TWI466462B - 用於無線通訊電路的增益調整裝置與增益調整方法 - Google Patents

Description

用於無線通訊電路的增益調整裝置與增益調整方法

本發明所揭露之實施例有關於調整無線通訊電路的發射電路的增益，尤指一種根據接收訊號的功率準位的線性度來調整該發射電路之增益的增益調整裝置與增益調整方法。

一般而言，對於射頻積體電路，其增益值在生產製造後應該就已固定不變，然而，由於其所使用的印刷電路板不同(例如，線路的尺寸不同、介電常數的變化等)，或是溫度變化太大，或是其生產的批次不同，或是電路使用的系統環境不同，皆有可能會使得射頻積體電路的增益產生變異。而射頻積體電路的增益變化會劣化功率放大器的線性度，使得在發射端的同相(in-phase,I)通道信號與正交相(quadrature-phase,Q)通道信號產生不匹配的因素變的更加地複雜，進而影響接收端的校準性能。

因此，有需要提出了一種方法與裝置來自動找出增益變異與調整的參數，以確保發射端的線性度，使射頻前端提供適當的訊號對雜訊比(SNR)品質，進而減少I/Q通道不匹配的環境所造成的損害。

依據本發明之實施例，其提出一種根據接收訊號的功率準位的 線性度來調整該發射電路之增益的增益調整裝置與增益調整方法，以解決上述之問題。

本發明之一實施例提供一種用於一無線通訊電路之增益調整裝置。該無線通訊電路包含一傳送電路以及一接收電路。該增益調整裝置包含有一訊號產生器以及一增益調整電路。該訊號產生器耦接於該傳送電路，用來產生一測試訊號至該傳送電路，該測試訊號並經由一印刷電路板以使得耦接於該傳送電路之該接收電路產生相對應之一接收訊號。該增益調整電路耦接於該接收電路與該傳送電路，用以依據該接收訊號來調整該無線通訊電路之一傳送增益參數設定以及一接收增益參數設定。

本發明之另一實施例提供一種用於一無線通訊電路之增益調整方法。該無線通訊電路包含一傳送電路以及一接收電路。該增益調整方法包含有：產生一測試訊號至該傳送電路，以使得耦接於該傳送電路之該接收電路產生相對應之一接收訊號；以及依據該接收訊號來調整該無線通訊電路之一傳送增益參數設定。

如此一來，便可在I/Q校準電路中自動找到調整的參數，以取代每次透過常規手工操作來找出在一批新產品中的一些不明的增益變化。

請參考第1圖，第1圖為本發明增益調整裝置之一實施例的示意圖。增益調整裝置100用於一無線通訊電路10，而無線通訊電路10包含一傳送電路12以及一接收電路14，用以以及接收基頻訊號。增益調整裝置100包含有一訊號產生器110以及一增益調整電路120。訊號產生器110耦接於傳送電路12，用來產生一測試訊號TE_S至傳送電路12，以使得耦接於傳送電路12之接收電路14會產生相對應之一接收訊號RX_S，其中接收電路14與傳送電路12之間經由一迴路路徑(loopback path)而使得傳送電路12的輸出饋入至接收電路14。舉例來說，傳送電路12之後可耦接一功率增益放大器15，功率增益放大器15的輸出端透過一開關切換耦合至低雜訊增益放大器13；其中，於一實施例中，功率增益放大器15係經由一印刷電路板(未圖示)再將其相關於測試訊號TE_S的輸出饋入至低雜訊增益放大器13。增益調整電路120包含有一功率偵測器122以及一控制單元124。功率偵測器122耦接於接收電路14，用來偵測接收訊號RX_S之功率準位，以產生一偵測結果TR。控制單元124耦接於功率偵測器122，用來根據偵測結果TR來調整傳送電路12或功率增益放大器15的傳送增益參數設定TXAGC或是調整接收電路14或低雜訊增益放大器13之接收增益參數設定RXAGC(未圖示)。

測試訊號TE_S可以是一反斜坡訊號(anti-ramp signal)，其由複數個正弦波S1~SN所合成，並且正弦波S1~SN分別具有不同的預定功率準位L1~LN。功率偵測器122偵測接收訊號RX_S中分別對應於功率準位L1~LN之複數個功率準位L1’~LN’，以產生 偵測結果TR。舉例來說，功率偵測器122可以透過判斷功率準位L1’~LN’之一線性度來產生偵測結果TR，並且當偵測結果TR指示功率準位L1’~LN’為非線性時，控制單元124調整傳送增益參數TXAGC設定以降低傳送增益，以及當偵測結果TR指示功率準位L1’~LN’為線性時，控制單元124則調整傳送增益參數設定TXAGC或是接收增益參數設定RXAGC以增加其傳送增益或其接收增益。然而，上述僅作為範例說明之用，本發明不以此為限。

