TWI398166B - 數位接收器及其相關方法 - Google Patents

Description

數位接收器及其相關方法

本發明係關於數位接收器與其相關方法，尤指一種包含有一自動增益控制器之一數位電視接收器及其相關方法，其中該方法係應用一偵測與補償機制以在解調前補償該自動增益控制器。

在數位接收器(例如：數位電視接收器)中，自動增益控制器(Automatic Gain Controller,AGC)經常用來自動化地調整數位接收器的輸入振幅到一個適合的範圍之內，以便後端電路(比如說：解調器)能夠正常地工作。

然而，自動增益控制器僅有著相當窄的頻寬(約1赫茲)且追蹤輸入訊號的速度非常慢，因此，若輸入訊號的振幅變化太快，則自動增益控制器會無法及時反應，而不當的振幅變化將會導致後端(back-end)電路產生問題。因此，如何克服上述的問題成了這個領域裡的一個重要課題。

本發明的目的之一在於提供一種可補償自動增益償控制器的數位接收器及其相關方法，以解決前述的問題。

根據本發明之一實施例，其提供了一種數位接收器。該數位接收器包含有一類比前端電路、一自動增益控制器、一補償電路以及一解調器。該類比前端電路接收一輸入訊號以及依據一控制訊號調整該輸入訊號之一平均振幅以產生一數位訊號。該自動增益控制器則耦接於該類比前端電路，用以依據該數位訊號產生該控制訊號以回授給該類比前端電路。該補償電路耦接於該類比前端電路，用以偵測該數位訊號之一平均振幅以產生一偵測結果，以及依據該偵測結果決定是否補償該數位訊號之該平均振幅以產生一補償後數位訊號。該解調器耦接於該補償電路，用以解調該補償後數位訊號以產生一輸出訊號。

根據本發明之另一實施例，其提供了一種用以補償一自動增益控制器之方法。該方法包含有以下步驟：接收一輸入訊號，調整該輸入訊號之一平均振幅以及依據該自動增益控制器之一控制訊號轉換該調整後之輸入訊號以產生一數位訊號，其中該控制訊號係基於該數位訊號所產生之一訊號；偵測該數位訊號之一平均振幅以產生一偵測結果；以及依據該偵測結果決定是否補償該數位訊號之該平均振幅以產生一補償後數位訊號，其中只有在該偵測結果顯示該數位訊號之該平均振幅隨時間變化時才會產生該補償控制訊號。

在說明書及後續的申請專利範圍當中使用了某些詞彙來指稱特定的元件。所屬領域中具有通常知識者應可理解，硬體製造商可能會用不同的名詞來稱呼同樣的元件。本說明書及後續的申請專利範圍並不以名稱的差異來作為區分元件的方式，而是以元件在功能上的差異來作為區分的準則。在通篇說明書及後續的請求項當中所提及的「包含」係為一開放式的用語，故應解釋成「包含但不限定於」。另外，「耦接」一詞在此係包含任何直接及間接的電氣連接手段。因此，若文中描述一第一裝置耦接於一第二裝置，則代表該第一裝置可直接電氣連接於該第二裝置，或透過其他裝置或連接手段間接地電氣連接至該第二裝置。

請參照第1圖，第1圖為依據本發明數位接收器100之一實施例的示意圖。在此實施例中，數位接收器100可為一數位電視接收器，但這不應被視為本發明範疇的限制。數位接收器100包含有(但不限於)一類比前端電路110、一自動增益控制器120、一補償電路130以及一解調器140。類比前端電路110接收一輸入訊號SIN，依據一控制訊號SC調整輸入訊號SIN的平均振幅到一合適的範圍內並改變該調整後的輸入訊號以產生一數位訊號S1。自動增益控制器120耦接於類比前端電路110，用以依據數位訊號S1產生控制訊號SC以回授給類比前端電路110。補償電路130耦接於類比前端電路110，用以提供一偵測和補償機制以補償數位訊號S1的平均振幅來產生一補償後數位訊號S2。解調器140耦接於補償電路130以解調補償後數位訊號S2來產生一輸出訊號SOUT。

在此實施例中，補償電路130包含有一補償器150、一偵測器160以及一增益控制器170。偵測器160偵測數位訊號S1之平均振幅以產生一偵測結果DR。增益控制器170則耦接於補償器150與偵測器160，用以依據偵測結果DR產生一補償控制訊號Sd給補償器150。補償器150接收數位訊號S1並依據補償控制訊號Sd來補償數位訊號S1之平均振幅以產生補償後數位訊號S2。最後，補償後數位訊號S2被輸入至解調器140並由解調器140解調以產生輸出訊號SOUT。請注意，補償電路130在此是以數位電路的方式來加以實現，但本發明之範疇並不限於此。

