專利名稱：移動通信終端裝置、可變增益放大電路和增益控制電路的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及例如適于與W-CDMA系統(tǒng)、PHS(個人手持電話系統(tǒng))電話、或者配有無線通信功能的PDA(個人數(shù)字(數(shù)據(jù))助理)兼容的移動電話的移動通信終端裝置、可變增益放大器電路和增益控制電路。
背景技術(shù)：
諸如典型的蜂窩終端等的移動通信終端裝置使用A/D轉(zhuǎn)換器將由天線接收的RF接收信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號，并且在使用數(shù)據(jù)解調(diào)器執(zhí)行解調(diào)之后經(jīng)由數(shù)字信號處理提供音頻輸出和數(shù)據(jù)輸出。圖9是示出這種移動通信終端裝置的典型接收電路的方框圖。
如附圖所示，在接收電路上，由天線110接收的RF接收信號被RF電路100根據(jù)來自CPU 103的RF電路控制信號轉(zhuǎn)換成基帶信號。此后，在基帶信號被A/D轉(zhuǎn)換器101轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號之后，作為數(shù)字信號經(jīng)由數(shù)據(jù)解調(diào)器102提供給DSP(數(shù)字信號處理器)104?；诖鎯υ谥T如ROM和RAM等的存儲裝置105中的數(shù)據(jù)而對提供給DSP 104的信號進行信號處理，并且作為音頻等經(jīng)由D/A轉(zhuǎn)換器108從諸如揚聲器109的輸出裝置輸出。在被A/D轉(zhuǎn)換器106轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號之后，由DSP對從麥克風107等輸入的音頻信號進行信號處理，然后經(jīng)由調(diào)制器和發(fā)射電路(未示出)從天線110發(fā)射。
典型地，蜂窩系統(tǒng)中，天線110上接收的電功率電平的動態(tài)范圍是80dB至100dB，因此，在A/D轉(zhuǎn)換器101上相對于此適宜的輸入電平是理想的。即，由A/D轉(zhuǎn)換器消耗的電流根據(jù)要轉(zhuǎn)換的范圍的大小而增加。這指的是如果天線的接收功率電平按原樣(as is)輸入給A/D轉(zhuǎn)換器101，則A/D轉(zhuǎn)換器101需要具有非常寬的動態(tài)范圍。因此，隨著范圍這樣擴大，需要大的功率消耗，這實際上降低了接收機的有用性。
因此，通過使用在這個通用的接收機上的所謂的自動增益控制電路(AGC電路)，將具有在寬范圍上的電平分布的接收信號以適宜的電平發(fā)送給A/D轉(zhuǎn)換器101。結(jié)果，這就帶來了具有更高有效性的設(shè)計，其中降低了A/D轉(zhuǎn)換器101上必需的動態(tài)范圍，并降低了接收機整體耗費的電能，同時在AGC電路上只耗費少量的電能。
上述的AGC電路典型地包括用于改變作為控制信號提供的電壓以控制增益的模擬控制類型電路(VGA電路電壓受控制的增益放大器)。但是，近年來，提供數(shù)字數(shù)據(jù)作為控制信號以便以離散的方式控制增益的數(shù)字控制類型電路(PGA電路可編程增益放大器)已經(jīng)變得眾所周知。
圖10中示出了由使用這種PGA來執(zhí)行增益控制的RF電路構(gòu)成的方向轉(zhuǎn)換接收機(DCR)的結(jié)構(gòu)。在采用Ich和Qch的混頻器113上，這個DCR使用天線110上接收的頻率相同的本振頻率來對基帶信號執(zhí)行直接轉(zhuǎn)換。然后，由排列為很多級的PGA組114控制增益。
