自動(dòng)增益控制電路、方法及采用其的軟件無線電接收機(jī)的制作方法
【專利摘要】一種自動(dòng)增益控制電路、方法及采用其的軟件無線電接收機(jī)，該自動(dòng)增益控制電路包括寬帶檢波電路、控制電壓調(diào)整電路、第一級(jí)增益調(diào)整電路和第二級(jí)增益調(diào)整電路；其中，寬帶檢波電路通過耦合器、放大器將檢波信號(hào)進(jìn)行初次處理后送給控制電壓調(diào)整電路；通過調(diào)整耦合器的耦合度、放大器的增益改變寬帶檢波模塊的輸出電壓，或通過改變控制電壓調(diào)整電路，可以改變第一級(jí)增益調(diào)整電路和第二級(jí)增益調(diào)整電路，達(dá)到改變控制自動(dòng)增益起控電平和控制范圍的目的。本發(fā)明能夠滿足寬帶軟件無線電等多種應(yīng)用環(huán)境的需要。
【專利說明】
自動(dòng)増益控制電路、方法及采用其的軟件無線電接收機(jī)
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及軟件無線電領(lǐng)域，尤其涉及一種自動(dòng)增益控制電路、方法及采用其的軟件無線電接收機(jī)。
【背景技術(shù)】
[0002]在當(dāng)今信息時(shí)代，信息的傳遞、交互作為人類社會(huì)生活的必要組成部分。其中，無線通信是通信領(lǐng)域中最為活躍的一部分，在人類生活的各個(gè)方面都得到了廣泛的應(yīng)用。
[0003]近年來為了滿足消費(fèi)者的不同需求，國際通信組織相繼推出了不同的通信標(biāo)準(zhǔn)。面對(duì)種類繁多的標(biāo)準(zhǔn)，能夠兼容多種制式的電子設(shè)備的需求越來越迫切。為了解決不同通信標(biāo)準(zhǔn)在同一電子設(shè)備中的使用問題，軟件無線電思想應(yīng)運(yùn)而生。
[0004]軟件無線電技術(shù)是近幾年提出的無線通信系統(tǒng)架構(gòu)，最早由軍事通信技術(shù)發(fā)展而來，其根本目的是解決不同制式設(shè)備間兼容通信的難題，其基本思想是通過軟件來配置硬件，實(shí)現(xiàn)靈活的可重構(gòu)特性。其中的關(guān)鍵技術(shù)難點(diǎn)之一就是接收機(jī)電路。
[0005]由于不同通信標(biāo)準(zhǔn)的應(yīng)用環(huán)境不同，軟件無線電接收機(jī)所接收到的信號(hào)質(zhì)量也不盡相同。軟件無線電接收機(jī)根據(jù)其不同的應(yīng)用環(huán)境和不同的通信標(biāo)準(zhǔn)，靈活地配置其射頻性能指標(biāo)，在滿足實(shí)際通信指標(biāo)的要求下，會(huì)大大降低整體接收機(jī)的平均功耗。
[0006]總結(jié)國內(nèi)軟件無線電接收機(jī)自動(dòng)增益控制電路研究現(xiàn)狀可以發(fā)現(xiàn)，雖然目前已經(jīng)取得了一些突破，但是自動(dòng)增益控制電路依然是軟件無線電應(yīng)用的瓶頸。目前出現(xiàn)了一些多標(biāo)準(zhǔn)可配置的接收機(jī)自動(dòng)增益控制電路，但僅僅能夠?qū)崿F(xiàn)分頻段自動(dòng)增益控制，缺乏頻率自適應(yīng)性，控制時(shí)間長不能實(shí)現(xiàn)快速響應(yīng)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]有鑒于此，本發(fā)明要解決的主要技術(shù)問題是如何提供一種自動(dòng)增益控制電路、方法及采用其的軟件無線電接收機(jī)，以便能夠滿足寬帶內(nèi)單通道實(shí)現(xiàn)快速自動(dòng)增益控制，滿足多種應(yīng)用環(huán)境的需要。
[0008]為解決上述技術(shù)問題，作為本發(fā)明的一個(gè)方面，本發(fā)明提供了一種自動(dòng)增益控制電路，包括寬帶檢波電路4、控制電壓調(diào)整電路5、第一級(jí)增益調(diào)整電路2、第二級(jí)增益調(diào)整電路6;其中:
[0009]寬帶檢波電路4將檢測到的射頻信號(hào)轉(zhuǎn)變成電壓信號(hào)輸入到所述控制電壓調(diào)整電路5 ；
[0010]控制電壓調(diào)整電路5根據(jù)所述寬帶檢波電路4輸出的電壓信號(hào)進(jìn)行判決:
[0011]如果所述電壓信號(hào)的輸出電壓小于預(yù)設(shè)的閾值門限電壓，則對(duì)第二級(jí)增益調(diào)整電路6的增益進(jìn)行調(diào)整，第一級(jí)增益調(diào)整電路2增益不變；
[0012]如果所述電壓信號(hào)的輸出電壓大于所述閾值門限電壓，則對(duì)第一級(jí)增益調(diào)整電路2和第二級(jí)增益調(diào)整電路6的增益同時(shí)進(jìn)行調(diào)整；
[0013]如果所述電壓信號(hào)的輸出電壓等于所述閾值門限電壓，則對(duì)第一級(jí)增益調(diào)整電路2和第二級(jí)增益調(diào)整電路6同時(shí)進(jìn)行控制，但增益不做調(diào)整；
[0014]其中，所述第一級(jí)增益調(diào)整電路2能夠與所述寬帶檢波電路4及控制電壓調(diào)整電路5共同構(gòu)成自動(dòng)增益反饋控制環(huán)路；以及
[0015]所述第二級(jí)增益調(diào)整電路6能夠與所述寬帶檢波電路4及控制電壓調(diào)整電路5共同構(gòu)成自動(dòng)增益前饋控制通路。
[0016]作為本發(fā)明的另一個(gè)方面，本發(fā)明還提供了一種自動(dòng)增益控制方法，包括以下步驟:
[0017]寬帶檢波電路4將檢測到的射頻信號(hào)轉(zhuǎn)變成電壓信號(hào)輸入到控制電壓調(diào)整電路5;
[0018]控制電壓調(diào)整電路5根據(jù)所述寬帶檢波電路4輸出的所述電壓信號(hào)進(jìn)行判決:
[0019]如果所述電壓信號(hào)的電壓值小于預(yù)設(shè)的閾值門限電壓，則對(duì)第二級(jí)增益調(diào)整電路6的增益進(jìn)行調(diào)整，第一級(jí)增益調(diào)整電路2增益不變；
[0020]如果所述電壓信號(hào)的電壓值大于所述閾值門限電壓，則對(duì)第一級(jí)增益調(diào)整電路2和第二級(jí)增益調(diào)整電路6的增益同時(shí)進(jìn)行調(diào)整；
[0021]如果所述電壓信號(hào)的電壓值等于所述閾值門限電壓，則對(duì)第一級(jí)增益調(diào)整電路2和第二級(jí)增益調(diào)整電路6同時(shí)進(jìn)行控制，但增益不做調(diào)整；
[0022]其中，所述第一級(jí)增益調(diào)整電路2能夠與所述寬帶檢波電路4及控制電壓調(diào)整電路5共同構(gòu)成自動(dòng)增益反饋控制環(huán)路；以及
[0023]所述第二級(jí)增益調(diào)整電路6能夠與所述寬帶檢波電路4及控制電壓調(diào)整電路5共同構(gòu)成自動(dòng)增益前饋控制通路。
[0024]作為本發(fā)明的再一個(gè)方面，本發(fā)明還提供了一種軟件無線電接收機(jī)，其采用如上所述的自動(dòng)增益控制電路。
[0025]基于上述技術(shù)方案可知，本發(fā)明的電路具有如下有益效果:(I)可以通過單通道實(shí)現(xiàn)寬帶自動(dòng)增益控制；(2)可承受較大功率，可支持IMHz?6GHz頻率范圍內(nèi)，功率范圍為-70dBm?+1 OdBm內(nèi)的自動(dòng)增益變化；(3)可以實(shí)現(xiàn)快速、連續(xù)自動(dòng)增益控制；由控制電壓調(diào)整電路同時(shí)向第一級(jí)增益調(diào)整電路和第二級(jí)增益調(diào)整電路傳遞控制信號(hào)，從而可以實(shí)現(xiàn)快速增益控制；寬帶檢波電路通過調(diào)整耦合器的耦合度、放大器的增益改變寬帶檢波模塊的輸出電壓，或通過改變控制電壓調(diào)整電路，可以改變第一級(jí)增益調(diào)整電路和第二級(jí)增益調(diào)整電路，達(dá)到改變控制自動(dòng)增益起控電平和控制范圍的目的，從而可以實(shí)現(xiàn)一定輸入信號(hào)功率范圍內(nèi)自動(dòng)增益連續(xù)控制，確保該自動(dòng)增益控制電路輸出功率為恒定值；(4)能夠滿足寬帶軟件無線電多種應(yīng)用環(huán)境的需要。
【附圖說明】
[0026]圖1是本發(fā)明的自動(dòng)增益控制電路的方框圖；
[0027]圖2是本發(fā)明的自動(dòng)增益控制電路控制電壓調(diào)整電路示意圖。
[0028]圖3是本發(fā)明的自動(dòng)增益控制電路的控制流程圖。
【具體實(shí)施方式】