通常，數位訊號S1的平均振幅S1會被回授以藉由自動增益控制器120來將輸入訊號SIN的平均振幅調整到一適當範圍之內。舉例來說，如果沒有經過自動增益控制器120的調整，則類比前端電路110所輸出的數位訊號S1可能會在一弱一強的訊號間劇烈的變化；然而，自動增益控制器120僅有著相當窄的頻寬(約1赫茲)且追蹤訊號的速度非常慢，若輸入訊號SIN的平均振幅變化太快，自動增益控制器120會變得無法及時反應，而不當的振幅變化往往會導致後端電路(例如：解調器140)產生問題。於是，本發明在解調器140之前加入補償電路130，由於所加入的補償電路130被設計成有著較大的頻寬且可以用非常快的速度來追蹤訊號，故補償電路130可以持續偵測數位訊號S1的平均振幅並及時地對數位訊號S1進行補償。

請參照第2圖與第3圖。第2圖為未經第1圖所示之補償電路130處理而輸出至解調器140之訊號的波形示意圖，而第3圖則是經第1圖所示之補償電路130處理後輸出至解調器140之訊號的波形示意圖。舉例來說，如果輸入訊號SIN為一穩定訊號且數位訊號S1的平均振幅維持在80，這個情況可用第2圖中的曲線C1來表示，另一方面，如果輸入訊號SIN為帶有頻率100赫茲的週期性變化訊號而自動增益控制器120無法及時反應，則數位訊號S1的平均振幅亦會有著一個頻率100赫茲的週期性變化，而這個情況可用第2圖中的曲線C2來表示。這個週期性的振幅變化可能會在後端電路中造成問題。

如第3圖所示，曲線C3代表用以補償數位訊號S1之平均振幅的補償控制訊號Sd，其中補償控制訊號Sd以100赫茲的頻率而週期性地補償數位訊號S1來產生補償後數位訊號S2。此外，曲線C2’係用以代表輸出至解調器140之經過補償處理的補償後數位訊號S2的平均振幅。與第2圖比較起來，經補償後的曲線C2’的振幅變化程度遠小於曲線C2，是故，後端電路的處理效率和準確度也可因而得到改善。

請注意，上述實施例僅作為敘述本發明之範例，並非限制了本發明的範圍，熟習此項技藝者應可理解，在不違背本發明精神的情況下，對補償電路130作出的各種變化仍舊屬於本發明的範疇之內。

請參照第4圖，第4圖為依據本發明補償自動增益控制器之數位接收方法的一實施例的流程圖。倘若大體上可達到相同的結果，並不需要一定遵照第4圖所示之流程中的步驟順序來進行，且第4圖所示之步驟不一定要連續進行，亦即，其他步驟亦可插入其中。本發明數位接收方法包含有(但不限於)以下步驟：

步驟402：開始。

步驟404：接收一輸入訊號，接著執行步驟406。

步驟406：調整該輸入訊號之一平均振幅，以及依據自動增益控制器之一控制訊號來將調整後之輸入訊號轉換為一數位訊號。

步驟410：依據該數位訊號來產生該控制訊號，接著回到步驟406。

步驟420：偵測該數位訊號之一平均振幅以產生一偵測結果，接著執行步驟422。

步驟422：依據該偵測結果來決定是否補償該數位訊號之平均振幅以產生一補償後數位訊號。若該偵測結果顯示該數位訊號之平均振幅隨著時間變化，則執行步驟430；否則的話，執行步驟440。

步驟430：依據該偵測結果產生一補償控制訊號，接著執行步驟432。

步驟432：依據該補償控制訊號來補償該數位訊號之平均振幅以產生該補償後數位訊號，接著執行步驟450。

步驟440：不補償該數位訊號之平均振幅，接著執行步驟450。

步驟450：解調該補償後數位訊號以產生一輸出訊號。

請同時參閱第1圖與第4圖。下列發明內容詳述了第4圖所示的各個步驟與第1圖中各個元件的配合運作。在步驟404～406中，類比前端電路110接收輸入訊號SIN，調整輸入訊號SIN的平均振幅並轉換該調整後之輸入訊號以產生數位訊號S1。在步驟410，自動增益控制器120依據數位訊號S1產生控制訊號SC。補償電路130則執行接下來的步驟420～440。偵測器160偵測數位訊號的平均振幅以產生偵測結果DR(步驟420)，若偵測結果DR顯示數位訊號S1之平均振幅隨著時間變化時，則增益控制器170會產生補償控制訊號Sd(步驟430)，然後補償器150便依據補償控制訊號Sd來補償數位訊號S1之平均振幅(步驟432)以產生補償後數位訊號S2；另一方面，若數位訊號S1的平均振幅是穩定的，則關閉補償器150的功能(步驟440)。最後，解調器140解調補償電路130所輸出的補償後數位訊號S2(步驟450)以產生輸出訊號SOUT。