舉例來說，假設一開始時，測試訊號TE_S具有的功率準位L1~L3分別為-7db、-4db與-1db，並且低雜訊增益放大器13操作於一中等增益以及接收電路14操作於增益為2db之下，此時，功率偵測器122首先判斷出接收訊號RX_S的功率準位L2’與功率準位L1’之間的差值P1以及功率準位L3’與功率準位L2’之間的差值P2，然後將差值P1以及差值P2分別與一臨界值T(例如，2.5db)進行比較所得到的結果定義為事件E1與事件E2，於本實施例中，事件E1的邏輯值是基於差值P1與臨界值T的比較結果而定(例如，當P1>T，E1=1；當P1<=T，E1=0)，且事件E2的邏輯值是基於差值P2與臨界值T的比較結果而定(例如，當P2>T，E2=1；當P2<=T，E2=0)。若是事件E1與事件E2指示差值P1以及差值P2同時大於臨界值T，亦即，(E1&E2)=1時，代表功率準位L1’~L3’為線性，另一方面，若是事件E1與事件E2指示差值P1以及差值P2並非同時大於臨界值T亦即，當中有一者小於或等於臨界值T時或兩者小於或等於臨界值T，亦即，(E1&E2)=0，代表功率準位L1’~ L3’為非線性。當功率準位L1’~L3’為線性時可將傳送增益參數設定TXAGC調高一個單位，以測試在功率準位L1’~L3’為線性的條件下，是否允許有更高的傳送增益設定。接著，接收電路14便會根據新的增益參數設定TXAGC來產生新的接收訊號RX_S，如此重複上述的流程，使增益調整裝置100不斷對增益參數設定TXAGC進行調整，直到功率準位L1’~L3’為非線性為止，此時代表上一次調整增益參數設定TXAGC是功率準位L1’~L3’為線性時所能允許的最大設定，因此將增益參數設定TXAGC調低一個單位，並且結束增益調整裝置100的操作。

然而，在調整增益參數設定TXAGC之前，需要先判斷增益參數設定TXAGC是否為一邊界值MAX(增益參數設定TXAGC的邊界值MAX係定義為2ⁿ -1，其中n功率準位的數目)，在本實施例中，由於接收訊號RX_S具有3個功率準位L1’~L3’，因此增益參數設定TXAGC的邊界值MAX為7(亦即，傳送電路12所能允許的增益參數設定TXAGC的最大值為7)，若是事件E1與事件E2指示功率準位L1’~L3’為線性，但傳送增益參數TXAGC設定為7的話，代表對傳送電路12來說，增益已經調整到最大，也就是說，此時接收訊號的品質已經無法透過調高傳送電路12的增益來獲得改善，因此亦會結束增益調整裝置100的操作。

另一方面，若是在初使增益參數設定為2^n-1 -1，事件E1與事件E2指示功率準位L1’~L3’為非線性，控制單元124會將增益參數設 定TXAGC跳設為最低值0，使接收電路14產生新的接收訊號RX_S，增益調整裝置100便可透過上述的流程來調高增益參數設定TXAGC的一個單位，以便找出在功率準位L1’~L3’為線性的條件下，傳送電路12所能允許的最高的增益設定。需注意的是，在此一流程中，由於增益參數設定TXAGC是由一初始值INI(例如，2^n-1 -1，也就是4)跳設為最低值0，因此，不需要執行增益參數設定TXAGC大於或等於初始值的狀況，也就是說，在調整增益參數設定TXAGC之前，除了需要先判斷增益參數設定TXAGC是否為邊界值MAX以外，也需要判斷增益參數設定TXAGC是否為初始值INI減去一個單位(亦即，小於初始值INI的第一個設定，2^n-1 -1)。此外，若是增益參數設定TXAGC跳設為0，並且事件E1與事件E2仍然指示功率準位L1’~L3’為非線性時，代表對傳送電路12來說，低雜訊增益放大器13已經調整到最小，但是仍然無法改善接收訊號的品質，因此會切換低雜訊增益放大器13至一低增益之下，並且使用一組新的測試訊號TE_S來重新執行上述的流程。

第2圖為本發明增益調整方法之一範例的流程圖。增益調整方法可應用於第1圖所示之增益調整裝置100。請注意，假若可獲得實質上相同的結果，則這些步驟並不一定要遵照第2圖所示的執行次序來執行。該增益調整方法方法可簡短地總結如下。

步驟200：開始。

步驟201：將增益參數設定TXAGC設定為初始值INI。

步驟202：根據接收訊號RX_S功率準位L1’~L3’來決定差值P1與差值P2。

步驟203：根據差值P1與差值P2來判斷事件E1與事件E2，並且基於事件E1與事件E2的邏輯值來進行線性度判斷(亦即，判斷事件E1與事件E2是否同時發生)。若(E1&E2)=1，執行步驟204；否則，執行步驟206。

