TWI385916B - 無線接收器之增益控制電路 - Google Patents

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TWI385916B
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    • H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03G—CONTROL OF AMPLIFICATION
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Description

無線接收器之增益控制電路
本發明有關於一種無線接收器之增益控制電路，在類比增益控制中加入數位增益控制，可提高增益調整上的線性度，並減少增益切換時所產生的暫態反應。
無線接收器的增益控制電路為了達到高動態範圍的需求，可根據輸入訊號的大小而改變放大器的增益。於是在小的輸入訊號時，增益控制電路將使用高增益放大輸入訊號，反之，在大的輸入訊號時，使用低增益縮小輸入訊號，藉此以利於隨後的解調器解調。
習用增益控制電路可選擇採用類比增益控制方式或數位增益控制方式來調整各增益級放大器的增益。採用類比方式的增益控制電路可緩慢的切換放大器增益，以減緩暫態反應的產生，而避免影響到輸入訊號的訊號品質。
然，採用類比方式控制，在增益調整時必須對於各級放大器之射頻規格進行相互的考量，以避免在增益調整上產生錯誤。因此，射頻規格較嚴謹的放大器，例如：低雜訊放大器，採用類比方式調整放大器增益將容易進入非線性區的操作區域，使得輸入訊號的放大增益達不到線性度的要求，進而無線接收器無法操作於最佳化的工作狀態。
為了提高放大器增益的線性度而採用數位方式的增益控制電路，在增益調整時不需要考量到其他增益級放大器 的射頻規格，並且可依各增益級放大器的射頻規格而個別進行各增益級放大器的增益調整，藉此以得到一較佳線性度的無線接收器。
然，採用數位方式控制，往往一次就將增益切換到所要的增益大小，如此，在大幅度調升或調降增益的過程中，輸入訊號將容易呈現出一比較激烈的暫態反應，而影響到輸入訊號的訊號品質，並會依此增加解調器解調輸入訊號的困難度。因此，習用增益控制電路純類比方式或純數位方式調控各增益級放大器的增益都存在有其優劣之處。
本發明之主要目的，在於提供一種無線接收器之增益控制電路，主要以類比增益控制方式調整放大器增益，並在射頻規格較嚴謹的放大器中加入數位增益控制方式，以提高放大器增益調整時的線性度。
本發明之次要目的，在於提供一種無線接收器之增益控制電路，數位增益控制電路制定有多階層增益曲線，並且各階層增益曲線操作在相同的電壓區段中，將可減少數位增益控制電路中比較器的設置數量，以降低硬體電路的成本。
本發明之又一目的，在於提供一種無線接收器之增益控制電路，數位增益控制電路制定有多階層增益曲線，並在增益切換時，選擇一階接著一階進行切換，以逐漸地切換至適當的增益大小，如此將可避免一次就將增益切換到 所要的增益大小，而產生一激烈的暫態反應。
為達成上述目的，本發明提供一種無線接收器之增益控制電路，其結構包括有：複數級放大器，包括有至少一前級放大器及複數個後級放大器，後級放大器連接前級放大器；一類比增益控制電路，連接後級放大器，用以產生一類比控制電壓，並依據類比控制電壓以一類比方式調整後級放大器之增益；及一數位增益控制電路，連接類比增益控制電路及前級放大器，用以接收類比控制電壓，並對於前級放大器制定出多階層之增益曲線，複數個增益曲線皆操作在一第一預設電壓值與一第二預設電壓值之間，當類比控制電壓超出該第一預設電壓值與第二預設電壓值之間的電壓區段時，便會進行不同增益曲線之間的切換。
為達成上述另一目的，本發明提供一種無線接收器之增益控制電路，其主要結構包括有：複數級放大器，包括有至少一前級放大器及複數個後級放大器，後級放大器連接該前級放大器；一類比增益控制電路，連接後級放大器，用以產生一類比控制電壓，並依據類比控制電壓以一類比方式調整後級放大器之增益；及一數位增益控制電路，連接類比增益控制電路及前級放大器，用以接收類比控制電壓，並對於前級放大器制定出多階層增益曲線，複數個增益曲線皆操作在一第一預設電壓值與一第二預設電壓值之間，第一預設電壓值與第二預設電壓值間將包括有複數個電壓區段，各增益曲線分別操作在不同的電壓區段中，當類比控制電壓超出各增益曲線所對應的電壓區段時，便進 行不同增益曲線的切換，且兩相鄰之增益曲線所操作的電壓區段有部份的區段重疊。
首先，請參閱第1圖及第2圖，分別為本發明無線接收器之增益控制電路一較佳實施例之方塊示意圖及數位增益控制電路之增益曲線示意圖。如圖所示，無線接收器100主要結構包括有複數級放大器11/13、一類比增益控制電路20及一數位增益控制電路30。
放大器包括有至少一前級放大器11及複數個後級放大器13。前級放大器11可為一低雜訊放大器(LNA)，而後級放大器13可為一中頻放大器(IFA)及/或一功率放大器(PA)，且後級放大器13連接前級放大器11，藉此，各級放大器11/13將對於天線10所接收的輸入訊號進行增益調整的動作，其中輸入訊號可為一射頻或類比訊號。
類比增益控制電路20連接各後級放大器13，並用以接收一指示訊號，其中指示訊號由一訊號指示器701所產生，且訊號指示器701可整合在一基頻晶片700、一中頻電路或一零中頻電路中。