上述的各個實施例均僅作為本發明範例說明之用，而不應被視為本發明之範疇的限制條件。綜上所述，本發明提供了一種應用偵測補償的機制來補償自動增益控制器的方法與裝置。應用本發明所揭露之方法，補償電路130可持續偵測數位訊號S1的平均振幅並及時地對數位訊號S1進行補償，即便輸入訊號S1的平均振幅變化極劇烈且自動增益控制器120無法及時反應，然而此項機制仍可克服前述所遇到的問題，於是後端電路的處理效率和準確度也可因而獲得改善。

以上所述僅為本發明之較佳實施例，凡依本發明申請專利範圍所做之均等變化與修飾，皆應屬本發明之涵蓋範圍。

100．．．數位接收器

110．．．類比前端電路

112．．．類比/數位轉換器

120．．．自動增益控制器

130．．．補償電路

140．．．解調器

150．．．補償器

160．．．偵測器

170．．．增益控制器

第1圖為本發明數位接收器之一實施例的示意圖。

第2圖為未經第1圖所示之補償電路處理而輸出至後端電路之訊號的波形示意圖。

第3圖為經第1圖所示之補償電路處理而輸出至後端電路之訊號的波形示意圖。

第4圖為本發明補償數位接收器之自動增益控制器的數位接收方法之一實施例的流程圖。

100．．．數位接收器

110．．．類比前端電路

112．．．類比/數位轉換器

120．．．自動增益控制器

130．．．補償電路

140．．．解調器

150．．．補償器

160．．．偵測器

170．．．增益控制器

Claims (8)

1. 一種數位接收器，包含有：一類比前端電路，用以接收一輸入訊號，調整該輸入訊號之一平均振幅以及依據一控制訊號來轉換該調整後之輸入訊號以產生一數位訊號；一自動增益控制器，耦接於該類比前端電路，用以依據該數位訊號產生該控制訊號以回授給該類比前端電路；一補償電路，耦接於該類比前端電路，用以偵測該數位訊號之一平均振幅以產生一偵測結果，以及依據該偵測結果決定是否補償該數位訊號之該平均振幅以產生一補償後數位訊號，其中該補償電路係以數位電路的方式來實現以具有較該自動增益控制器之頻寬來得寬的頻寬；以及一解調器，耦接於該補償電路，用以解調該補償數位訊號以產生一輸出訊號。
2. 如申請專利範圍第1項所述之數位接收器，其中該補償電路包含有：一補償器，用以接收該數位訊號以及依據一補償控制訊號來補償該數位訊號之該平均振幅以產生該補償後數位訊號；一偵測器，用以偵測該數位訊號之該平均振幅以產生該偵測結果；以及一增益控制器，耦接於該補償器與該偵測器，用以依據該偵測結 果產生該補償控制訊號給該補償器。
3. 如申請專利範圍第2項所述之數位接收器，其中該增益控制器僅在該偵測結果顯示該數位訊號之該平均振幅隨著時間變化時才會產生該補償控制訊號給該補償器。
4. 如申請專利範圍第1項所述之數位接收器，其中該數位接收器為一數位電視接收器。
5. 一種用以補償一數位接收器中一自動增益控制器之數位接收方法，包含有：接收一輸入訊號，調整該輸入訊號之一平均振幅以及依據該自動增益控制器之一控制訊號轉換該調整後之輸入訊號以產生一數位訊號，其中該控制訊號係基於該數位訊號所產生之一訊號；偵測該數位訊號之一平均振幅以產生一偵測結果；依據該偵測結果決定是否補償該數位訊號之該平均振幅以產生一補償數位訊號，其中補償該數位訊號之該平均振幅的步驟係以數位方式實現以使得其運作速度較該自動增益控制器來得快；以及解調該補償數位訊號以產生一輸出訊號。
6. 如申請專利範圍第5項所述之方法，其中依據該偵測結果決定是 否補償該數位訊號之該平均振幅以產生該補償數位訊號的步驟包含有：依據該偵測結果產生一補償控制訊號；以及依據該補償控制訊號補償該數位訊號之該平均振幅以產生該補償數位訊號。
7. 如申請專利範圍第6項所述之方法，其中僅有在該偵測結果顯示該數位訊號之該平均振幅隨著時間變化時才會產生該補償控制訊號。
8. 如申請專利範圍第5項所述之方法，其係應用於一數位電視接收器。