數字增益控制的製作方法

2023-09-25 18:35:20 1

專利名稱：數字增益控制的製作方法
技術領域：
本發明涉及應用於通信設備的數字自動增益控制(DAGC),尤其但也不 僅僅只涉及用於電力線通信的技術。
背景技術：
一般地，接收器中配備有自動增益控制(Automatic Gain Control, AGC ) 電路，以便通過調整接收信號的增益，保證在輸入信號電平的一段範圍內維持 足夠的性能。眾所周知， 一個模擬AGC可以通過調整位於接收機前端的可編 程增益力丈大器(Programmable Gain Amplifier, PGA)的增益，使增益在一個閉 環增益控制環路中落於衝莫擬數字控制器的範圍，來追蹤輸入信號功率的升降。 上述功能可以通過測量經過濾波後的ADC數字功率輸出並相應調整PGA的設 置來實現。
一個常失見的DAGC如

圖1所示。DAGC接收一序列由I信道和Q信道組成 的數字樣本。DAGC的輸入端有一個基帶濾波器12，用於使輸入信號在流向增 益控制環路14前限制在預定的頻帶。增益控制環路14包括一個幅度估算器18, 幅度估算器18用於提供指示I信道和Q信道中所表現的信號幅度的輸出，然後 該幅度輸出傳遞給洩漏積分器20。洩漏積分器20輸出的信號傳遞給閾值比較 器22，閾值比較器22用於確定是否積分信號已超過預定義的閾值一一該單元 的輸出傳遞給查找表24,查找表24的輸出傳遞給兩個用於相應調整數字增益 的乘法器16。