一般而言，無線接收器100會決定一固定振幅的基準值，而訊號指示器701將根據該基準值，判定無線接收器100的放大增益過高或過低，並產生一反向大小的指示訊號，以通知無線接收器100朝反方向進行增益的調整，並使得輸入訊號縮小或放大到該基準值的振幅大小。
類比增益控制電路20用以接收該指示訊號，並根據指示訊號以產生一類比控制電壓(VAGC)，其中類比控制電壓(VAGC)以類比方式調整後級放大器13的增益大小。
數位增益控制電路30連接類比增益控制電路20及前級放大器11，用以接收類比增益控制電路20所產生的類比控制電壓(VAGC)，並且對於前級放大器11制定出多階層之增益曲線，例如：Gain 1~4，以及設定有一第一預設電壓值V0及一第二預設電壓值V4。
各階層之增益曲線將重疊操作在第一預設電壓值V0與第二預設電壓值V4之間，如第2圖所示，當類比控制電壓(VAGC)超出第一預設電壓值V0與第二預設電壓值V4間之電壓區段時，數位增益控制電路30便會進行不同增益曲線之間的切換動作，藉此以數位方式調整該前級放大器11的增益大小。
在本發明實施例中，以類比方式作為主要的增益調整，並在無線接收器100之增益區段中(例如：80db)取出一小段區間(例如：12db)作為數位增益控制的調整區段。藉以類比方式搭配數位方式進行放大器增益的調整，將可避免只使用類比方式調整放大器增益而容易進入非線性區的操作區域，以提高無線接收器100之增益調整上的線性度。
請參閱第2圖及第3圖，分別為本發明數位增益控制電路之增益曲線示意圖及方塊示意圖。如圖所示，數位增益控制電路30包括有一類比數位轉換器31及一數位控制器33，其中類比數位轉換器31用以接收一類比控制電壓 (VAGC)及一參考電壓Vref並輸出一數位訊號D。
類比數位轉換器31在所接收的參考電壓vref中取出第一預設電壓值V0及第二預設電壓值V4，並在第一預設電壓值V0及第二預設電壓值V4間設定有複數個電壓準位V0、V1、V2、V3及V4...等，類比控制電壓(VAGC)分別與各電壓準位進行比較，以對應產生一數位訊號D。其中類比數位轉換器31可為一快閃式的類比數位轉換器(Flash ADC)。
數位控制器33連接類比數位轉換器31，用以接收數位訊號D，並根據數位訊號D進行增益曲線的切換動作。此外，數位控制器33將對於前級放大器11制定出該多階層之增益曲線，以根據數位訊號D決定切換至上一階層或下一階層的增益曲線。
請參閱第2圖及第4圖，分別為本發明數位增益控制電路之增益曲線示意圖及類比數位轉換器之電路連接圖。如圖所示，類比數位轉換器31包括有複數個第一電阻器311、一第一電壓緩衝器312、一第二電壓緩衝器314、複數個第二電阻器313及複數個比較器315。
各第一電阻器311以串聯的方式設置，並於串聯的第一電阻器311上形成一負載電壓VD ，例如串聯之第一電阻器311上連接有一參考電壓及一接地端。第一電壓緩衝器312連接至串聯之第一電阻器311上的第一接點X1，以接收第一接點X1上所產生的第一預設電壓值V0(例如：0.99V)。第二電壓緩衝器314則連接至串聯之第一電阻器 311上的第二接點X2，以接收第二接點X2上所產生的第二預設電壓值V4(例如：1.18V)。
各第二電阻器313以串聯的方式設置並連接於第一電壓緩衝器312及第二電壓緩衝器314的輸出端，並產生複數個電壓準位，例如：V0~V4。
而各比較器315分別連接相對應的電壓準位及類比控制電壓(VAGC)，並將對應的電壓準位及類比控制電壓(VAGC)進行比對，以分別輸出一比較值，例如：D4 ~D0 ，其中以各個比較值D4 ~D0 組成數位訊號D。
本發明無線接收器100在數位增益控制方式中制定有多階層之增益曲線Gain 1~4，各增益曲線將重疊操作在第一預設電壓值V0(例如：0.99V)與第二預設電壓值V4(例如：1.18V)之間的電壓區段，且增益曲線在第一預設電壓值V0與第二預設電壓值V4之間的斜率將存在有一增益變化，例如：3db，而相鄰的增益曲線間之增益高度將落差有一增益階梯41/43，例如：3db或5db。
此外，在第一預設電壓值V0與第二預設電壓值V4間將有複數個電壓準位V0、V1、V2、V3及V4...等，該電壓準位亦可代表類比數位轉換器31的切換準位。
本實施例數位增益控制方式具有一往下增益切換模式及一往上增益切換模式。往下增益切換模式：在類比控制電壓(VAGC)高於第二預設電壓值V4時將切換至下一階層之增益曲線。往上增益切換模式：在類比控制電壓(VAGC)低於第一預設電壓值V0時將切換至上一階層之增益曲線。 藉此往下增益切換及往上增益切換將分別具有不同的增益切換點，以形成一遲滯效應。
本實施例之無線接收器100接收一較大的輸入訊號時，訊號指示器701將通知類比增益控制電路20所產生的類比控制電壓(VAGC)往增益變小的方向調整。
若類比控制電壓(VAGC)在經過四個電壓準位的變換(V0→V4)後，而高於第二預設電壓值V4時，類比數位轉換器31所輸出之數位訊號D的狀態將為(11111)，而數位控制器33會根據數位訊號(11111)將目前的增益曲線直接往下切換，例如在本實施例中，數位增益控制電路30一開始操作在增益曲線Gain 1上，並由增益曲線Gain 1往下切換至Gain 2，使得前級放大器11的增益往下調整一增益階梯41。
