專利名稱：模擬前端的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種模擬前端，它具有模擬輸入信號(hào)饋入的多個(gè)模擬部件，具有連接模擬部件的下游的一個(gè)模/數(shù)變換器，用于將由模擬部件處理的模擬輸入信號(hào)變換為數(shù)字輸出信號(hào)，還具一個(gè)控制裝置，用于控制模擬部件的驅(qū)動(dòng)電平。
象這樣的模擬前端例如用于電信接收機(jī)中，包括被安排在模/數(shù)變換器的上游的各種模擬部件。將在饋入到模/數(shù)變換器之前由該模擬部件處理用于采樣和數(shù)字化的模擬接收信號(hào)提供給例如可以是放大器或?yàn)V波器的模擬部件。
模擬前端的精確驅(qū)動(dòng)電平控制已經(jīng)是非常重要的并且由于下面的原因在將來(lái)會(huì)變得更加重要。
隨著集成電路的結(jié)構(gòu)寬度變得越來(lái)越小，用于這些集成電路的鐘頻持續(xù)上升。這產(chǎn)生了模擬部件越來(lái)越多地受到來(lái)自位于各個(gè)集成電路和設(shè)計(jì)在恰好臨近地區(qū)的集成電路的數(shù)字部件的干擾的后果。因此可以預(yù)期由噪聲引起的干擾后果將變得越來(lái)越顯著。相反，到模擬部件的電源電壓將隨著結(jié)構(gòu)寬度變小而降低。使得增多的噪聲分量和減少的電源電壓之間的差距將減小。減小的結(jié)構(gòu)寬度使數(shù)字部件變得越來(lái)越小。因?yàn)槟M部件不能以同樣的方式在尺寸上減小，所以它們的重要性增加了。基于這個(gè)原因，以最佳方式控制模擬部件的驅(qū)動(dòng)電平是重要的以便保持實(shí)現(xiàn)損耗盡可能地低，迄今，所謂的峰值檢測(cè)器已經(jīng)用于控制不直接位于模/數(shù)變換器的上游的模擬部件的驅(qū)動(dòng)電平。無(wú)論該模擬信號(hào)何時(shí)超過(guò)一個(gè)特定的閾值，這種超越會(huì)由該峰值檢測(cè)器察覺。如果在一個(gè)特定的時(shí)間間隔內(nèi)由峰值檢測(cè)器檢測(cè)到的峰值數(shù)超過(guò)一個(gè)特定的極限值則該模擬部件的驅(qū)動(dòng)電平減小。另一方面，如果由峰值檢測(cè)器檢測(cè)到的峰值數(shù)目過(guò)少，則該模擬部件的驅(qū)動(dòng)電平增加。
但是，控制模擬前端和/或使用峰值檢測(cè)器的相應(yīng)模擬部件的驅(qū)動(dòng)電平伴隨著許多問(wèn)題。
首先模擬前端的主要線性性質(zhì)和由限幅引起的信號(hào)失真之間的區(qū)域是流動(dòng)的。也就是說(shuō)存在模擬信號(hào)在模擬部件的所有上游無(wú)失真、較少失真、嚴(yán)重失真或非常嚴(yán)重失真的區(qū)域。但是，利用前面描述的峰值檢測(cè)器，只能詢問(wèn)或監(jiān)視這些閾值之一。但是，這個(gè)閾值作為模擬輸入信號(hào)的幅度直方圖的功能不得不改變以便能夠以最佳方式控制模擬前端的驅(qū)動(dòng)電平。但是，當(dāng)利用衛(wèi)星幫助接收數(shù)字電視信號(hào)時(shí)，純QPSK(“正交相移鍵控”)信號(hào)，例如，與SCPC(“信號(hào)每信道單載波”)信號(hào)有相當(dāng)大程度的不同。
如上所述峰值檢測(cè)器登記在模擬前端的模擬信號(hào)失真為較大或較小程度的區(qū)域中的預(yù)定信號(hào)的幅度超越。當(dāng)然，這種超越可能發(fā)生得很少使得模擬信號(hào)的全部失真足夠小。峰值檢測(cè)器應(yīng)該關(guān)于模/數(shù)變換器的時(shí)鐘，大約每10000個(gè)采樣數(shù)量級(jí)觸發(fā)一次，使得在每種情況下，在每10000個(gè)采樣值之后執(zhí)行模擬部件的驅(qū)動(dòng)電平控制。但是，這意味著測(cè)量周期變得非常長(zhǎng)并且測(cè)量的差異相當(dāng)高。
因此該發(fā)明是基于提出模擬前端的目的，在模擬前端中以少量的追加支出就可以執(zhí)行模擬部件，特別是不直接位于模/數(shù)變換器的上游的模擬部件的更精確的驅(qū)動(dòng)電平控制。
