[發(fā)明專利]適用于ASK模擬接收機的低功耗自動增益控制方法

無效

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• 申請日: 2010-09-03
• 公開（公告）號: CN101958694A
• 公開（公告）日: 2011-01-26
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 池保勇;王小曼;張春;王志華
• 申請（專利權(quán)）人: 清華大學(xué)
• 主分類號: H03G3/20
• 分類號: H03G3/20;H04B1/16
• 代理公司: 北京眾合誠成知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11246
• 代理人: 史雙元

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于無線通信技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種適用于ASK模擬接收機的低功耗自動增益控制方法。

背景技術(shù)

ASK(二進(jìn)制幅度鍵控)調(diào)制方式廣泛應(yīng)用于各種短距離無線通信系統(tǒng)中，由于應(yīng)用環(huán)境的特殊性，這些無線通信系統(tǒng)對功耗有著極度苛刻的要求。考慮到模數(shù)變換器需要消耗比較大的功耗，在模擬電路域來實現(xiàn)ASK信號的解調(diào)，避免使用模數(shù)變換器，從而通過模擬電路來直接恢復(fù)原始的二進(jìn)制碼流是一種比較通行的方法。在這種ASK接收機中，考慮到無線信號強度的變化，需要一個自動增益控制環(huán)路來根據(jù)信號強弱自動調(diào)整前向鏈路的增益，以保證模擬ASK解調(diào)器具有足夠高的檢測靈敏度。這種自動增益控制環(huán)路一般利用模擬閉合環(huán)路來實現(xiàn)。這種模擬閉合環(huán)路中積分器所引入的主極點會限制自動增益控制環(huán)路的帶寬，從而限制了接收機的數(shù)據(jù)率。同時，閉合環(huán)路中峰值檢波器所引入的極點頻率也較低，為保證閉合環(huán)路的穩(wěn)定性，該自動增益控制環(huán)路需要消耗較高的功耗，同時設(shè)計復(fù)雜性也大大提高。因此，這種模擬自動增益控制環(huán)路通常難以應(yīng)用于低功耗、高數(shù)據(jù)率的ASK接收機中。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提出一種適用于ASK模擬接收機的低功耗自動增益控制方法，其特征在于，該自動增益控制方法利用了數(shù)字通信系統(tǒng)中擾碼器的原理，根據(jù)ASK模擬接收機輸出的二進(jìn)制碼流信息來判斷當(dāng)前接收機前向鏈路的增益是太高還是太低，從而自動調(diào)節(jié)前向鏈路中可編程增益放大器(PGA)的增益，這樣就實現(xiàn)了ASK模擬接收機的自動增益控制功能；具體步驟包括：

1)首先將可編程增益放大器的輸出端與ASK解調(diào)器的輸入端相連，ASK解調(diào)器的輸出端與自動增益控制器的輸入端相連，自動增益控制器的輸出端與可編程增益放大器的控制端相連，組成了ASK模擬接收機的低功耗自動增益控制系統(tǒng)；

2)輸入ASK信號經(jīng)可變增益放大器放大后，送入ASK解調(diào)器，ASK解調(diào)器的輸出端給出恢復(fù)出原始的二進(jìn)制碼流信息，恢復(fù)出原始的數(shù)字二進(jìn)制碼流信息送給后面的數(shù)字電路進(jìn)行處理；并根據(jù)數(shù)字通信系統(tǒng)中擾碼器的原理，判斷發(fā)送的數(shù)字二進(jìn)制碼流信息中會不會出現(xiàn)連續(xù)10位的‘0’或‘1’；

3)如果ASK解調(diào)器的輸出二進(jìn)制碼流中出現(xiàn)了連續(xù)10位以上的‘0’或‘1’，那么就意味著ASK解調(diào)器的輸入信號幅度太低或太高，使得ASK解調(diào)器把所有的數(shù)據(jù)都判為‘0’或‘1’，因此說明位于ASK解調(diào)器前級的可變增益放大器的增益太低或太高了，需要調(diào)高或調(diào)低可變增益放大器的增益；

4)自動增益控制器根據(jù)這種信息自適應(yīng)的調(diào)節(jié)可變增益放大器的增益，使得信號在進(jìn)入ASK解調(diào)器之前被放大到合適的幅值，ASK解調(diào)器就可以輸出正確的數(shù)字二進(jìn)制碼流信息。

所述自動增益控制器在當(dāng)接收機輸出數(shù)據(jù)流中出現(xiàn)了連續(xù)的10個‘1’，自動增益控制器改變其輸出控制字來減小可變增益放大器的增益；反之，當(dāng)接收機輸出數(shù)據(jù)流中出現(xiàn)了連續(xù)的10個‘0’，自動增益控制器則改變其輸出控制字來提高可變增益放大器的增益。

所述自動增益控制器調(diào)高或調(diào)低可變增益放大器增益的方法是一種基于線性調(diào)節(jié)的方法：在一個調(diào)節(jié)周期內(nèi)，可變增益放大器的增益檔位只會改變一步，直到可變增益放大器的增益被調(diào)節(jié)到合適的檔位，即接收機的輸出數(shù)據(jù)不再出現(xiàn)連續(xù)多于等于10個連續(xù)的‘1’或‘0’，該調(diào)節(jié)過程才結(jié)束。

所述自動增益控制器調(diào)高或調(diào)低可變增益放大器的增益的另一種方法是采用了一種基于二分查找算法的改進(jìn)增益調(diào)節(jié)方法：將可變增益放大器的所有增益檔位按照數(shù)值從小到大排列到一個數(shù)組。當(dāng)增益調(diào)節(jié)方法在這個數(shù)組之內(nèi)查找那個合適的增益檔位時，第一次查找范圍覆蓋整個數(shù)組，下一次的查找范圍則縮小為上一次的一半。當(dāng)每經(jīng)一次調(diào)節(jié)周期，接收機輸出數(shù)據(jù)結(jié)果顯示當(dāng)前增益值太小或太大時，則下一次增益檔位放到當(dāng)前查找數(shù)組范圍的右半段或左半段的中點。重復(fù)這個過程直到可變增益放大器的增益值被調(diào)節(jié)到合適的檔位上

本發(fā)明有益效果是這種自動增益控制方法不需要使用多位模數(shù)轉(zhuǎn)換器，也沒有引入模擬閉合環(huán)路，因此，這種自動增益控制方案可以支持較高的數(shù)據(jù)率，功耗也很低，可以應(yīng)用于低功耗、高數(shù)據(jù)率的ASK接收機中。

附圖說明

圖1為適用于ASK模擬接收機的低功耗自動增益控制方案示意圖。

具體實施方式

本發(fā)明提出一種適用于ASK模擬接收機的低功耗自動增益控制方法。下面結(jié)合附圖對本發(fā)明予以說明。