在增益突然往下切換之後，基頻晶片700之訊號指示器701將指示類比控制電壓(VAGC)往抵消數位的增益階梯41變化的方向移動。換言之，Gain 1→Gain 2代表降低增益的動作，則訊號指示器701將會指示類比控制電壓(VAGC)往增加增益的方向移動，以抵消增益階梯41之增益變化量。
在一工作週期後，例如：無線接收器100之增益控制的迴路時間，假如數位控制器33對類比數位轉換器31輸出的數位訊號D進行取樣的結果仍為(11111)，即表示增益的調降量不夠，並必須繼續切換至下一階層增益曲線Gain 2→Gain 3。
當數位訊號D不為(11111)，例如：節點411上而相對的數位訊號為(11110)，或已切換至最後一階層之增益曲 線，例如：Gain 4，數位增益控制電路30才會停止對於前級放大器11進行增益往下切換的動作。
由於本發明數位增益控制電路30設計有一遲滯的功能，因此在類比控制電壓(VAGC)未小於第一預設電壓值V0時，數位增益控制電路30便不會對於增益曲線進行調升切換，以避免數位增益不斷的切換，而導致無線接收器100無法收發訊號。
反之，當輸入訊號轉變為一較小的輸入訊號時，訊號指示器701將通知類比增益控制電路20所產生的類比控制電壓(VAGC)往增益變大的方向調整。
假設數位增益控制電路30操作在增益曲線Gain 3，類比控制電壓(VAGC)在經過四個電壓準位的變換(V4→V0)而低於第一預設電壓值V0時，類比數位轉換器31所輸出之數位訊號D的狀態將為(00000)，而數位控制器33會根據數位訊號(00000)將目前的增益曲線Gain 3直接往上切換至Gain 2，並將前級放大器11的增益往上調整一增益階梯43。
在增益突然往上切換之後，基頻晶片700之訊號指示器701將指示類比控制電壓(VAGC)往抵消數位的增益階梯43變化的方向移動。換言之，若Gain 3→Gain 2代表拉升增益的動作，則訊號指示器701將會指示類比控制電壓(VAGC)往降低增益的方向移動，以抵消增益階梯43之增益變化量。
在一工作週期後，假如數位控制器33對類比數位轉換器31輸出的數位訊號D進行取樣的結果仍為(00000)，即表 示增益的調升量不夠，並必須繼續切換至上一階層增益曲線Gain 2→Gain 1。
當數位訊號D不為(00000)，例如：節點413上而相對的數位訊號為(11000)，或已切換至增益曲線Gain 1，數位增益控制電路30才會停止對於前級放大器11進行增益往上切換的動作。
由於本發明數位增益控制電路30設計有一遲滯的功能，因此在類比控制電壓(VAGC)未大於第二預設電壓值V4時，數位增益控制電路30便不會對於增益曲線進行調降切換。
藉此，在數位增益控制電路30中導入一遲滯功能，將使得往下增益切換及往上增益切換分別具有不同的增益切換點，並且彼此間必須進行四個電壓準位的轉換，數位控制電路30才會進行增益切換的動作，以避免只設單一個增益切換點，類比控制電壓(VAGC)恰好落在此增益切換點上，將會因此導致增益不斷地上下切換，而形成控制迴路的震盪。
又，本實施例之數位增益控制電路30將各階層增益曲線Gain 1~4操作在相同的電壓區段中(第一預設電壓值V0與第二預設電壓值V4間)，藉此，將可減少類比數位轉換器31之比較器315的設置數量，以降低硬體電路的成本。
並且，本實施例無線接收器100在數位增益切換時，將一階接著一階進行切換，以逐漸地切換至適當的增益曲線，如此將可避免一次就將增益切換到所要的增益大小， 而產生一激烈的暫態反應。
請參閱第5圖及第6圖，分別為本發明無線接收器之增益控制電路又一實施例之方塊示意圖及數位增益控制電路之增益曲線示意圖。如圖所示，本實施例之無線接收器500之結構相似於第1圖實施例之無線接收器100。兩者差別在於：第1圖實施例之數位增益控制電路(30)所制定的多階層之增益曲線將操作在相同的電壓區段中(如第2圖所示)，而本實施例數位增益控制電路50所制定的多階層之增益曲線將分別操作在不同的電壓區段中，如第6圖所示。
本實施例數位增益控制電路50連接類比增益控制電路20及前級放大器11，用以接收類比增益控制電路20所產生的類比控制電壓(VAGC)，並且對於前級放大器11制定出多階層之增益曲線，例如：Gain 1~4，以及設定有一第一預設電壓值V0及一第二預設電壓值V6。
第一預設電壓值V0與第二預設電壓值V6間將包括有複數個電壓區段，各增益曲線分別操作在不同的的電壓區段中，例如：增益曲線Gain 1操作於V0~V3，增益曲線Gain 2操作於V1~V4，增益曲線Gain 3操作於V2~V5，增益曲線Gain 4操作於V3~V6。
當類比控制電壓(VAGC)超出各增益曲線所對應的電壓區段時，數位增益控制電路50便會進行不同增益曲線之間的切換動作，如此以數位方式調整該前級放大器11的增益大小。
此外，兩相鄰之增益曲線所操作的電壓區段將有部份 的區段彼此重疊，例如：增益曲線Gain 1與Gain 2之V1~V3電壓區段。
再者，各電壓區段分別包括有一第一臨界電壓值及一第二臨界電壓值，例如：增益曲線Gain 1所操作的電壓區段中之第一臨界電壓值為V0及第二臨界電壓值為V3。
當類比控制電壓(VAGC)高於增益曲線所對應的第二臨界電壓值時切換至下一階層之增益曲線，而類比控制電壓(VAGC)低於增益曲線所對應的第一臨界電壓值時切換至上一階層之增益曲線。