此目的根據(jù)該發(fā)明利用具有這樣的特征的模擬前端實(shí)現(xiàn)。即，提供轉(zhuǎn)接裝置用于將模/數(shù)變換器的輸入任意連接到模擬部件的輸出，并且以通過(guò)估計(jì)模/數(shù)變換器的數(shù)字輸出信號(hào)這種方式配置控制裝置，它產(chǎn)生用于模擬部件的驅(qū)動(dòng)電平控制信號(hào)。從屬權(quán)利要求描述本明的各種優(yōu)選和有利的實(shí)施例。
在根據(jù)本發(fā)明的解決方法中，利用了通常以集成電路形式體現(xiàn)的模擬前端通過(guò)模/數(shù)變換器已經(jīng)具有用于確定振幅的非常精確的測(cè)量?jī)x器的事實(shí)。模/數(shù)變換器可以任選地連接每一級(jí)的下游，即模擬前端的每個(gè)模擬部件的下游以便測(cè)量處于該模擬信號(hào)電平的不同變換位置的模擬信號(hào)電平。連續(xù)估計(jì)模/數(shù)變換器的輸出信號(hào)以便產(chǎn)生用于各個(gè)模擬部件的驅(qū)動(dòng)電平控制信號(hào)。
模/數(shù)變換器的每個(gè)采樣值在模擬前端的電平重調(diào)階段可以用于這個(gè)目的，因?yàn)樵谶@個(gè)階段，接收的模擬信號(hào)的內(nèi)容不產(chǎn)生影響，從而模擬前端，和因此的模擬接收信號(hào)可以很快和精確地設(shè)置。另一方面，在正在進(jìn)行的操作階段，接收信號(hào)的內(nèi)容很重要。然而，必須監(jiān)視模擬前端的信號(hào)電平因?yàn)榻邮諚l件可以在任意時(shí)間改變一例如，由于在接通或切斷的各個(gè)接收機(jī)中的相鄰信道的結(jié)果。為此在正進(jìn)行的操作過(guò)程中，優(yōu)選地只有模/數(shù)變換器的每個(gè)第k個(gè)采樣值用于檢查位于不同轉(zhuǎn)接點(diǎn)的模擬前端的驅(qū)動(dòng)電平控制。由于這個(gè)測(cè)量不能用于數(shù)字輸出信號(hào)的采樣值可以通過(guò)模/數(shù)變換器的相鄰采樣值的插值確定。
根據(jù)該發(fā)明的模擬前端因此可以用于可靠和精確地控制每個(gè)單獨(dú)模擬部件的驅(qū)動(dòng)電平?？赡艽_定該模擬前端的每個(gè)點(diǎn)的模擬輸入信號(hào)的柱狀圖以便能夠保證可以改變振幅電平響應(yīng)模擬輸入信號(hào)的模擬部件的相應(yīng)驅(qū)動(dòng)電平控制。不必須使用峰值檢測(cè)器。如果沒有關(guān)于峰值執(zhí)行控制而寧可說(shuō)是，例如關(guān)于輸入信號(hào)的差異執(zhí)行控制，則控制或驅(qū)動(dòng)電平控制可以反映得更快因?yàn)楝F(xiàn)在每個(gè)第k采樣值而不是每個(gè)第10000個(gè)采樣值，包含必須用于驅(qū)動(dòng)電平控制的幅值信息。
該發(fā)明在原理上適于任意設(shè)計(jì)的任意模擬前端的精確驅(qū)動(dòng)電平控制。但是，本發(fā)明特別適于在電信應(yīng)用的接收機(jī)中使用的模擬前端，例如電纜調(diào)制解調(diào)器。
下面將參照附圖
利用優(yōu)選的示意實(shí)施例詳細(xì)說(shuō)明該發(fā)明。
這里，唯一的圖以方框電路圖的形式示出根據(jù)該發(fā)明的模擬前端的結(jié)構(gòu)。
模擬前端接收模擬信號(hào)x(t)，該信號(hào)饋入具有多個(gè)模擬部件的信號(hào)處理路徑。在說(shuō)明性的示例實(shí)施例中，模擬輸信號(hào)x(t)在這個(gè)信號(hào)處理路徑中，在經(jīng)轉(zhuǎn)換開關(guān)8饋入模/數(shù)變換器4之前，通過(guò)放大器1，抗混淆濾波器2和另一個(gè)放大器3用于采樣和數(shù)字化模/數(shù)變換器4可以通過(guò)轉(zhuǎn)換開關(guān)8連接到這個(gè)信號(hào)處理路徑的任意部件。特別是，模/數(shù)變換器4可以利用轉(zhuǎn)換開關(guān)8連接該模擬前端的任意單個(gè)模擬部件1-3的下游，該模擬前端改變幅值電平響應(yīng)該模擬輸入信號(hào)。連接到模/數(shù)變換器4的輸出是數(shù)字邏輯電路5，該電路估計(jì)由模/數(shù)變換器提供的采樣值以便產(chǎn)生用于單獨(dú)的模擬部件1-3的驅(qū)動(dòng)電平控制信號(hào)。