步驟204：判斷增益參數設定TXAGC是否為邊界值MAX或是初始值INI減去一個單位。若是，執行步驟211；否則，執行步驟205。

步驟205：將增益參數設定TXAGC往上調整一個單位，並且執行步驟202。

步驟206：檢查增益參數設定TXAGC是否為初始值INI。若是，執行步驟208.；否則，執行步驟207。

步驟207：將增益參數設定TXAGC往下調整一個單位，並且執行步驟211。

步驟208：將增益參數設定TXAGC設定為0，並且執行步驟202。

步驟209：增益參數設定TXAGC為初始值INI不成立且此時TXAGC=0，執行步驟210。

步驟210：降低低雜訊增益放大器13的增益，並且執行步驟201。

步驟211：結束。

請注意，步驟209是用來檢查增益參數設定TXAGC在歸零後 事件E1與事件E2是否仍然指示功率準位L1’~L3’為非線性，然而，在流程中由於先檢查事件E1與事件E2是否指示功率準位L1’~L3’為非線性，而後檢查增益參數設定TXAGC是否為0，因此，在步驟209中不會有增益參數設定TXAGC不為0的狀況出現。

熟習此技藝者當可於閱讀以上段落後輕易了解第2圖所示步驟之操作，詳細說明及變化可參考前述，為簡潔起見，故於此不再贅述。

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。

10‧‧‧無線通訊電路

12‧‧‧傳送電路

13‧‧‧低雜訊增益放大器

14‧‧‧接收電路

15‧‧‧功率增益放大器

100‧‧‧增益調整裝置

110‧‧‧訊號產生器

120‧‧‧增益調整電路

122‧‧‧功率偵測器

124‧‧‧控制單元

第1圖為本發明增益調整裝置之一實施例的示意圖。

第2圖為本發明增益調整方法之一範例的流程圖。

10‧‧‧無線通訊電路

12‧‧‧傳送電路

13‧‧‧低雜訊增益放大器

14‧‧‧接收電路

15‧‧‧功率增益放大器

100‧‧‧增益調整裝置

110‧‧‧訊號產生器

120‧‧‧增益調整電路

122‧‧‧功率偵測器

124‧‧‧控制單元

Claims (10)

1. 一種用於一無線通訊電路之增益調整裝置，該無線通訊電路包含一傳送電路以及一接收電路，該增益調整裝置包含有：一訊號產生器，耦接於該傳送電路，用來產生一測試訊號至該傳送電路，該測試訊號並經由一印刷電路板以使得耦接於該傳送電路之該接收電路產生相對應之一接收訊號；以及一增益調整電路，耦接於該接收電路與該傳送電路，包含有：一功率偵測器，耦接於該接收電路，用來偵測該接收訊號之功率準位，以產生一偵測結果；以及一控制單元，耦接於該功率偵測器與該傳送電路，用來根據該偵測結果來調整該無線通訊電路之一傳送增益參數設定以及一接收增益參數設定；其中該測試訊號係為具有不同預定功率準位之複數個正弦波之一反斜坡訊號(anti-ramp signal)，以及該功率偵測器偵測該接收訊號中分別對應該不同預定功率準位之複數個功率準位，以產生該偵測結果。
2. 如申請專利範圍第1項所述之增益調整裝置，其中該增益調整裝置另包含有一低雜訊增益放大器，以及該控制單元係根據該偵測結果來調整該低雜訊增益放大器之該接收增益參數設定。
3. 如申請專利範圍第1項所述之增益調整裝置，其中該功率偵測器判斷該接收訊號之功率準位之一線性度來產生該偵測結果。
4. 如申請專利範圍第3項所述之增益調整裝置，其中當該偵測結果指示該接收訊號之功率為非線性時，該控制單元調整該傳送增益參數設定以降低其傳送增益。
5. 如申請專利範圍第3項所述之增益調整裝置，其中當該偵測結果指示該接收訊號之功率為線性時，該控制單元調整該傳送電增益參數設定以增加其傳送增益。
6. 一種用於一無線通訊電路之增益調整方法，該無線通訊電路包含一傳送電路以及一接收電路，該增益調整方法包含有：產生一測試訊號至該傳送電路，以使得耦接於該傳送電路之該接收電路產生相對應之一接收訊號；偵測該接收訊號之功率準位，以產生一偵測結果；以及根據該偵測結果來調整該無線通訊電路之一傳送增益參數設定；其中該測試訊號係為具有不同預定功率準位之複數個正弦波之一反斜坡訊號(anti-ramp signal)，並且產生該偵測結果之步驟包含有：偵測該接收訊號中分別對應該不同預定功率準位之複數個功率準位，以產生該偵測結果。
7. 如申請專利範圍第6項所述之增益調整方法，其中該無線通訊電 路另包含一低雜訊增益放大器，以及該增益調整方法另包含下列步驟：根據該偵測結果來調整該低雜訊增益放大器之一接收增益參數設定。
8. 如申請專利範圍第6項所述之增益調整方法，其中偵測該接收訊號之功率準位，以產生一偵測結果之步驟包含有：判斷該接收訊號之功率準位之一線性度來產生該偵測結果。
9. 如申請專利範圍第8項所述之增益調整方法，其中當該偵測結果指示該接收訊號之功率為非線性時，調整該傳送增益參數設定以降低其傳送增益。
10. 如申請專利範圍第8項所述之增益調整方法，其中當該偵測結果指示該接收訊號之功率為線性時，調整該傳送增益參數設定以增加該傳送增益。