請參閱第6圖及第7圖，分別為本發明數位增益控制電路之增益曲線示意圖及方塊示意圖。如圖所示，數位增益控制電路50包括有一類比數位轉換器51及一數位控制器53，其中類比數位轉換器51用以接收一類比控制電壓(VAGC)及一參考電壓Vref並輸出一數位訊號D。
類比數位轉換器51在所接收的參考電壓vref中取出第一預設電壓值V0及第二預設電壓值V6，並在第一預設電壓值V0與第二預設電壓值V6間設定有複數個電壓準位V0、V1、V2、V3、V4、V5及V6...等，類比控制電壓(VAGC)分別與各電壓準位進行比較，以對應產生一數位訊號D。其中類比數位轉換器51可為一快閃式的類比數位轉換器(Flash ADC)。
數位控制器53連接類比數位轉換器51，用以接收數位訊號D，並根據數位訊號D進行增益曲線的切換動作。此外，數位控制器53將對於前級放大器11制定出該多階層之 增益曲線，以根據數位訊號D決定切換至上一階層或下一階層的增益曲線。
請參閱第6圖及第8圖，分別為本發明數位增益控制電路之增益曲線示意圖及類比數位轉換器之電路連接圖。如圖所示，類比數位轉換器51包括有複數個第一電阻器511、一第一電壓緩衝器512、一第二電壓緩衝器514、複數個第二電阻器513及複數個比較器515。
各第一電阻器511以串聯的方式設置，並以串聯的第一電阻器511上形成一負載電壓VD ，例如串聯之第一電阻器511上連接有一參考電壓及一接地端。第一電壓緩衝器512連接至串聯之第一電阻器511上的第一接點X1，以接收第一接點X1上所產生的第一預設電壓值V0(例如：0.99V)。第二電壓緩衝器514則連接至串聯之第一電阻器511上之一第二接點X2，以接收第二接點X2上所產生的第二預設電壓值V6(例如：1.275V)。
各第二電阻器513以串聯的方式設置並連接於第一電壓緩衝器512及第二電壓緩衝器514的輸出端間，並分壓產生複數個電壓準位，例如：V0~V6。
而各比較器515分別連接相對應的電壓準位及類比控制電壓(VAGC)，並將對應的電壓準位及類比控制電壓(VAGC)進行比對，以分別輸出一比較值，例如：D6 ~D0 ，其中以各個比較值D6 ~D0 組成數位訊號D。
本發明無線接收器500在數位增益控制方式中制定有多階層之增益曲線Gain 1~4，各增益曲線分別操作在不同 的電壓區段中，而各增益曲線所對應的電壓區段中分別包括有一第一臨限電壓值及一第二臨限電壓值，例如：增益曲線Gain 2之第一臨限電壓值為V1及第二臨限電壓值為V4。
並且各增益曲線在所操作的電壓區段間之斜率將存在有一增益變化，例如：增益曲線Gain 1在V0~V3電壓區段間存在有一3db增益變化，而相鄰的增益曲線間之增益高度將落差有一增益階梯61/63，例如：3db或5db。
此外，在第一預設電壓值V0與第二預設電壓值V6間將設定有複數個電壓準位V0、V1、V2、V3、V4、V5及V6...等，該電壓準位亦可代表類比數位轉換器51的切換準位。
本發明數位增益控制方式將具有一往下增益切換模式及一往上增益切換模式。往下增益切換模式：在類比控制電壓(VAGC)高於各增益曲線所操作的電壓區段之第二臨限電壓值時將切換至下一階層之增益曲線。而往上增益切換模式：在類比控制電壓(VAGC)低於各增益曲線所操作的電壓區段之第一臨限電壓值時將切換至上一階層之增益曲線。
在此，以增益曲線Gain 2為例，當類比控制電壓(VAGC)高於V4時，切換至增益曲線Gain 3，而當類比控制電壓(VAGC)低於V1時，將切換至增益曲線Gain 1。如此，各增益曲線之往下增益切換及往上增益切換分別具有不同的增益切換點，以在相鄰的增益曲線間形成一遲滯效應。
本實施例之無線接收器500接收一較大的輸入訊號時，訊號指示器701將通知類比增益控制電路20所產生的類比控制電壓(VAGC)往增益變小的方向調整。
若，類比控制電壓(VAGC)經過三個電壓準位的變換(V0→V3)而高於增益曲線Gain 1所對應的第二臨限電壓值V3時，類比數位轉換器51所輸出之數位訊號D的狀態將成為(1111000)，而數位控制器53會根據數位訊號(1111000)將目前的增益曲線直接往下切換，例如在本實施例中，數位增益控制電路50一開始操作在增益曲線Gain 1上，並由增益曲線Gain 1往下切換至Gain 2，以使得前級放大器11的增益往下調整一增益階梯61。
在增益突然往下切換之後，基頻晶片700之訊號指示器701將指示類比控制電壓(VAGC)往抵消增益階梯61變化的方向移動，換言之，Gain 1→Gain 2代表降低增益的動作，則訊號指示器701將會指示類比控制電壓(VAGC)往增加增益的方向移動，以抵消增益階梯61之增益變化量。
在下一個工作週期，假如類比控制電壓(VAGC)仍繼續往增益變小的方向調整而高於增益曲線Gain 2所對應的第二臨限電壓值V4時，即表示增益的調降量不夠，而數位控制器53將根據類比數位轉換器51所輸出的數位訊號D(1111100)，繼續切換至下一階層增益曲線Gain 2→Gain 3。
否則，類比控制電壓(VAGC)趨於穩定並落在增益曲線Gain 2之電壓區段V1~V4間，例如：節點611，或已切換至最後一階層之增益曲線，例如：Gain 4，數位增益控制電 路50將停止對於前級放大器11進行增益往下切換的動作。
由於本發明數位增益控制電路50設計有一遲滯的功能，因此在類比控制電壓(VAGC)未小於目前增益曲線所對應的第一臨限電壓值時，本發明數位控制器53便不會對於增益曲線調升切換。
