的操作表40i获得。
此后这个信号被传递给数/模转换器22i，然后被传递到放大器6i。
当然，一组类似的元件被设置在用于控制放大器61到6n的每个电路上。
因此，计算装置20包括比较器361-36n，确定装置381-38n，以及操作表401-40n。
不过，可以设想用相同的方式通过使用同一个控制元件组控制几个放大器。
图5示出了曲线Hi，其表示源自参照图4说明的表40i的传递函数。
也以举例方式示出了曲线H1和Hn，它们相应于根据平均增益控制信号描述用于增益控制放大器61到6n的单独的信号的传递函数。
操作表401-40n首先根据要获得的放大装置6的总的增益被确定。
具体地说，放大装置6的总增益等于每个放大器61到6n的增益的和。这些增益是单独的增益控制信号本身的函数，这些增益控制信号由对平均增益控制信号应用传递函数H1-Hn得到。
例如，在我们想要获得线性总增益的情况下确定传递函数H1-Hn，除去一个放大器之外，所有的放大器61到6n被配置成其线性区的最小增益，然后确定输入信号范围1，因而作为能够使这个放大器线性地工作的平均增益控制信号范围。
在这个区域之外，单独的增益控制信号使得放大器的增益是常数。
对于所有放大器连续地重复这些操作，从而获得一组传递函数H1-Hn。
这样，传递函数H1-Hn便被连续地确定了，使得当其它的放大器被锁定在其最小线性增益时，放大器61到6n的每一个都在线性状态下操作，从而放大装置6的总增益是线性增益。
因此显然可以看出，对于给定的放大器组，本发明使得能够获得最大的放大控制范围。
具体地说，本发明使得能够放大幅值非常低的信号而不会发生失真。
具体地说，本发明使得不会达到放大器链中的各个放大器的饱和区，同时保持放大装置的总增益的控制。
特别是，因而我们可以设法确定一个线性总增益，同时避免在转换器级出现信号的饱和。
这种控制装置16可以用常规方式以数字方式在集成电路中容易地被插入。
虽然已经说明了本发明的一个实施例，但是不应当认为，所述的一个实施例限制本发明的范围。
特别是，本发明也可以限定一个不是线性的总增益，使得例如校正传输方面的缺陷。
用同样方式，这种系统也可以用这种方式构成，使得补偿某个放大器的缺陷。
此外，所选择的例子中使用按照OFDM协议编码的电视信号。当然，本发明也可以应用于所述类型之外的其它类型的无线信号。
同样，在本发明在OFDM解调器中使用的范围内，可以设想在控制装置中使用通道估算器，用于确定接收的无线信号的功率。
还可以设想使用根据执行的调制类型和所用的接收机的类型修改系数α和β的装置。
Claims (9)
1.一种用于无线信号(1)的放大系统，包括由分布在模拟处理链(4)内的多个不同的放大器(61-6n)构成的放大装置(6)，以及用于把模拟信号转换成数字信号的装置(12)，该装置(12)的输入端和所述模拟处理链(4)的输出端相连，其输出端至少和用于控制所述放大装置的增益的装置(16)相连，所述增益控制根据代表所述无线信号(1)的特性的值进行，使得优化由所述转换器(12)进行的所述无线信号(1)的采样，所述控制装置(16)包括用于建立平均增益控制信号的装置(18)，其特征在于，所述控制装置(16)还包括，对于所述每个放大器(61-6n)，用于按照每个放大器自己的被应用于所述平均增益控制信号的传递函数(H1-Hn)计算各自的增益控制信号(20i-20n)的装置。
2.如权利要求1所述的放大系统，其特征在于，用于建立所述平均增益控制信号的装置(18)包括用于估算接收的无线信号(1)的功率的装置(26)和用于根据所述无线信号(1)的功率确定平均增益控制信号的装置。
3.如权利要求1或2所述的放大系统，其特征在于，所述计算装置(201-20n)包括对于每个放大器(61-6n)的表(401-40n)，该表定义平均增益控制信号和对应于所述放大器的单独的增益控制信号之间的所述传递函数(H1-Hn)。
4.如权利要求3所述的放大系统，其特征在于，所述传递函数(H1-Hn)对于每个放大器(61-6n)确定在平均增益控制信号和单独的增益控制信号之间的一系列的线性增益。
5.如权利要求1或2所述的放大系统，其特征在于，所述传递函数(H1-Hn)被这样连续地确定，使得当其它的放大器被锁定在其最小的线性增益上时，每个放大器(61-6n)在线性状态下工作，从而使得放大装置(6)的总增益是线性增益。
6.如权利要求1或2所述的放大系统，其特征在于，构成所述放大装置(6)的至少一个所述放大器(61-6n)具有模拟控制，所述控制装置(16)的相应的输出通过数字/模拟转换装置(221-22n)和这个放大器的控制输入链接。
7.如权利要求1或2所述的放大系统，其特征在于，构成所述放大装置(6)的至少一个所述放大器(61-6n)具有数字控制，此时所述控制装置(16)的相应的输出直接和这个放大器的控制输入链接。
8.一种电视信号译码器，其特征在于它包括如权利要求1-7任何一个所述的放大系统。
9.如权利要求8所述的译码器，其特征在于，所述译码器适用于译码按照正交频分复用(OFDM)协议编码的信号。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| C17 | Cessation of patent right | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |
Granted publication date: 20060531 |