在模擬前端的電平重新調(diào)整階段，模擬接收的信號(hào)x(t)的內(nèi)容不產(chǎn)生影響。在這個(gè)階段中，數(shù)字邏輯電路5因此可以使用該模/數(shù)變換器4的任意采樣值以便產(chǎn)生一個(gè)驅(qū)動(dòng)電平控制信號(hào)。為此，轉(zhuǎn)換開關(guān)8由數(shù)字邏輯電路5交替變換為所示的不同位置使得模擬接收信號(hào)x(t)的電平在通過(guò)模/數(shù)變換器4的模擬前端的不同變換位置，并且由模/數(shù)變換器4提供的采樣值由數(shù)字邏輯電路5估計(jì)以便產(chǎn)生相應(yīng)的驅(qū)動(dòng)電平控制信號(hào)。
相反，在正在進(jìn)行的操作階段，模擬接收信號(hào)x(t)的內(nèi)容具有重要影響。然而，使得模擬前端的單個(gè)模擬部件1-3的驅(qū)動(dòng)電平也可以在這個(gè)階段控制，只有模/數(shù)變換器4的第k個(gè)采樣值在這個(gè)階段估計(jì)以便檢查處于不同變換位置的模擬前端的驅(qū)動(dòng)電平控制。檢查分別需要的變換位置通過(guò)數(shù)字邏輯電路5，依次通過(guò)轉(zhuǎn)換開關(guān)8連接到模/數(shù)變換器4的輸入。
但是，在這個(gè)過(guò)程中，問(wèn)題在于用于驅(qū)動(dòng)電平控制的模/數(shù)變換器4的采樣值不適用于數(shù)字輸出信號(hào)y(t)。但是，因此不能用于數(shù)字輸出信號(hào)y(t)的采樣值可以由相鄰采樣值的插值計(jì)算出。為此，執(zhí)行上述插值的數(shù)字濾波器6，耦合到模/數(shù)變換器4的輸出。而且均衡數(shù)字濾波器6的群延遲時(shí)間的n級(jí)數(shù)字延遲電路7，耦合到模/數(shù)變換器4的輸出端。數(shù)字濾波器6和延遲電路7的輸出通過(guò)另一個(gè)開關(guān)9連接到模擬前端的輸出端。開關(guān)9以這種方式由數(shù)字邏輯電路5驅(qū)動(dòng)，從而在正常的操作中，模擬前端的輸出經(jīng)過(guò)數(shù)字延遲電路7連接到模/數(shù)變換器4的輸出，而在驅(qū)動(dòng)電平控制方式中，模擬前端的輸出通過(guò)數(shù)字濾波器6連接到模/數(shù)變換器4的輸出以便輸出一個(gè)用于數(shù)字輸出信號(hào)y(t)的插值采樣值數(shù)字輸出信號(hào)y(t)因此可以在模擬前端的輸出端連續(xù)記錄。
數(shù)字濾波器6例如可以具有擁有傳輸函數(shù)z-4的數(shù)字延遲電路7，傳輸函數(shù)為H(z)＝-1＋9*z-1－24*z-2＋40*z-3＋40*z-5－24*z-6＋9*z-7－z-9。
權(quán)利要求
1.模擬前端，具有模擬輸入信號(hào)(x(t))饋入的多個(gè)模擬部件(1-3)，具有連接模擬部件(1-3)的下游的一模/數(shù)變換器(4)，用于將由模擬部件(1-3)處理的模擬輸入信號(hào)(x(t))變換為數(shù)字輸出信號(hào)(y(t))，還具有一個(gè)控制裝置(5)，用于控制模擬部件(1-3)的驅(qū)動(dòng)電平，其特征在于，提供轉(zhuǎn)接裝置(8)用于將模/數(shù)變換器(4)的輸入任意連接到模擬部件(1-3)的輸出，并且特征在于以通過(guò)估計(jì)模/數(shù)變換器(4)的數(shù)字輸出信號(hào)這種方式配置控制裝置(5)，它產(chǎn)生用于模擬部件(1-3)的驅(qū)動(dòng)電平控制信號(hào)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的模擬前端，其特征在于，控制裝置(5)以這樣一種方式配置，即它產(chǎn)生一個(gè)用于轉(zhuǎn)接裝置(8)的控制信號(hào)以便將模/數(shù)變換器(4)的輸入連接到模擬部件(1-3)之一的輸出。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的模擬前端，其特征在于，通過(guò)估計(jì)模/數(shù)變換器(4)的數(shù)字輸出信號(hào)這種方式配置控制裝置(5)，它產(chǎn)生用于模擬部件(1-3)的驅(qū)動(dòng)電平控制信號(hào)，模擬部件(1-3)的輸出經(jīng)過(guò)轉(zhuǎn)接裝置(8)連接到模/數(shù)變換器(4)的輸入
