CN217935575U - 自动增益控制装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开一种自动增益控制装置，其包括低噪声功率放大器LNA、RFIC射频芯片以及接收信号强度RSSI计算模块，所述噪声功率放大器LNA的输出端接于RFIC射频芯片的输入端，所述RFIC射频芯片和接收信号强度RSSI计算模块相互连接；所述接收信号强度RSSI计算模块包括顺次连接的模数转换器ADC、解调器、判决反馈均衡器以及RSSI值输出单元，所述RSSI值输出单元与所述RFIC射频芯片的增益控制模块相连接。本申请通过RFIC射频芯片来代替现有技术的滤波器FILTER和可变增益放大器PGA等模块，减少了射频开关的数量，降低了控制延迟和功耗，提高了增益控制速率。
Description
技术领域
本实用新型涉及通信技术领域，具体是一种自动增益控制装置。
背景技术
在通信系统中，需要处理不同灵敏度范围的信号，由于ADC的位数有限，就需要调节合适的增益，将信号调整到一个合适的范围，达到其最佳的解调效果。
目前市场上流行的通信系统，其原理框图如图1所示，其工作原理如下：系统中有三个可以控制增益的部分，分别是LNA(低噪放大器)，位于射频前端，具有较低噪声系数的放大器，中频滤波器FILTER(滤波器)，以及PGA(可变增益放大器)。具体的增益控制流程如下：
1)计算由当前接收的射频信号转换形成的中频信号在中频滤波之前的第一中频信号强度和中频滤波之后的第二中频信号强度；
2)根据第二中频信号强度来判断当前的接收信号是否有效；
3)当判断当前的接收信号有效时，根据第一中频信号强度来确定接收信号强度，进而确定射频信号放大模块输出的射频信号的强度期望值；
4)基于接收信号强度和射频信号的强度期望值来调节射频信号放大模块的当前增益。
上述现有技术的通信系统具有如下不足：多为离散器件，模块多不易协调，控制复杂、延迟高，器件间隔离度要求高，动态调节范围小，精度低，性能指标难以调控。
实用新型内容
在下文中给出了关于本实用新型实施例的简要概述，以便提供关于本实用新型的某些方面的基本理解。应当理解，以下概述并不是关于本实用新型的穷举性概述。它并不是意图确定本实用新型的关键或重要部分，也不是意图限定本实用新型的范围。其目的仅仅是以简化的形式给出某些概念，以此作为稍后论述的更详细描述的前序。
为解决上述技术问题，本实用新型提供一种自动增益控制装置，其包括低噪声功率放大器LNA(Low Noise Amplifier)、RFIC射频芯片以及接收信号强度RSSI(ReceivedSignal Strength Indicator)计算模块，所述噪声功率放大器LNA的输出端接于RFIC射频芯片的输入端，所述RFIC射频芯片和接收信号强度RSSI计算模块相互连接；所述接收信号强度RSSI计算模块包括顺次连接的模数转换器ADC(Analog-to-digital converter)、解调器、判决反馈均衡器以及RSSI值输出单元，所述RSSI值输出单元与所述RFIC射频芯片的增益控制模块相连接。
进一步的，所述RFIC射频芯片包括低噪声放大器、混频器、射频滤波器、缓冲器和增益控制模块，低噪声放大器、混频器、射频滤波器和缓冲器顺次连接，低噪声放大器的输出端和混频器的输出端均与增益控制模块的输入端连接，增益控制模块的输出端与缓冲器的输入端连接；所述RSSI值输出单元接于低噪声放大器和增益控制模块之间，且所述RSSI值输出单元还接于混频器和增益控制模块之间，具体的，RSSI值输出单元的输入端接于低噪声放大器的输出端，RSSI值输出单元的输出端接于增益控制模块的输入端，且RSSI值输出单元的输入端还同时接于混频器的输出端，RSSI值输出单元的输出端接于增益控制模块的输入端。
其中，低噪声放大器、混频器、射频滤波器用于检测射频信号的幅度值；增益控制模块用于根据射频信号的幅度值控制所述RFIC射频芯片的最大增益。
进一步的，所述RFIC射频芯片采用Situne的射频收发芯片实现，比如，Situne的IceWings射频收发器。
本技术方案利用集成的RFIC射频芯片来改善原来线路的缺陷，集成的RFIC射频芯片代替了滤波器FILTER和可变增益放大器PGA，通过对同一模块的控制实现多个部分的增益控制。具体的，从接收时隙开始，接收信号强度RSSI计算模块获得相对准确的RSSI值，RSSI值与预设阈值比较，得到需调整的增益步径(粗调/细调，增大/减小)，同时调整后的增益步径配置给RFIC射频芯片的增益控制模块，在增益范围内重复上述操作直到输出信号在预期范围内。
本实用新型采用集成的RFIC射频芯片代替了滤波器FILTER和可变增益放大器PGA等模块，实现多个离散器件的功能，极大的提高了系统的性能；且减少了射频开关的数量，降低了控制延迟和功耗，提高了增益控制速率。
附图说明
本实用新型可以通过参考下文中结合附图所给出的描述而得到更好的理解，其中在所有附图中使用了相同或相似的附图标记来表示相同或者相似的部件。所述附图连同下面的详细说明一起包含在本说明书中并且形成本说明书的一部分，而且用来进一步举例说明本实用新型的优选实施例和解释本实用新型的原理和优点。在附图中：
图1为现有技术中通信系统的原理框图；
图2为本实用新型的自动增益控制装置的原理框图。
具体实施方式