反之，當輸入訊號轉變為一較小的輸入訊號時，訊號指示器701將通知類比增益控制電路20所產生的類比控制電壓(VAGC)往增益變大的方向調整。
假設數位增益控制電路50操作在增益曲線Gain 3，而類比控制電壓(VAGC)以增加增益的方向移動而低於增益曲線Gain 3所對應的第一臨限電壓值V2時，類比數位轉換器51所輸出之數位訊號D的狀態將為(1100000)，而數位控制器53會根據數位訊號(1100000)將目前的增益曲線Gain 3直接往上切換至Gain 2，並將前級放大器11的增益往上調整一增益階梯63。
而增益突然往上切換之後，基頻晶片700之訊號指示器701將立刻指示類比控制電壓(VAGC)往抵消增益階梯53變化的方向移動，換言之，Gain 3→Gain 2代表拉升增益的動作，則訊號指示器701將會指示類比控制電壓(VAGC)往降低增益的方向移動，以抵消增益階梯63之增益變化量。
在下一個工作週期，假如類比控制電壓(VAGC)仍繼續往增益變大的方向調整而低於增益曲線Gain 2所對應的第一臨限電壓值V1時，即表示增益的調升量不夠，而數位控制器53將根據類比數位轉換器51所輸出的數位訊號 D(1000000)，繼續切換至下一階層增益曲線Gain 2→Gain 1。
否則，類比控制電壓(VAGC)趨於穩定並落在增益曲線Gain 2之電壓區段間V1~V4間，例如：節點613，或已切換至第一階層之增益曲線Gain 1，數位增益控制電路50將停止對於前級放大器11繼續進行增益往上切換的動作。
同理，由於本發明數位增益控制電路50設計有一遲滯功能，因此在類比控制電壓(VAGC)未大於目前增益曲線所對應的第二臨限電壓值時，本發明數位控制器53便不會對於增益曲線調降切換。
藉此，在數位增益控制電路50中導入一遲滯功能，將使得各增益曲線分別具有不同的往下增益切換及往上增益切換之增益切換點，並且彼此間必須進行經過三個電壓準位的轉換，數位控制電路50才會進行增益切換的動作，以避免只設單一個增益切換點，類比控制電壓(VAGC)恰好落在此增益切換點上，將會因此導致增益不斷地上下切換，而形成控制迴路的震盪。
同樣的，本實施例之無線接收器500在數位增益切換時，將選擇一階接著一階進行切換，以逐漸地切換至適當的增益曲線，如此以避免一次就將增益切換到所要的增益大小，而產生一激烈的暫態反應。
又，請再度參閱第7圖，本實施例數位增益控制電路50為了防止數位增益不斷的來回切換，並對於增益曲線進行正確的切換動作，在電路50中將增設有一階層記錄器55。
階層記錄器55連接數位控制器53，並包括有一階層資 料551，該階層資料551用以記載目前增益曲線所操作的階層，並且，階層記錄器55可為一累加器、一累減器及/或一暫存器所組合成的構件。
由於本實施例之各增益曲線分別操作在不同的電壓區段，並分別具有不同的切換點，若數位控制器53不知目前增益曲線所操作的階層，將可能引用錯誤的切換點而對於增益曲線進行切換。
以數位訊號D(1111000)為例，增益曲線Gain 2並不需進行增益的切換，然，增益曲線Gain 1符合往下增益切換的條件(第二臨界電壓值V3)，若此時數位控制器53未配合階層資料551即進行增益的切換，將會造成錯誤的判斷。
因此，藉由階層記錄器55的設置，數位控制器53可透過階層記錄器55之階層資料551得知目前增益曲線所操作的階層，並搭配數位訊號D以決定是否進行增益切換的動作，藉此避免未記錄階層資料551，而導致錯誤的增益切換。
以上所述者，僅為本發明之較佳實施例而已，並非用來限定本發明實施之範圍，即凡依本發明申請專利範圍所述之形狀、構造、特徵及精神所為之均等變化與修飾，均應包括於本發明之申請專利範圍內。
100‧‧‧無線接收器
10‧‧‧天線
11‧‧‧前級放大器
13‧‧‧後級放大器
20‧‧‧類比增益控制電路
30‧‧‧數位增益控制電路
31‧‧‧類比數位轉換器
311‧‧‧第一電阻器
312‧‧‧第一電壓緩衝器
313‧‧‧第二電阻器
314‧‧‧第二電壓緩衝器
315‧‧‧比較器
33‧‧‧數位控制器
41‧‧‧增益階梯
411‧‧‧節點
413‧‧‧節點
43‧‧‧增益階梯
500‧‧‧無線接收器
50‧‧‧數位增益控制電路
51‧‧‧類比數位轉換器
511‧‧‧第一電阻器
512‧‧‧第一電壓緩衝器
513‧‧‧第二電阻器
514‧‧‧第二電壓緩衝器
515‧‧‧比較器
53‧‧‧數位控制器
55‧‧‧階層記錄器
551‧‧‧階層資料
61‧‧‧增益階梯
611‧‧‧節點
613‧‧‧節點
63‧‧‧增益階梯
700‧‧‧基頻晶片
701‧‧‧訊號指示器
第1圖：為本發明無線接收器之增益控制電路一較佳實施例之方塊示意圖。
第2圖：為本發明數位增益控制電路之增益曲線示意圖。
第3圖：為本發明數位增益控制電路之方塊示意圖。
第4圖：為本發明類比數位轉換器之電路連接圖。
第5圖：為本發明無線接收器之增益控制電路又一實施例之方塊示意圖。
第6圖：為本發明數位增益控制電路之增益曲線示意圖。
第7圖：為本發明數位增益控制電路之方塊示意圖。
第8圖：為本發明類比數位轉換器之電路連接圖。
100‧‧‧無線接收器
10‧‧‧天線
11‧‧‧前級放大器
13‧‧‧後級放大器
20‧‧‧類比增益控制電路
30‧‧‧數位增益控制電路
700‧‧‧基頻晶片
701‧‧‧訊號指示器

Claims (23)