4.根據(jù)前面權(quán)利要求之一所述的模擬前端，其特征在于，控制裝置(5)以這種方式配置，即在模擬前端的電平重調(diào)階段過(guò)程中，它估計(jì)模/數(shù)變換器(4)的數(shù)字輸出信號(hào)的每個(gè)采樣值以便產(chǎn)生用于模擬部件(1-3)的驅(qū)動(dòng)電平控制信號(hào)。
5.根據(jù)前面權(quán)利要求之一所述的模擬前端，其特征在于，控制裝置(5)以這種方式配置，即在模擬前端的正常操作過(guò)程中，它估計(jì)模/數(shù)變換器(4)的數(shù)字輸出信號(hào)的每個(gè)第k采樣值以便產(chǎn)生用于模擬部件(1-3)的驅(qū)動(dòng)電平控制信號(hào)。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的模擬前端，其特征在于，模/數(shù)變換器的輸出，利用與數(shù)字輸出信號(hào)(y(k))的第k采樣值相鄰的采樣值的插值，提供相應(yīng)于模擬輸入信號(hào)(x(t))的所述采樣值給用于確定數(shù)字輸出信號(hào)(y(k))的第k采樣值的數(shù)字插值裝置(6)。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的模擬前端，其特征在于，插值裝置以數(shù)字濾波器(6)的形式體現(xiàn)。
8.根據(jù)權(quán)利要求5-7之一所述的模擬前端，其特征在于，提供一個(gè)另外的轉(zhuǎn)接裝置(9)用于在模/數(shù)變換器(4)的數(shù)字輸出信號(hào)和數(shù)字插值設(shè)備(6)的數(shù)字輸出信號(hào)之間轉(zhuǎn)接，控制裝置(5)以這種方式配置，即在模擬前端正常操作的過(guò)程中，它轉(zhuǎn)接另外的轉(zhuǎn)接裝置(9)，用于將模/數(shù)變換器(4)的每個(gè)第k采樣值的轉(zhuǎn)接到數(shù)字插值裝置(6)的輸出，和用于將模/數(shù)變換器(4)的其它采樣值轉(zhuǎn)接到模/數(shù)變換器(4)的輸出，它能夠在另外的轉(zhuǎn)接裝置(9)的輸出分接相應(yīng)于模擬輸入信號(hào)(x(t))的數(shù)字輸出信號(hào)(y(t))。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的模擬前端，其特征在于，另外的轉(zhuǎn)接裝置(9)的輸入端連接到數(shù)字插值裝置(6)的輸出端，而另外的轉(zhuǎn)接裝置(9)通過(guò)數(shù)字延遲電路(7)的另一個(gè)輸入端連接到模/數(shù)變換器(4)的輸出，提供數(shù)字延遲電路(7)用于均衡數(shù)字插值裝置(6)的群延遲時(shí)間。
10.根據(jù)前面權(quán)利要求之一所述的模擬前端，其特征在于，以數(shù)字邏輯電路的形式配置控制裝置(5)。
11.根據(jù)前面權(quán)利要求之一所述的模擬前端，其特征在于，可以由控制裝置(5)的驅(qū)動(dòng)電平控制信號(hào)啟動(dòng)的模擬部件(1-3)改變電平和/或幅值響應(yīng)模擬輸入信號(hào)。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的模擬前端，其特征在于，模擬部件至少包括一個(gè)驅(qū)動(dòng)電平可以被控制的放大器(1，3)，和/或至少一個(gè)模擬濾波器(2)。
全文摘要
一種例如在通信設(shè)備的接收機(jī)中使用的模擬前端,包括連接模/數(shù)變換器(4)的上游的多個(gè)模擬部件(1－3)。為了精確地控制單個(gè)模擬部件(1－3)的驅(qū)動(dòng)電平,模/數(shù)變換器(4)的輸入可以通過(guò)轉(zhuǎn)接裝置(8)任意連接到模擬部件(1－3)的任意一個(gè)部件的輸出并且用于各個(gè)模擬部件(1－3)的驅(qū)動(dòng)電平控制信號(hào)可以由數(shù)字控制裝置(5)通過(guò)估計(jì)接著由模/數(shù)變換器(4)提供的采樣值產(chǎn)生。
文檔編號(hào)H04Q7/32GK1330452SQ01117220
公開日2002年1月9日 申請(qǐng)日期2001年2月9日 優(yōu)先權(quán)日2000年2月9日
發(fā)明者A·門克霍夫, P·舍爾霍恩 申請(qǐng)人:因芬尼昂技術(shù)股份公司