發明內容
在本發明的第一個方面，提供一種數字增益控制器，包括信號處理單元，用於對接收到的數位訊號進行處理，該信號處理單元包括幅度閾值計算單元和
增益控制元件；該幅度閾值計算元件用於在檢測到所述信號的幅度低於預設閾 值時增加一個計數值，在檢測到所述信號的幅度高於所述預設閾值時減少計數 值；該增益控制單元用於在確定所述計算單元統計到所述事件的出現達到預設 次數時產生一個增益控制信號。
優選地，所述信號處理單元還包括測定所述信號幅度的單元。
優選地，所述信號處理單元還包括閾值比較器，用於將所述幅度與預設閾 值進行比較，以提供指示所述幅度高於或低於預設閾值的輸出。
優選地，所述信號處理單元還包括低通濾波器，用於去除所述信號中頻率 高於預設頻率的成分。
所述低通濾波器為有限脈衝響應(FIR)濾波器。
優選地，所述計數值最小為0。
在本發明的一個實施例中，所述數字增益控制器還包括一個將所述計數值 與預設最大計數值進行比較的單元，用以對應於所述計數值至少達到所述預設 最大計數值時向所述增益控制單元反饋一個計數值已達上限的信息。
所述增益控制信號為增益衰減信號。
在本發明的另 一個實施例中，所述數字增益控制器還包括一個觸發所述信 號處理單元的單元，用以對應於在檢測到所述信號的幅度高於預設下限閾值時 向所述增益控制單元發送觸發信息。
在上述第 一方面的一種構造中，所述數值增益控制器構造成用以與 一個模 擬增益控制器結合運行以實現快速增益控制，所述模擬增益控制器用於根據模 擬增益控制信號降低可編程增益放大器的增益。
本發明的第二個方面提供一種數字增益控制方法，包括接收數位訊號； 統計事件的出現率，該事件包括對應於檢測到所述信號的幅度低於預設閾值時 增加一個計數值以及對應於檢測到所述信號的幅度高於所述預設闊值時減少計 數值；以及在確定所述事件出現達到預設次數時，增益控制單元發送一個增益控制信號。
以下結合附圖描述本發明的實施例，其中 圖1示出現有的DAGC的電^各圖2示出依據本發明實施例提供的數字增益控制器的電路圖3示出依據本發明實施例提供的包含觸發電路的數字增益控制器的電路圖。
具體實施例方式
以下基於附圖對本發明的具體實施例進行進一步詳細說明。應當理解，此 處所描述的具體實施例僅僅作為實例，並不用於限定本發明的保護範圍。
參閱圖2，依據本發明實施例提供的一種數字增益控制器30的具體實施進 4亍詳細i兌明。
在數字增益控制器的輸入端設置一低通有限脈沖響應(Finite Impulse Response, FIR)濾波器32，使得只有低頻帶的頻率成分可以傳入增益濾波器 34。
增益轉換器34應用於低通FIR濾波器32的輸出端，以侵_對應於數字增益 控制環路46中的狀態機44提供的任一控制信號，調整I信道和Q信道輸入信 號的增益。
增益轉換器34的輸出端接幅度估算器36，幅度估算器36用於提供指示I 信道和Q信道中所表現的信號幅值的輸出。
上限閾值比較器38將指示幅度估算器36輸出的幅度與預設上限閾值進行 閾值比較。上限閾值比較器的輸出傳遞給計數器40。上限閾值比較器38的輸 出指示幅度是否高於或低於上限閾值。
計數器40構造成用以在幅度低於上限閾值時增加一個計數值，在幅度高於上限閾值時減少計數值。在增益控制器開始運行時計數器40的初始值設為0。 並且，計數值不能減少到0以下。
數值比較器42將計數值與預設計數值進行比較，並將指示比較結果的輸出 傳送到狀態機44。
狀態機44從數值比較器42獲取輸入信號。當計數值超過預設數值時，狀 態機44向增益轉換器32發送一個增益控制信號以增加數字增益。同時，狀態 機44還向計數器44發送一個計數復位信號，將其計數值復位到0。
為了觸發數字增益控制器開始運行，增益控制環路還使用一下限閾值比較 器60，圖3顯示出此使用情況。下限閾值比較器60構造成為在輸入信號高於 預設下限閾值時，向狀態機66發送一個輸出信號。然後狀態機66向增益轉換 器54發送一個增益控制信號來啟動增益控制操作。本領域技術人員知道下限閾 值比較器60的使用是可選的。當然，也可以採用其它方法來觸發數值增益控制， 例如，通過信號探測器或預編程為能完成該操作的軟體。
上述的數字增益控制器也可以與模擬AGC相結合使用。該模擬AGC構造 成為根據增益控制信號降低PGA的增益(即跟蹤下降)。另一方面，數字增益 控制器構造成為根據數字增益控制信號增加增益轉換器的增益(即跟蹤上升)。 這種方式所具有的優勢在於，這兩種增益控制操作互補，即一種構造成為降低 增益而另外一種構造成為增加增益。所以，這種構造提供了斜降AGC，能達到 並行處理。因此，可以獲得更快的收斂速度。在一個常規應用中，這常常通過 串行處理來實現，即數字增益控制電路必需等到模擬收斂時間設置好才開始執 行。
增益控制器可以採用多種專用硬體實現，例如ASIC、 FPGA或者DSP，或 者改為與軟體相結合。本領域技術人員知道該軟體可以通過存儲介質來傳輸， 例如光或磁存儲介質，或電子存儲設備(例如快閃記憶體)。當然，該軟體也可以通 過一套計算機可讀指令來傳輸。
本領域普通技術人員可以很容易地知道本發明的其它方面和優點，以上具體的描述並不用以限制本發明。本發明請求保護的範圍參見隨附的權利要求， 並可結合上述描述以及附圖內容加以解釋。
權利要求
1、一種數字增益控制器，包括用於對接收到的數位訊號進行處理的信號處理單元，所述信號處理單元包括幅度閾值計算單元，用於在檢測到所述信號的幅度低於預設閾值時增加一個計數值，在檢測到所述信號的幅度高於所述預設閾值時減少計數值；以及增益控制單元，用於在確定所述計算單元統計到所述事件出現達到預定次數時產生一個增益控制信號。
2、 根據權利要求1所述的數字增益控制器，其特徵在於，所述信號處理單 元還包括測定所述信號幅度的單元。
3、 根據權利要求1或2所述的數字增益控制器，其特徵在於，所述信號處 理單元還包括閾值比較器，用於將所述幅度與預設閾值進行比較，以提供指示 所述幅度高於或低於預設閾值的輸出。
4、 根據前述任一項權利要求所述的數字增益控制器，其特徵在於，所述信 號處理單元還包括低通濾波器，用於去除所述信號中頻率高於預設頻率的成分。
5、 根據權利要求4所述的數字增益控制器，其特徵在於，所述低通濾波器 為有限脈衝響應(FIR)濾波器。
6、 根據前述任一項權利要求所述的數字增益控制器，其特徵在於，所述計 數值最小為0。
7、 根據前述任一項權利要求所述的數字增益控制器，包括一個將所述計數 值與預設最大計數值進行比較的單元，用以對應於所述計數值至少達到所述預 設最大計數值時向所述增益控制單元反饋一個計數值已達上限的信息。
8、 根據前述任一項權利要求所述的數字增益控制器，其特徵在於，所述增 益控制信號為增益衰減信號。
9、 根據前述任一項權利要求所述的數字增益控制器，包括一個觸發所述信 號處理單元的單元，用以對應於檢測到所述信號的幅度高於預設下限閾值時向 所述增益控制單元發送觸發信息。
10、 根據前述任一項權利要求所述的數字增益控制器，其構造成為與一個模擬增益控制器結合運行以實現快速增益控制，所述模擬增益控制器用於根據 模擬增益控制信號降低可編程增益放大器的增益。
11、 一種數字增益控制方法，包括 接收數位訊號；統計事件的出現率，所述事件包括對應於檢測到所述信號的幅度低於預設 閾值時增加一個計數值，和對應於檢測到所述信號的幅度高於所述預設閾值時 減少所述計數值；以及在確定所述事件出現預設次數時，增益控制單元發送一個增益控制信號。
12、 根據權利要求11所述的方法，包括測定所述信號的幅度。
13、 根據權利要求11或12所述的方法，包括將所述幅度與預設閾值進行 比較，以提供指示所述幅度高於或低於預設闊值的輸出。
14、 根據權利要求11至13任一項所述的方法，包括從所述信號中去除頻 率高於預設頻率的成分。
15、 根據權利要求14所述的方法，其特徵在於，所述從所述信號中去除頻 率高於預設頻率的成分的步驟包括應用一個有限脈衝響應(FIR)濾波器對所述 信號進行處理。
16、 根據權利要求11至15任一項所述的方法，包括將所述計數值與預設 最大計數值進行比較，並對應於所述計數值至少達到所述預:沒最大計數值時向 所述增益控制單元反饋一個計數值已達上限信息。
17、 才艮據權利要求11至16任一項所述的方法，包括對應於才企測到的所述 信號的幅度高於預設下限閾值時，向所述增益控制單元發送一個觸發信息以觸 發所述數字增益控制步驟。
全文摘要
一種數字增益控制器，包括信號處理單元，用於對接收到數位訊號進行處理，信號處理單元包括閾值比較器和狀態機，閾值比較器用於檢測所述信號幅值，在檢測到所述信號的幅值低於預設閾值的次數達到預設次數時，狀態機向增益轉換器發送一個增益增加信息。
文檔編號H03G3/30GK101611545SQ200780033283
公開日2009年12月23日 申請日期2007年9月4日 優先權日2006年9月7日
發明者克莉斯·斯特拉特福德 申請人:詩科技電子有限公司