[0029]本發(fā)明公開了一種自動(dòng)增益控制電路，包括寬帶檢波電路、控制電壓調(diào)整電路、第一級(jí)增益調(diào)整電路和第二級(jí)增益調(diào)整電路;其中:
[0030]寬帶檢波電路將檢測到的射頻信號(hào)轉(zhuǎn)變成電壓信號(hào)輸入到控制電壓調(diào)整電路；
[0031]控制電壓調(diào)整電路根據(jù)寬帶檢波電路輸出的電壓信號(hào)進(jìn)行判決:
[0032]如果所述電壓信號(hào)的輸出電壓小于預(yù)設(shè)的閾值門限電壓，則對(duì)第二級(jí)增益調(diào)整電路的增益進(jìn)行調(diào)整，第一級(jí)增益調(diào)整電路增益不變；
[0033]如果所述電壓信號(hào)的輸出電壓大于所述閾值門限電壓，則對(duì)第一級(jí)增益調(diào)整電路和第二級(jí)增益調(diào)整電路的增益同時(shí)進(jìn)行調(diào)整；
[0034]如果所述電壓信號(hào)的輸出電壓等于所述閾值門限電壓，則對(duì)第一級(jí)增益調(diào)整電路和第二級(jí)增益調(diào)整電路同時(shí)進(jìn)行控制，但增益不做調(diào)整；
[0035]其中，第一級(jí)增益調(diào)整電路能夠與寬帶檢波電路及控制電壓調(diào)整電路共同構(gòu)成自動(dòng)增益反饋控制環(huán)路；以及
[0036]第二級(jí)增益調(diào)整電路能夠與寬帶檢波電路及控制電壓調(diào)整電路共同構(gòu)成自動(dòng)增益前饋控制通路。
[0037]其中，寬帶檢波電路的閾值門限電壓能夠調(diào)整，從而實(shí)現(xiàn)起控門限變化。
[0038]作為優(yōu)選，寬帶檢波電路包括定向耦合器、放大器和檢波器。其中，寬帶檢波電路的閾值門限電壓能夠通過調(diào)整寬帶檢波電路中的定向耦合器的耦合度、放大器的增益來實(shí)現(xiàn)起控門限調(diào)整。
[0039]其中，能夠通過調(diào)整控制電壓調(diào)整電路的初始電壓，實(shí)現(xiàn)起控門限調(diào)整。
[0040]該自動(dòng)增益控制電路支持IMHz?6GHz頻率內(nèi)，功率范圍為-70dBm?+1dBm內(nèi)的自動(dòng)增益變化。
[0041 ]本發(fā)明還公開了一種自動(dòng)增益控制方法，包括以下步驟:
[0042]寬帶檢波電路將檢測到的射頻信號(hào)轉(zhuǎn)變成電壓信號(hào)輸入到控制電壓調(diào)整電路；
[0043]控制電壓調(diào)整電路根據(jù)寬帶檢波電路輸出的電壓信號(hào)進(jìn)行判決:
[0044]如果所述電壓信號(hào)的電壓值小于預(yù)設(shè)的閾值門限電壓，則對(duì)第二級(jí)增益調(diào)整電路的增益進(jìn)行調(diào)整，第一級(jí)增益調(diào)整電路增益不變；
[0045]如果所述電壓信號(hào)的電壓值大于所述閾值門限電壓，則對(duì)第一級(jí)增益調(diào)整電路和第二級(jí)增益調(diào)整電路的增益同時(shí)進(jìn)行調(diào)整；
[0046]如果所述電壓信號(hào)的電壓值等于所述閾值門限電壓，則對(duì)第一級(jí)增益調(diào)整電路和第二級(jí)增益調(diào)整電路同時(shí)進(jìn)行控制，但增益不做調(diào)整；
[0047]其中，第一級(jí)增益調(diào)整電路能夠與寬帶檢波電路及控制電壓調(diào)整電路共同構(gòu)成自動(dòng)增益反饋控制環(huán)路；以及
[0048]所述第二級(jí)增益調(diào)整電路能夠與寬帶檢波電路及控制電壓調(diào)整電路共同構(gòu)成自動(dòng)增益前饋控制通路。
[0049]其中，能夠調(diào)整所述寬帶檢波電路的閾值門限電壓，或者所述控制電壓調(diào)整電路的初始電壓，從而實(shí)現(xiàn)起控門限變化。
[0050]其中，寬帶檢波電路包括定向耦合器、放大器和檢波器;以及
[0051]寬帶檢波電路的閾值門限電壓能夠通過調(diào)整寬帶檢波電路中的定向耦合器的耦合度、放大器的增益來進(jìn)行調(diào)整，從而實(shí)現(xiàn)起控門限調(diào)整。
[0052]本發(fā)明還公開了一種軟件無線電接收機(jī)，其采用如上所述的自動(dòng)增益控制電路。
