配合可變增益放大器的信號處理系統(tǒng)及信號處理方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明與可變增益放大器相關(guān)，并且尤其與如何補償因可變增益放大器提供的增益瞬間變化造成的問題相關(guān)。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著通訊技術(shù)的進步，數(shù)字電視廣播的發(fā)展?jié)u趨成熟。數(shù)字視頻廣播(digital video broadcasting, DVB)規(guī)范是目前該領(lǐng)域中被廣泛采用的標(biāo)準(zhǔn)之一。依傳輸媒介及信號型態(tài)的差異，數(shù)字視頻廣播還可被進一步細(xì)分為數(shù)字視頻電纜廣播(digital video broadcasting - cable, DVB-C)、數(shù)字視頻衛(wèi)星廣播(digital videobroadcasting - satellite, DVB-S)、數(shù)字視頻地面廣播(digital video broadcasting -terrestrial, DVB-T)等幾個子標(biāo)準(zhǔn)。
[0003]圖1呈現(xiàn)一 DVB-C接收端的局部電路方塊圖。進入此接收系統(tǒng)的射頻信號會被低噪聲放大器11放大。接著，低噪聲放大器11的輸出信號被分別提供至模擬-數(shù)字轉(zhuǎn)換器12以及濾波器14。自動增益控制電路13會根據(jù)模擬-數(shù)字轉(zhuǎn)換器12的輸出信號選擇性地調(diào)整低噪聲放大器11施于該射頻信號的增益。可編程增益放大器15接收濾波器14的輸出信號后也會對該信號施以放大程序。相似地，自動增益控制電路17系根據(jù)模擬-數(shù)字轉(zhuǎn)換器16的輸出信號選擇性地調(diào)整可編程增益放大器15提供的增益量。上述透過回饋機制調(diào)整增益量的目的在于將進入模擬-數(shù)字轉(zhuǎn)換器16的信號的振幅被調(diào)整為符合模擬-數(shù)字轉(zhuǎn)換器16的輸入信號動態(tài)范圍。模擬-數(shù)字轉(zhuǎn)換器16產(chǎn)生的數(shù)字信號將被提供至解調(diào)電路18。
[0004]在DVB-C接收系統(tǒng)中，低噪聲放大器11提供的增益的變化范圍是-18dB?24dB，而其最小單位變化量為6dB?？删幊淘鲆娣糯笃?5提供的增益的變化范圍則是_5dB?22dB，其最小單位變化量為3dB。經(jīng)過實際測試證明，當(dāng)?shù)驮肼暦糯笃?1及/或可編程增益放大器15提供的增益發(fā)生變化，且因此令數(shù)字基頻電路18的輸入信號的振幅瞬間被施以大于0.25dB的增益變化時，數(shù)字基頻電路18提供的信號處理結(jié)果可能會出現(xiàn)錯誤。
[0005]除了上述DVB-C接收系統(tǒng)之外，其他采用類似電路架構(gòu)的信號處理系統(tǒng)亦可能遭遇同樣的問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]為解決上述問題，本發(fā)明提出一種新的信號處理系統(tǒng)及信號處理方法。藉由對放大器的輸出信號提供一補償增益，傳遞至數(shù)字基頻電路的信號振幅瞬間變化可被有效降低或消除，進而避免數(shù)字基頻電路因此而產(chǎn)生的錯誤率升高問題。本發(fā)明的概念不僅可應(yīng)用在DVB-C接收系統(tǒng)，亦適用于其他采用類似電路架構(gòu)的信號處理系統(tǒng)。
[0007]根據(jù)本發(fā)明的一具體實施例為一種信號處理系統(tǒng)，其中包含一可變增益放大器、一模擬-數(shù)字轉(zhuǎn)換器、一增益補償模塊及一信號處理模塊。該可變增益放大器對一模擬輸入信號施以一可變增益，以產(chǎn)生一模擬放大后信號。該模擬-數(shù)字轉(zhuǎn)換器將該模擬放大后信號轉(zhuǎn)換為一數(shù)字放大后信號。該增益補償模塊對該數(shù)字放大后信號施以一補償增益，以產(chǎn)生一補償后信號。該增益補償模塊令該補償增益與該可變增益對該數(shù)字放大后信號構(gòu)成的一加成后增益，被保持為具有低于一預(yù)設(shè)門檻值的一瞬間變化量。該信號處理模塊對該補償后信號施以一信號處理程序。
