用于模數(shù)轉(zhuǎn)換器的自動增益控制系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】用于控制自動增益控制（AGC）電路的方法和電路，其中，AGC電路用于調(diào)整輸入至模數(shù)轉(zhuǎn)換器的信號的增益。所述方法包括從模數(shù)轉(zhuǎn)換器的輸出獲得多個(gè)樣本，確定每一個(gè)樣本的幅度是否大于閾值幅度值。如果樣本的幅度大于閾值幅度值，則遞增計(jì)數(shù)器值。隨后基于計(jì)數(shù)器值，周期性地調(diào)整自動增益控制電路的目標(biāo)平均幅度。
【專利說明】用于模數(shù)轉(zhuǎn)換器的自動增益控制系統(tǒng)
【背景技術(shù)】
[0001]模數(shù)轉(zhuǎn)換器(ADC)接收模擬輸入信號，并將其轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號。該轉(zhuǎn)換包括模擬輸入信號的量化，其將模擬信號的幾乎無限可變的幅度映射為一系列有限的離散級之一。這個(gè)多對一映射總是在數(shù)字信號中引入誤差。輸入模擬信號與輸出數(shù)字信號之間的差稱為量化誤差或噪聲。
[0002]為了使得量化噪聲最小，自動增益控制(AGC)常常用于在模擬信號輸入到ADC之前，調(diào)整模擬信號的幅度。
[0003]通常，AGC電路被配置為在預(yù)定數(shù)量的樣本(例如10或100個(gè)樣本)上計(jì)算ADC輸出的平均幅度，并將其與目標(biāo)平均幅度相比較。AGC電路隨后調(diào)整施加到輸入信號的增益，以使得ADC輸出的平均幅度等于目標(biāo)平均幅度。
[0004]然而，難以選擇對各種輸入信號都起作用的單一目標(biāo)平均幅度。
[0005]以下說明的實(shí)施例不限于解決已知系統(tǒng)的任何或全部缺點(diǎn)的實(shí)現(xiàn)方式。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]提供本
【發(fā)明內(nèi)容】
在于以簡化的形式介紹概念的選擇，在以下的詳細(xì)說明中進(jìn)一步對其加以說明。本
【發(fā)明內(nèi)容】
并非旨在確定所要求主題的關(guān)鍵特征或基本特征，也不是旨在用于確定所要求主題的范圍。
[0007]本文說明的是用于控制自動增益電路的方法和電路，自動增益電路用于調(diào)整模數(shù)轉(zhuǎn)換器輸入信號的增益。所述方法包括從模數(shù)轉(zhuǎn)換器的輸出獲得多個(gè)樣本。隨后對于每一個(gè)樣本，確定樣本的幅度是否大于閾值幅度值，其中，閾值幅度值小于模數(shù)轉(zhuǎn)換器的飽和點(diǎn)。如果樣本的幅度大于閾值幅度值，則遞增計(jì)數(shù)器值。隨后基于計(jì)數(shù)器值，周期性地調(diào)整自動增益控制電路的目標(biāo)平均幅度。
[0008]第一方面提供了一種控制自動增益控制電路的方法，自動增益控制電路用于調(diào)整輸入至模數(shù)轉(zhuǎn)換器的信號的增益，所述方法包括(a)對模數(shù)轉(zhuǎn)換器的輸出采樣；(b)確定樣本的幅度是否大于閾值幅度值，閾值幅度值小于模數(shù)轉(zhuǎn)換器的飽和點(diǎn)；(C)如果樣本的幅度大于閾值幅度值，則遞增計(jì)數(shù)器值；(d)重復(fù)步驟(a)到(C);及(e)基于計(jì)數(shù)器值，周期性地調(diào)整自動增益控制電路的目標(biāo)平均幅度。
[0009]第二方面提供了一種用于動態(tài)控制自動增益電路的電路，自動增益電路用于調(diào)整輸入至模數(shù)轉(zhuǎn)換器的信號的增益，所述電路包括:比較器電路，被配置為:獲得模數(shù)轉(zhuǎn)換器的輸出的多個(gè)樣本；對于每一個(gè)樣本，確定樣本的幅度是否大于閾值幅度值，閾值幅度值小于模數(shù)轉(zhuǎn)換器的飽和點(diǎn)；以及如果樣本大于閾值幅度值，則輸出樣本大于閾值幅度值的指示；計(jì)數(shù)器電路，耦合到比較器電路，計(jì)數(shù)器電路被配置為從比較器電路接收指示，并針對接收的每一個(gè)指示，遞增計(jì)數(shù)器值；以及目標(biāo)控制電路，耦合到計(jì)數(shù)器電路，目標(biāo)控制電路被配置為從計(jì)數(shù)器電路周期性地接收計(jì)數(shù)器值，并基于計(jì)數(shù)器值，調(diào)整自動增益控制電路的目標(biāo)平均幅度。
[0010]本文所述的方法可以由在實(shí)體存儲介質(zhì)上的機(jī)器可讀形式的軟件來執(zhí)行，例如以計(jì)算機(jī)程序的形式，包括計(jì)算機(jī)程序代碼模塊，當(dāng)程序在計(jì)算機(jī)上運(yùn)行，并且計(jì)算機(jī)程序可以包含在計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)上的情況下，適于執(zhí)行本文所述任何方法的全部步驟。實(shí)體(或非暫時(shí))存儲介質(zhì)的實(shí)例包括磁盤、拇指驅(qū)動器、存儲卡等，并且不包括傳播的信號。軟件可以適合于在并行處理器或串行處理器上執(zhí)行，使得可以以任何適合的順序或同時(shí)執(zhí)行方法步驟。