下面将参照附图来说明本实用新型的实施例。在本实用新型的一个附图或一种实施方式中描述的元素和特征可以与一个或更多个其它附图或实施方式中示出的元素和特征相结合。应当注意，为了清楚的目的，附图和说明中省略了与本实用新型无关的、本领域普通技术人员已知的部件和处理的表示和描述。
在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
本技术方案利用集成的RFIC来改善现有技术的线路的缺陷，选用Situne的集成RFIC射频芯片来代替滤波器FILTER和可变增益放大器PGA，通过对同一模块的控制实现多个部分的增益控制。作为一个具体的实施例，参见图2，本实用新型的自动增益控制装置，包括低噪声功率放大器LNA(Low Noise Amplifier)、RFIC射频芯片以及接收信号强度RSSI(Received Signal Strength Indicator)计算模块，噪声功率放大器LNA的输出端接于RFIC射频芯片的输入端，RFIC射频芯片和接收信号强度RSSI计算模块相互连接；接收信号强度RSSI计算模块包括顺次连接的模数转换器ADC(Analog-to-digital converter)、解调器、判决反馈均衡器VSPA以及RSSI值输出单元，RSSI值输出单元与所述RFIC射频芯片的增益控制模块相连接。
RFIC射频芯片包括低噪声放大器、混频器、射频滤波器、缓冲器和增益控制模块，低噪声放大器、混频器、射频滤波器和缓冲器顺次连接，低噪声放大器的输出端和混频器的输出端均与增益控制模块的输入端连接，增益控制模块的输出端与缓冲器的输入端连接；RSSI值输出单元接于低噪声放大器和增益控制模块之间，且RSSI值输出单元还接于混频器和增益控制模块之间，具体的，RSSI值输出单元的输入端接于低噪声放大器的输出端，RSSI值输出单元的输出端接于增益控制模块的输入端，且RSSI值输出单元的输入端还同时接于混频器的输出端，RSSI值输出单元的输出端接于增益控制模块的输入端。
其中，低噪声放大器、混频器、射频滤波器用于检测射频信号的幅度值；增益控制模块用于根据射频信号的幅度值控制所述RFIC射频芯片的最大增益。
使用时，从接收时隙开始，通过算法获取相对准确的RSSI值；RSSI值与预设阈值比较，得到需调整的增益步径(粗调/细调，增大/减小)；计算调节后应设的增益值配置给RFIC；在增益范围内重复上述操作直到输出信号在预期范围内。
RFIC射频芯片可采用Situne的IceWings射频收发器实现，减少了射频开关的数量，降低了控制延迟和功耗，提高了增益控制速率；且实现多个离散器件的功能，极大的提高了系统的性能。
本实用新型通过上述方案，支持3级增益控制：RF、混频器、滤波器，高达72dB的增益调节范围(-4～68dB)，以接收更宽范围的通信信号；其增益调节步径可达0.5dB，高精度的增益调节使接收信号达到更佳的解调效果；此外，通过RSSI算法优化获取更准确的RSSI值，信号经过解调器后，判决反馈均衡器VSPA通过数字域算法计算得到RSSI值，提高了RSSI值的精确度。
应该强调，术语“包括/包含”在本文使用时指特征、要素、步骤或组件的存在，但并不排除一个或更多个其它特征、要素、步骤或组件的存在或附加。
尽管上面已经通过对本实用新型的具体实施例的描述对本实用新型进行了披露，但是，应该理解，上述的所有实施例和示例均是示例性的，而非限制性的。本领域的技术人员可在所附权利要求的精神和范围内设计对本实用新型的各种修改、改进或者等同物。这些修改、改进或者等同物也应当被认为包括在本实用新型的保护范围内。
Claims (3)
1.一种自动增益控制装置，其特征在于：包括低噪声功率放大器LNA、RFIC射频芯片以及接收信号强度RSSI计算模块，所述噪声功率放大器LNA的输出端接于RFIC射频芯片的输入端，所述RFIC射频芯片和接收信号强度RSSI计算模块相互连接；所述接收信号强度RSSI计算模块包括顺次连接的模数转换器ADC、解调器、判决反馈均衡器以及RSSI值输出单元，所述RSSI值输出单元与所述RFIC射频芯片的增益控制模块相连接。
2.根据权利要求1所述的自动增益控制装置，其特征在于：所述RFIC射频芯片包括低噪声放大器、混频器、射频滤波器、缓冲器和增益控制模块，低噪声放大器、混频器、射频滤波器和缓冲器顺次连接，低噪声放大器的输出端和混频器的输出端均与增益控制模块的输入端连接，增益控制模块的输出端与缓冲器的输入端连接；所述RSSI值输出单元接于低噪声放大器和增益控制模块之间，且所述RSSI值输出单元还接于混频器和增益控制模块之间。
3.根据权利要求1所述的自动增益控制装置，其特征在于：所述RFIC射频芯片采用Situne的射频收发芯片实现。
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Publications (1)
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| CN202221879504.1U Active CN217935575U (zh) | 2022-07-20 | 2022-07-20 | 自动增益控制装置 |
Country Status (1)
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2022
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