[0008]根據(jù)本發(fā)明的另一具體實施例為一種信號處理方法。首先，一模擬輸入信號被施以一可變增益，以產(chǎn)生一模擬放大后信號。接著，該模擬放大后信號被轉(zhuǎn)換為一數(shù)字放大后信號。該數(shù)字放大后信號被施以一補償增益，以產(chǎn)生一補償后信號；其中該補償增益與該可變增益對該數(shù)字放大后信號構(gòu)成的一加成后增益，被保持為具有低于一預(yù)設(shè)門檻值的一瞬間變化量。隨后，該補償后信號被施以一信號處理程序。
[0009]關(guān)于本發(fā)明的優(yōu)點與精神可以藉由以下發(fā)明詳述及所附圖式得到進一步的了解。
【附圖說明】
[0010]圖1呈現(xiàn)一數(shù)字視頻電纜廣播(DVB-C)接收端的局部電路方塊圖。
[0011]圖2為根據(jù)本發(fā)明的一實施例中的信號處理系統(tǒng)的功能方塊圖。
[0012]圖3A和圖3B呈現(xiàn)根據(jù)本發(fā)明的可變增益Gv、補償增益Gc、加成后增益&以及各號的兩種時序關(guān)系范例。
[0013]圖4呈現(xiàn)根據(jù)本發(fā)明的增益補償模塊的一種詳細(xì)實施范例。
[0014]圖5呈現(xiàn)根據(jù)本發(fā)明的轉(zhuǎn)換單元的一種詳細(xì)實施范例。
[0015]圖6為根據(jù)本發(fā)明的一實施例中的信號處理方法的流程圖。
[0016]符號說明
[0017]11:低噪聲放大器12:模擬-數(shù)字轉(zhuǎn)換器
[0018]13:自動增益控制電路 14:濾波器
[0019]15:可編程增益放大器 16:模擬-數(shù)字轉(zhuǎn)換器
[0020]17:自動增益控制電路 18:解調(diào)電路
[0021]200:信號處理系統(tǒng) 21:可變增益放大器
[0022]22:模擬-數(shù)字轉(zhuǎn)換器 23:自動增益控制電路
[0023]24:增益補償模塊24A:轉(zhuǎn)換單元
[0024]24B:延遲單元24C:增益補償單元
[0025]25:信號處理模塊30:模擬輸入信號
[0026]31:模擬放大后信號 32:數(shù)字放大后信號
[0027]33:補償后信號51:查找表
[0028]52:判斷單元53:拆解單元
[0029]54:轉(zhuǎn)換單元S61?S64:流程步驟
【具體實施方式】
[0030]能實現(xiàn)本發(fā)明概念的一具體實施例為一信號處理系統(tǒng)，其功能方塊圖系繪示于圖
2。信號處理系統(tǒng)200包含一可變增益放大器21、一模擬-數(shù)字轉(zhuǎn)換器22、一自動增益控制電路23、一增益補償模塊24與一信號處理模塊25。實務(wù)上,信號處理系統(tǒng)200可為但不限于一數(shù)字視頻電纜廣播(DVB-C)接收系統(tǒng)或一數(shù)字視頻衛(wèi)星廣播(DVB-S)接收系統(tǒng)。于實際應(yīng)用中，可變增益放大器21為一低噪聲放大器或一可編程增益放大器。此外，可變增益放大器21可為單一放大器，亦可包含多個串聯(lián)的放大器電路。
[0031]可變增益放大器21受到自動增益控制電路23的控制，負(fù)責(zé)對一模擬輸入信號30施以一可變增益Gv，以產(chǎn)生一模擬放大后信號31。如圖2所示，模擬放大后信號31被提供至模擬-數(shù)字轉(zhuǎn)換器22。提供至信號處理系統(tǒng)200的模擬輸入信號30的振幅并非定值，而是可能會隨著時間變化而有所不同。模擬-數(shù)字轉(zhuǎn)換器22的作用之一在于為自動增益控制電路23提供一個數(shù)值，指出模擬放大后信號31的概略振幅。自動增益控制電路23根據(jù)模擬-數(shù)字轉(zhuǎn)換器22的輸出信號決定是否應(yīng)調(diào)整可變增益放大器21施于模擬輸入信號30的增益值Gv，以使模擬放大后信號31的振幅大致符合模擬-數(shù)字轉(zhuǎn)換器22的輸入動態(tài)范圍。須說明的是，自動增益控制和模擬-數(shù)字轉(zhuǎn)換的詳細(xì)實施方式為本發(fā)明所屬技術(shù)領(lǐng)域中具有通常知識者所知，于此不贅述。