[0053]為使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，以下結(jié)合具體實(shí)施例，并參照附圖，對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的詳細(xì)說明。
[0054]如圖1所示，本發(fā)明的自動(dòng)增益控制電路，包括寬帶檢波電路4、控制電壓調(diào)整電路
5、第一級(jí)增益調(diào)整電路2和第二級(jí)增益調(diào)整電路6。其中，寬帶檢波電路4由定向耦合器41、放大器42、檢波器43構(gòu)成。
[0055]寬帶檢波電路4將檢測到射頻信號(hào)轉(zhuǎn)變成電壓信號(hào)輸入到控制電壓調(diào)整電路5，如圖2和圖3所示，由控制電壓調(diào)整電路5根據(jù)寬帶檢波電路輸出電壓進(jìn)行判決，小于預(yù)設(shè)的閾值門限的檢波電壓只對(duì)第二級(jí)增益調(diào)整電路6進(jìn)行控制，大于閾值的檢波電壓對(duì)第一級(jí)增益調(diào)整電路2和第二級(jí)增益調(diào)整電路6同時(shí)進(jìn)行控制。其中該控制電壓調(diào)整電路5包括基準(zhǔn)電壓調(diào)整電路、濾波整流電路、判決運(yùn)算電路、輸出電路I和輸出電路2等幾個(gè)部分，基準(zhǔn)電壓調(diào)整電路和濾波整流電路分別對(duì)輸入的基準(zhǔn)電壓信號(hào)(預(yù)設(shè)的閾值門限的檢波電壓)和檢波電壓信號(hào)(寬帶檢波電路輸出電壓)進(jìn)行預(yù)處理后輸入判決運(yùn)算電路進(jìn)行比較，根據(jù)比較結(jié)果進(jìn)行不同的控制輸出。
[0050]以上控制方案，可以實(shí)現(xiàn)一定輸入信號(hào)功率范圍內(nèi)自動(dòng)增益連續(xù)控制，確保該軟件無線電接收機(jī)自動(dòng)增益控制電路輸出功率為恒定值。
[0057]其中，通過調(diào)整定寬帶檢波電路4中定向耦合器41耦合度、放大器42增益，可調(diào)整閾值門限電壓，通過調(diào)整閾值門限電壓實(shí)現(xiàn)起控門限調(diào)整。
[0058]通過調(diào)整控制電壓調(diào)整電路5內(nèi)部的初始電壓，亦可實(shí)現(xiàn)起控門限調(diào)整。
[0059]以上所述的具體實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和有益效果進(jìn)行了進(jìn)一步詳細(xì)說明，應(yīng)理解的是，以上所述僅為本發(fā)明的具體實(shí)施例而已，并不用于限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所做的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種自動(dòng)增益控制電路，其特征在于，包括寬帶檢波電路(4)、控制電壓調(diào)整電路(5)、第一級(jí)增益調(diào)整電路(2)、第二級(jí)增益調(diào)整電路(6);其中: 寬帶檢波電路(4)將檢測到的射頻信號(hào)轉(zhuǎn)變成電壓信號(hào)輸入到所述控制電壓調(diào)整電路(5)； 控制電壓調(diào)整電路(5)根據(jù)所述寬帶檢波電路(4)輸出的電壓信號(hào)進(jìn)行判決: 如果所述電壓信號(hào)的輸出電壓小于預(yù)設(shè)的閾值門限電壓，則對(duì)第二級(jí)增益調(diào)整電路(6)的增益進(jìn)行調(diào)整，第一級(jí)增益調(diào)整電路(2)增益不變； 如果所述電壓信號(hào)的輸出電壓大于所述閾值門限電壓，則對(duì)第一級(jí)增益調(diào)整電路(2)和第二級(jí)增益調(diào)整電路(6)的增益同時(shí)進(jìn)行調(diào)整； 如果所述電壓信號(hào)的輸出電壓等于所述閾值門限電壓，則對(duì)第一級(jí)增益調(diào)整電路(2)和第二級(jí)增益調(diào)整電路(6)同時(shí)進(jìn)行控制，但增益不做調(diào)整； 其中，所述第一級(jí)增益調(diào)整電路(2)能夠與所述寬帶檢波電路(4)及控制電壓調(diào)整電路(5)共同構(gòu)成自動(dòng)增益反饋控制環(huán)路；以及 所述第二級(jí)增益調(diào)整電路(6)能夠與所述寬帶檢波電路(4)及控制電壓調(diào)整電路(5)共同構(gòu)成自動(dòng)增益前饋控制通路。