[0011]這承認(rèn)固件和軟件可以是有價(jià)的、可單獨(dú)交易的商品。其意圖是包含軟件，軟件運(yùn)行或控制“沉默”或標(biāo)準(zhǔn)硬件，以完成預(yù)期的功能。其意圖還在于包含軟件，軟件“說明”或定義硬件的結(jié)構(gòu)，例如HDL (硬件描述語言)軟件，如用于設(shè)計(jì)硅芯片，或者用于配置通用可編程芯片一樣，以完成預(yù)期的功能。
[0012]優(yōu)選的特征可以按照需要結(jié)合，如對于技術(shù)人員顯然的，并可以與本發(fā)明的任何
方面結(jié)合。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0013]將借助實(shí)例并參考以下附圖來說明本發(fā)明的實(shí)施例，其中:
[0014]圖1是用于模數(shù)轉(zhuǎn)換器的已知的自動增益控制回路的示意圖；
[0015]圖2是寬幅度分布信號和窄幅度分布信號的幅度分布圖；
[0016]圖3是用于模數(shù)轉(zhuǎn)換器的示例性自動增益控制回路的示意圖，其中，目標(biāo)平均幅度是動態(tài)選擇的；
[0017]圖4是具有高斯幅度分布的信號相對于ADC回退(backoff)電平的信號與量化噪聲比的曲線圖 '及
[0018]圖5是用于動態(tài)調(diào)整自動增益控制目標(biāo)平均幅度的方法的流程圖。
[0019]共同的參考標(biāo)號在全部附圖中用于指示相似的特征。
【具體實(shí)施方式】
[0020]以下僅借助實(shí)例來說明本發(fā)明的實(shí)施例。這些實(shí)例表示 申請人:目前已知的實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的最佳方式，盡管它們不是可以實(shí)現(xiàn)其的僅有方式。說明闡述了實(shí)例的功能和用于構(gòu)造并操作實(shí)例的步驟的順序。然而，可以由不同實(shí)例來完成相同或等效的功能或順序。
[0021 ] 如本領(lǐng)域技術(shù)人員已知的，模數(shù)轉(zhuǎn)換器(ADC)接收模擬輸入信號，將其轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號。轉(zhuǎn)換包括模擬輸入信號的量化，其將模擬信號的幾乎無限可變的幅度映射為一系列有限的離散級之一。這個(gè)多對一映射總是在數(shù)字信號中引入誤差。輸入模擬信號與輸出數(shù)字信號之間的差稱為量化誤差或噪聲。
[0022]常常按照其信噪比(SNR)來測量ADC的質(zhì)量。SNR是在給定時(shí)間下輸入信號的幅度與量化噪聲的幅度的關(guān)系。通常以分貝(dB)來測量SNR，并由等式(I)給出:
[0023]
【權(quán)利要求】
1.一種控制自動增益控制電路的方法(500)，所述自動增益控制電路用于調(diào)整輸入至模數(shù)轉(zhuǎn)換器的信號的增益，所述方法包括: (a)對所述模數(shù)轉(zhuǎn)換器的輸出采樣(504)； (b)確定樣本的幅度是否大于閾值幅度值(506)，所述閾值幅度值小于所述模數(shù)轉(zhuǎn)換器的飽和點(diǎn)； (c)如果所述樣本的幅度大于所述閾值幅度值，則遞增計(jì)數(shù)器值(508)； (d)重復(fù)步驟(a)到(c);以及 (e)基于所述計(jì)數(shù)器值，周期性地調(diào)整所述自動增益控制電路的目標(biāo)平均幅度，所述自動增益控制電路被配置為調(diào)整輸入至所述模數(shù)轉(zhuǎn)換器的所述信號的增益，以使所述模數(shù)轉(zhuǎn)換器的輸出的平均幅度等于所述目標(biāo)平均幅度，其中，調(diào)整所述目標(biāo)平均幅度包括將所述計(jì)數(shù)器值與第一 閾值計(jì)數(shù)器值相比較，并且如果所述計(jì)數(shù)器值大于所述第一閾值計(jì)數(shù)器值，則減小所述目標(biāo)平均幅度。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法(500)，進(jìn)一步包括在已經(jīng)獲得預(yù)定數(shù)量的樣本后，重置所述計(jì)數(shù)器值(502)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法(500)，進(jìn)一步包括在已經(jīng)經(jīng)過預(yù)定的時(shí)間后，重置所述計(jì)數(shù)器值。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法(500)，其中，基于所述計(jì)數(shù)器值調(diào)整所述目標(biāo)平均幅度進(jìn)一步包括:如果所述計(jì)數(shù)器值小于第二閾值計(jì)數(shù)器值，則增大所述目標(biāo)平均幅度。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法(500)，其中，所述第一閾值計(jì)數(shù)器值與所述第二閾值計(jì)數(shù)器值相同。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法(500)，其中，根據(jù)以下公式調(diào)整所述目標(biāo)平均幅度: 新的AGC目標(biāo)=當(dāng)前AGC目標(biāo)+k*誤差 其中，k是回路增益，誤差是所述第一閾值計(jì)數(shù)器值與所述計(jì)數(shù)器值之間的差。