  1. 一種無線接收器之增益控制電路，其結構包括有：複數級放大器，包括有至少一前級放大器及複數個後級放大器，該後級放大器連接該前級放大器；一類比增益控制電路，連接該後級放大器，用以產生一類比控制電壓，並依據該類比控制電壓以一類比方式調整該後級放大器之增益；及一數位增益控制電路，連接該類比增益控制電路及該前級放大器，用以接收該類比控制電壓以對應產生一數位訊號，並對於該前級放大器制定出多階層之增益曲線，該複數個增益曲線皆操作在一第一預設電壓值與一第二預設電壓值之間，當該類比控制電壓超出該第一預設電壓值與該第二預設電壓值之間的電壓區段時，便會根據該數位訊號進行不同增益曲線之間的切換。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之增益控制電路，其中該類比控制電壓高於該第二預設電壓值時切換至下一階層增益曲線，而該類比控制電壓低於該第一預設電壓值時切換至上一階層增益曲線。
  3. 如申請專利範圍第1項所述之增益控制電路，其中該數位增益控制電路包括有：一類比數位轉換器，用以接收該類比控制電壓及一參考電壓，並在該參考電壓中取出該第一預設電壓值及該第二預設電壓值，且在該第一預設電壓值及該 第二預設電壓值間設定出複數個電壓準位，該類比控制電壓分別與各個電壓準位進行比較，以對應產生該數位訊號；及一數位控制器，連接該類比數位轉換器，以接收該數位訊號，並根據該數位訊號進行該增益曲線的切換。
  4. 如申請專利範圍第3項所述之增益控制電路，其中該數位控制器將對於該前級放大器制定出該多階層之增益曲線，並根據該數位訊號以決定切換至上一階層之增益曲線或下一階層之增益曲線。
  5. 如申請專利範圍第3項所述之增益控制電路，其中該數位控制器在每一工作週期中對該類比數位轉換器所產生的該數位訊號進行取樣。
  6. 如申請專利範圍第3項所述之增益控制電路，其中該類比數位轉換器包括有：複數個第一電阻器，以串聯的方式連接，並於串聯的第一電阻器上形成一負載電壓；一第一電壓緩衝器，連接該串聯之第一電阻器的一第一接點，並於該第一接點上產生該第一預設電壓值；一第二電壓緩衝器，連接該串聯之第一電阻器的一第二接點，並於該第二接點上產生該第二預設電壓值；複數個第二電阻器，以串聯方式連接在該第一電壓緩衝器及該第二電壓緩衝器的輸出端，並產生複數個電壓準位；及複數個比較器，分別連接對應的電壓準位及該類比控 制電壓，並由該電壓準位及該類比控制電壓的比對結果產生該數位訊號。
  7. 如申請專利範圍第3項所述之增益控制電路，其中該串聯之第一電阻器上連接有一參考電壓及一接地端。
  8. 如申請專利範圍第3項所述之增益控制電路，其中該類比數位轉換器為一快閃式類比數位轉換器。
  9. 如申請專利範圍第3項所述之增益控制電路，其中該類比增益控制電路用以接收一指示訊號，並根據該指示訊號產生該類比控制電壓。
  10. 如申請專利範圍第9項所述之增益控制電路，其中該指示訊號由一訊號指示器所產生，且該訊號指示器整合在一基頻晶片、一中頻電路或一零中頻電路中。
  11. 一種無線接收器之增益控制電路，其主要結構包括有：複數級放大器，包括有至少一前級放大器及複數個後級放大器，該後級放大器連接該前級放大器；一類比增益控制電路，連接該後級放大器，用以產生一類比控制電壓，並依據該類比控制電壓以一類比方式調整該後級放大器之增益；及一數位增益控制電路，連接該類比增益控制電路及該前級放大器，用以接收該類比控制電壓以對應產生一數位訊號，並對於該前級放大器制定出多階層增益曲線，該複數個增益曲線皆操作在一第一預設電壓值與一第二預設電壓值之間，該第一預設電壓值與該第二預設電壓值間將包括有複數個電壓區段， 各增益曲線分別操作在不同的電壓區段中，當該類比控制電壓超出各增益曲線所對應的電壓區段時，便根據該數位訊號進行不同增益曲線的切換，且兩相鄰之增益曲線所操作的電壓區段有部份的區段重疊。
  12. 如申請專利範圍第11項所述之增益控制電路，其中各電壓區段分別包括有一第一臨界電壓值及一第二臨界電壓值。
  13. 如申請專利範圍第12項所述之增益控制電路，其中該類比控制電壓高於該增益曲線所對應的該第二臨界電壓值時切換至下一階層之增益曲線，而該類比控制電壓低於該增益曲線所對應的該第一臨界電壓值時切換至上一階層之增益曲線。
  14. 如申請專利範圍第11項所述之增益控制電路，其中該數位增益控制電路包括有：一類比數位轉換器，用以接收該類比控制電壓及一參考電壓，並在該參考電壓中取出該第一預設電壓值及該第二預設電壓值，且在該第一預設電壓值及該第二預設電壓值間設定有複數個電壓準位，該類比控制電壓分別與各個電壓準位進行比較，以對應產生該數位訊號；及一數位控制器，連接該類比數位轉換器，以接收該數位訊號，並根據該數位訊號進行該增益曲線的切換。
  15. 如申請專利範圍第14項所述之增益控制電路，其中該 數位控制器將對於該前級放大器制定出該多階層之增益曲線，並根據該數位訊號以決定切換至上一階層之增益曲線或下一階層之增益曲線。
  16. 如申請專利範圍第14項所述之增益控制電路，其中該數位增益控制電路包括有一階層記錄器，該階層記錄器用以記錄目前增益曲線所操作的階層。