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的自動(dòng)增益控制電路，其特征在于，所述寬帶檢波電路(4)的閾值門限電壓能夠調(diào)整，從而實(shí)現(xiàn)起控門限變化。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的自動(dòng)增益控制電路，其特征在于，所述寬帶檢波電路(4)包括定向耦合器(41)、放大器(42)和檢波器(43)。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的自動(dòng)增益控制電路，其特征在于，所述寬帶檢波電路(4)的閾值門限電壓能夠通過調(diào)整所述寬帶檢波電路(4)中的定向耦合器(41)的耦合度、放大器(42)的增益來實(shí)現(xiàn)起控門限調(diào)整。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的自動(dòng)增益控制電路，其特征在于，能夠通過調(diào)整所述控制電壓調(diào)整電路(5)的初始電壓，實(shí)現(xiàn)起控門限調(diào)整。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的自動(dòng)增益控制電路，其特征在于，所述自動(dòng)增益控制電路支持IMHz?6GHz頻率內(nèi)，功率范圍為-70dBm?+1dBm內(nèi)的自動(dòng)增益變化。7.—種自動(dòng)增益控制方法，其特征在于，包括以下步驟: 寬帶檢波電路(4)將檢測到的射頻信號(hào)轉(zhuǎn)變成電壓信號(hào)輸入到控制電壓調(diào)整電路(5); 控制電壓調(diào)整電路(5)根據(jù)所述寬帶檢波電路(4)輸出的所述電壓信號(hào)進(jìn)行判決: 如果所述電壓信號(hào)的電壓值小于預(yù)設(shè)的閾值門限電壓，則對(duì)第二級(jí)增益調(diào)整電路(6)的增益進(jìn)行調(diào)整，第一級(jí)增益調(diào)整電路(2)增益不變； 如果所述電壓信號(hào)的電壓值大于所述閾值門限電壓，則對(duì)第一級(jí)增益調(diào)整電路(2)和第二級(jí)增益調(diào)整電路(6)的增益同時(shí)進(jìn)行調(diào)整； 如果所述電壓信號(hào)的電壓值等于所述閾值門限電壓，則對(duì)第一級(jí)增益調(diào)整電路(2)和第二級(jí)增益調(diào)整電路(6)同時(shí)進(jìn)行控制，但增益不做調(diào)整； 其中，所述第一級(jí)增益調(diào)整電路(2)能夠與所述寬帶檢波電路(4)及控制電壓調(diào)整電路(5)共同構(gòu)成自動(dòng)增益反饋控制環(huán)路；以及 所述第二級(jí)增益調(diào)整電路(6)能夠與所述寬帶檢波電路(4)及控制電壓調(diào)整電路(5)共同構(gòu)成自動(dòng)增益前饋控制通路。8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的自動(dòng)增益控制方法，其特征在于，能夠調(diào)整所述寬帶檢波電路(4)的閾值門限電壓，或者所述控制電壓調(diào)整電路(5)的初始電壓，從而實(shí)現(xiàn)起控門限變化。9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的自動(dòng)增益控制方法，其特征在于，所述寬帶檢波電路(4)包括定向耦合器(41)、放大器(42)和檢波器(43);以及 所述寬帶檢波電路(4)的閾值門限電壓能夠通過調(diào)整所述寬帶檢波電路(4)中的定向耦合器(41)的耦合度、放大器(42)的增益來實(shí)現(xiàn)起控門限調(diào)整。10.一種軟件無線電接收機(jī)，其特征在于，其采用如權(quán)利要求1至6任意一項(xiàng)所述的自動(dòng)增益控制電路。
【文檔編號(hào)】H03G3/20GK105959017SQ201610488917
【公開日】2016年9月21日
【申請(qǐng)日】2016年6月28日
【發(fā)明人】李仲茂, 尹軍艦, 邱昕, 慕福奇
【申請(qǐng)人】中國科學(xué)院微電子研究所