7.根據(jù)任一前述權(quán)利要求所述的方法(500)，其中，使用第一閾值幅度值執(zhí)行步驟(a)到(e)，以及使用第二閾值幅度值重復(fù)步驟(a)到(e)，其中，所述第二閾值幅度值高于所述第一閾值幅度值。
8.一種用于動態(tài)控制自動增益電路(106)的電路(302)，所述自動增益電路用于調(diào)整輸入至模數(shù)轉(zhuǎn)換器(104)的信號的增益，所述電路包括: 比較器電路(304)，被配置為: 獲得所述模數(shù)轉(zhuǎn)換器(104)的輸出的多個(gè)樣本；以及 對于每一個(gè)樣本，確定所述樣本的幅度是否大于閾值幅度值，所述閾值幅度值小于所述模數(shù)轉(zhuǎn)換器(104)的飽和點(diǎn)；以及 如果樣本大于所述閾值幅度值，則輸出所述樣本大于所述閾值幅度值的指示； 計(jì)數(shù)器電路(306)，耦合到所述比較器電路(304)，所述計(jì)數(shù)器電路(306)被配置為從所述比較器電路(304)接收所述指示，并針對接收的每一個(gè)指示，遞增計(jì)數(shù)器值；以及 目標(biāo)控制電路(308)，耦合到所述計(jì)數(shù)器電路(306)，所述目標(biāo)控制電路(308)被配置為從所述計(jì)數(shù)器電路(306)周期性地接收所述計(jì)數(shù)器值，并基于所述計(jì)數(shù)器值，調(diào)整所述自動增益控制電路的目標(biāo)平均幅度，所述自動增益控制電路被配置為調(diào)整輸入至所述模數(shù)轉(zhuǎn)換器的信號的增益，以使所述模數(shù)轉(zhuǎn)換器的輸出的平均幅度等于所述目標(biāo)平均幅度，其中，調(diào)整所述目標(biāo)平均幅度包括將所述計(jì)數(shù)器值與第一閾值計(jì)數(shù)器值相比較，并且如果所述計(jì)數(shù)器值大于所述第一閾值計(jì)數(shù)器值，則減小所述目標(biāo)平均幅度。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的電路(302)，其中，所述比較器電路(304)被配置為獲得預(yù)定數(shù)量的樣本。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的電路(302)，其中，所述計(jì)數(shù)器電路(306 )和所述目標(biāo)控制電路(308 )中的至少一個(gè)被進(jìn)一步配置為在已經(jīng)獲得預(yù)定數(shù)量的樣本后，重置所述計(jì)數(shù)器值。
11.根據(jù)權(quán)利要求8所述的電路(302)，其中，基于所述計(jì)數(shù)器值調(diào)整所述目標(biāo)平均幅度進(jìn)一步包括:如果所述計(jì)數(shù)器值小于第二閾值計(jì)數(shù)器值，則增大所述目標(biāo)平均幅度。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的電路(302)，其中，所述第一閾值計(jì)數(shù)器值與所述第二閾值計(jì)數(shù)器值相同。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的電路(302)，其中，根據(jù)以下公式調(diào)整所述目標(biāo)平均幅度: 新的AGC目標(biāo)=當(dāng)前AGC目標(biāo)+k*誤差 其中，k是回路增益，誤差是所述第一閾值計(jì)數(shù)器值與所述計(jì)數(shù)器值之間的差。
14.根據(jù)權(quán)利要求8至13中的任一項(xiàng)所述的電路(302)，其中，所述閾值幅度值是第一閾值幅度值，并且所述比較器電路(304)被進(jìn)一步配置為: 獲得所述模數(shù)轉(zhuǎn)換器(104)的輸出的第二多個(gè)樣本；以及 對于所述第二多個(gè)樣本中的每一個(gè)樣本，確定所述樣本的幅度是否超過第二閾值幅度值，所述第二閾值幅度值小于所述模數(shù)轉(zhuǎn)換器(104)的飽和點(diǎn)并且大于所述第一閾值幅度值；以及 如果樣本大于所述第二閾值幅度值，則輸出所述樣本大于所述第二閾值幅度值的指/Jn ο
【文檔編號】H03G3/30GK103929141SQ201410018470
【公開日】2014年7月16日 申請日期:2014年1月15日 優(yōu)先權(quán)日:2013年1月15日
【發(fā)明者】山形拓, A·J·安德森 申請人:想象力科技有限公司