  17. 如申請專利範圍第14項所述之增益控制電路，其中該類比數位轉換器包括有：複數個第一電阻器，以串聯的方式連接，並於串聯的第一電阻器上形成一負載電壓；一第一電壓緩衝器，連接該串聯之第一電阻器的一第一接點，並於該第一接點上產生該第一預設電壓值；一第二電壓緩衝器，連接該串聯之第一電阻器的一第二接點，並於該第二接點上產生該第二預設電壓值；複數個第二電阻器，以串聯方式連接在該第一電壓緩衝器及該第二電壓緩衝器的輸出端，並產生複數個電壓準位；及複數個比較器，分別連接對應的電壓準位及該類比控制電壓，並由該電壓準位及該類比控制電壓的比對結果產生該數位訊號。
  18. 如申請專利範圍第17項所述之增益控制電路，其中該串聯之第一電阻器上連接有一參考電壓及一接地端。
  19. 如申請專利範圍第14項所述之增益控制電路，其中該類比數位轉換器為一快閃式類比數位轉換器。
  20. 如申請專利範圍第11項所述之增益控制電路，其中該類比增益控制電路用以接收一指示訊號，並根據該指示訊號產生該類比控制電壓。
  21. 如申請專利範圍第20項所述之增益控制電路，其中該指示訊號由一訊號指示器所產生，且該訊號指示器整合在一基頻晶片、一中頻電路或一零中頻電路中。
  22. 一種無線接收器之增益控制電路，其結構包括有：複數級放大器，包括有至少一前級放大器及複數個後級放大器，該後級放大器連接該前級放大器；一類比增益控制電路，連接該後級放大器，用以產生一類比控制電壓，並依據該類比控制電壓以一類比方式調整該後級放大器之增益；及一數位增益控制電路，連接該類比增益控制電路及該前級放大器，用以接收該類比控制電壓以對應產生一數位訊號，並對於該前級放大器制定出多階層之增益曲線，該複數個增益曲線皆操作在一第一預設電壓值與一第二預設電壓值之間，當該類比控制電壓超出該第一預設電壓值與該第二預設電壓值之間的電壓區段時，便會根據該數位訊號進行不同增益曲線之間的切換；其中，該數位增益控制電路包括有一類比數位轉換器，該類比數位轉換器用以接收該類比控制電壓及一參考電壓以產生該數位訊號。
  23. 一種無線接收器之增益控制電路，其主要結構包括有： 複數級放大器，包括有至少一前級放大器及複數個後級放大器，該後級放大器連接該前級放大器；一類比增益控制電路，連接該後級放大器，用以產生一類比控制電壓，並依據該類比控制電壓以一類比方式調整該後級放大器之增益；及一數位增益控制電路，連接該類比增益控制電路及該前級放大器，用以接收該類比控制電壓以對應產生一數位訊號，並對於該前級放大器制定出多階層增益曲線，該複數個增益曲線皆操作在一第一預設電壓值與一第二預設電壓值之間，該第一預設電壓值與該第二預設電壓值間將包括有複數個電壓區段，各增益曲線分別操作在不同的電壓區段中，當該類比控制電壓超出各增益曲線所對應的電壓區段時，便根據該數位訊號進行不同增益曲線的切換，且兩相鄰之增益曲線所操作的電壓區段有部份的區段重疊；其中，該數位增益控制電路包括有一類比數位轉換器，該類比數位轉換器用以接收該類比控制電壓及一參考電壓以產生該數位訊號。
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Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101826849B (zh) * 2010-05-19 2013-03-06 中国电子科技集团公司第四十一研究所 一种数字式快速自动增益预调节的装置
JP5286333B2 (ja) * 2010-08-06 2013-09-11 株式会社東芝 無線装置
US8571152B1 (en) * 2012-05-22 2013-10-29 Issc Technologies Corp. Power-saving apparatus used for wireless communication receiver and system, and method using the same

Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5483209A (en) * 1992-10-01 1996-01-09 Alps Electric Co., Ltd. Reception band switching circuit with variable attenuation control
US6445329B1 (en) * 2000-10-17 2002-09-03 Ati International Srl High speed analog to digital converter
US20030083031A1 (en) * 2001-10-31 2003-05-01 Patrik Eriksson Method and apparatus for reducing the effect of AGC switching transients
TW200306066A (en) * 2002-03-28 2003-11-01 Qualcomm Inc Gain control for communications device
US20050110566A1 (en) * 2003-11-26 2005-05-26 Scintera Networks, Inc. Method and apparatus for automatic gain control
US7099641B2 (en) * 2000-09-05 2006-08-29 Infineon Technologies Ag Receiver circuit for mobile radio receivers with automatic gain control