[0032]模擬-數(shù)字轉(zhuǎn)換器22將模擬放大后信號31轉(zhuǎn)換為一數(shù)字放大后信號32。當(dāng)自動增益控制電路23改變可變增益放大器21采用的可變增益&時，會將相關(guān)的變化信息提供給增益補償模塊24。于一實施例中，當(dāng)可變增益放大器21將可變增益Gv由一第一增益值調(diào)整為一第二增益值時，自動增益控制電路23提供給增益補償模塊24的信息為第一增益值和第二增益值的大小。于另一實施例中，自動增益控制電路23提供給增益補償模塊24的信息為其中一增益值的大小與兩增益值間的差異量。
[0033]根據(jù)自動增益控制電路23提供的信息，增益補償模塊24對數(shù)字放大后信號32施以一補償增益Ge，以產(chǎn)生一補償后信號33。增益補償模塊24被設(shè)計為令補償增益Ge與可變增益Gv對數(shù)字放大后信號32構(gòu)成的一加成后增益&被保持為具有低于一預(yù)設(shè)門檻值的一瞬間變化量，詳述如下。
[0034]圖3A為可變增益Gv、補償增益Ge、加成后增益&以及各信號的一時序關(guān)系范例。為便于說明，圖3A以模擬型態(tài)呈現(xiàn)數(shù)字放大后信號32和補償后信號33的波形。于此范例中，可變增益&于時間點til由1倍(xl)被提高為2倍(x2)。因此，模擬放大后信號31的振幅自時間點til開始變?yōu)樵镜膬杀洞蟆Ｓ捎谀M-數(shù)字轉(zhuǎn)換器22會貢獻一信號傳播延遲(propagat1n delay)DP,直到時間點tl2,數(shù)字放大后信號32的振幅才開始變?yōu)樵镜膬杀洞?。?shù)字放大后信號32也可被視為自時間點tl2才開始受到可變增益Gv的影響。圖3A中的可變增益G/系用以表示可變增益Gv對數(shù)字放大后信號32構(gòu)成的一等效增益。對數(shù)字放大后信號32構(gòu)成的加成后增益&即為可變增益G/與補償增益Ge的乘積。實務(wù)上，信號傳播延遲DP的長度為預(yù)先量測估計得知的，時間點til則是可由自動增益控制電路23告知增益補償模塊24。因此，增益補償模塊24可得知時間點tl2的位置，并將時間點tl2設(shè)定為一補償起始時間。于此范例中，增益補償模塊24在時間點tl2之前提供的補償增益Ge為1倍(xl)，并且在時間點tl2將補償增益Ge調(diào)降為0.5倍(x0.5)。因此，加成后增益&在時間點tl2前后皆大致為1倍(xl)。如圖3A所示，自時間點tl2開始，增益補償模塊24逐漸提高補償增益Ge，藉此令加成后增益&逐漸趨近2倍(x2)，亦即第二增益值。在時間點tl3，加成后增益G:達到2倍(x2)，此時補償增益Ge大致被調(diào)升至1倍(xl)。
[0035]可變增益Gv的變化為增益補償模塊24所知。另一方面，補償增益Ge隨著時間改變的幅度可由增益補償模塊24控制。藉由適當(dāng)控制補償增益Gc，補償增益Gc與可變增益Gv對數(shù)字放大后信號32構(gòu)成的加成后增益便可被保持為不具有任何高于一預(yù)設(shè)門檻值(例如0.25dB)的瞬間變化量。由圖3A可看出，不同于在時間點tl2會出現(xiàn)瞬間大幅變化的數(shù)字放大后信號32，補償后信號33的振幅在時間點tl2后為逐步小幅度提高；在時間點tl3之后，補償后信號33與數(shù)字放大后信號32幾乎為同一信號。
[0036]隨后，信號處理模塊25接收補償后信號33，并對該補償后信號施以一信號處理程序，例如解調(diào)程序。由于補償后信號33的振幅不會因可變增益&的在短時間內(nèi)的改變而出現(xiàn)大幅瞬間變化。信號處理模塊25因此產(chǎn)生的錯誤率升高問題可被有效避免。實務(wù)上，前述預(yù)設(shè)門檻值可根據(jù)信號處理模塊25所能承受的信號瞬間變化量來決定，不以特定數(shù)值為限。此外，本發(fā)明所屬技術(shù)領(lǐng)域中具有通常知識者可理解，補償增益Ge的變化模式不一定要為圖3A所繪示者，亦可為規(guī)則或不規(guī)則的曲線。須說明的是，時間點tl3的出現(xiàn)位置會與可變增益Gv以及補償增益Ge的改變幅度相關(guān)。若增益補償模塊24采用另一種補償增益Gc變化模式，時間點tl3的出現(xiàn)位置便可能不同。假設(shè)可變增益放大器21將可