US20060221243A1 (en) * 2005-03-31 2006-10-05 Ke-Chiang Huang Automatic gain control analog-to-digital converting system and related method
TW200705800A (en) * 2005-07-27 2007-02-01 Samsung Electronics Co Ltd Automatic gain controllers and methods for controlling voltage of control gain amplifiers
TW200718003A (en) * 2005-10-19 2007-05-01 Univ Nat Sun Yat Sen Cascaded variable gain amplifier system and variable gain amplifier

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6748200B1 (en) * 2000-10-02 2004-06-08 Mark A. Webster Automatic gain control system and method for a ZIF architecture
US7076225B2 (en) * 2001-02-16 2006-07-11 Qualcomm Incorporated Variable gain selection in direct conversion receiver
US6836647B2 (en) * 2002-04-10 2004-12-28 Nokia Corporation Device and method for CDMA-signal power estimation
US7873126B2 (en) * 2006-04-03 2011-01-18 Qualcomm Incorporated Method and system for automatic gain control with intelligent selection of signal samples

Patent Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5483209A (en) * 1992-10-01 1996-01-09 Alps Electric Co., Ltd. Reception band switching circuit with variable attenuation control
US7099641B2 (en) * 2000-09-05 2006-08-29 Infineon Technologies Ag Receiver circuit for mobile radio receivers with automatic gain control
US6445329B1 (en) * 2000-10-17 2002-09-03 Ati International Srl High speed analog to digital converter
US20030083031A1 (en) * 2001-10-31 2003-05-01 Patrik Eriksson Method and apparatus for reducing the effect of AGC switching transients
TW200306066A (en) * 2002-03-28 2003-11-01 Qualcomm Inc Gain control for communications device
US20050110566A1 (en) * 2003-11-26 2005-05-26 Scintera Networks, Inc. Method and apparatus for automatic gain control
US20060221243A1 (en) * 2005-03-31 2006-10-05 Ke-Chiang Huang Automatic gain control analog-to-digital converting system and related method
TW200705800A (en) * 2005-07-27 2007-02-01 Samsung Electronics Co Ltd Automatic gain controllers and methods for controlling voltage of control gain amplifiers
TW200718003A (en) * 2005-10-19 2007-05-01 Univ Nat Sun Yat Sen Cascaded variable gain amplifier system and variable gain amplifier

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