這種DCR可以容易地放進高度集成IC的形式，使得有可能降低外圍部件的數(shù)目，因此，這種接收方法近年來已被特別地關(guān)注。借助于這種DCR接收方法，接收機的增益轉(zhuǎn)換僅對于基帶頻率或者對于FR頻率和基帶頻率執(zhí)行，因為在中頻(IF)中不使用。在圖10中示出的例子中，所有增益轉(zhuǎn)換都使用基帶信號執(zhí)行。即，使用四級PGA組114，基于由CPU 103提供的增益控制信號，來執(zhí)行反饋控制，以對從混頻器113輸入的基帶信號施加適當?shù)脑鲆?。因此，有可能調(diào)整輸出給A/D轉(zhuǎn)換器101的信號電平。
圖11中示出了典型PGA電路的例子。為了控制PGA組114，在圖11中，首先將所謂的三線數(shù)據(jù)(時鐘、數(shù)據(jù)、鎖存)信號提供給增益控制電路115。然后，增益控制電路115基于這個信號將規(guī)定的增益控制信息提供給每級的PGA電路。由于這種PGA電路的優(yōu)點為增益方面的變化可以是離散的，所以有可能通過用MOS開關(guān)轉(zhuǎn)換而用作可變增益放大器，例如，用于運算放大器的負反饋放大器的反饋電路。
借助于這種方法有可能以非常低的價格實現(xiàn)接收機，因為使用半導(dǎo)體電路進行集成是很直接的。因此，在很多情況下，有可能用耗費很少功率、具有高級溫度特性并具有寬的動態(tài)范圍等的電路，來實現(xiàn)具有非常理想的電路特性的接收機。此外，每個PGA例如能夠使用在運算放大器和開關(guān)中使用的阻抗值的結(jié)合，而以1dB步長改變增益。此外，任意的增益轉(zhuǎn)換，如使用控制信號將增益從例如最小增益一次就改變到最大增益，也是可能的。
但是，在PGA電路在這種可變增益放大器中使用的情況下，出現(xiàn)在增益轉(zhuǎn)換時，在輸出端上產(chǎn)生陡峭的DC波動的問題，使得PGA電路進入飽和狀態(tài)。即，當PGA組114被控制以給出大增益時，PGA組114每級自身的DC偏移(offset)電壓也被放大。因此，輸出DC電平達到參考電壓電平(VDD電平)或者地電平(GND電平)，使得PGA電路進入飽和狀態(tài)。在這個飽和狀態(tài)期間，不能期望PGA電路正常運行。
因此，如圖11所示，在這個PGA電路上提供了DC反饋電路116。這個DC反饋電路116檢測輸出信號的直流分量(DC分量)，將其轉(zhuǎn)換為負相(negative phase)，并且在加法器117上對輸入信號執(zhí)行加法處理(負反饋)。作為這樣的結(jié)果，有可能偏移自身的DC偏移電壓的波動分量，使PGA電路上的直流電流值穩(wěn)定，并且可以防止PGA電路進入飽和狀態(tài)的不便。
在例如，用圖10中示出的DCR接收機的基帶電路作為如圖13所示的PGA電路系統(tǒng)的情況下，有必要將用作DC反饋電路116的低通濾波器的截止頻率設(shè)置為非常低的值。即，有必要確保在從輸入端到輸出端的信號的傳輸特性中，避免在基帶放大器中低頻分量的下降(dropping)。這是因為在未將截止頻率設(shè)置為非常低的值的情況下，在從輸入信號到輸出信號的傳輸特性中低頻分量的下降達到對于基帶放大器來說不被允許的電平。
但是，DC反饋電路116的截止頻率的電平和DC反饋電路116的時間常數(shù)之間的相互關(guān)系是個折衷。這就是說，存在這樣的問題，即當截止頻率設(shè)置得越低時，時間常數(shù)就變得越大，使得延遲了DC電壓中的波動(DC電壓波動)收斂之前的時間，即DC電壓收斂的時間。也就是說，盡管在執(zhí)行增益轉(zhuǎn)換的情況下，DC電壓主要以這個定時波動，但是在截止頻率被設(shè)置為低的情況下，在這個DC電壓波動收斂到原始DC電壓之前需要很長的一段時間。此外，在增益轉(zhuǎn)換時PGA增益從相對低的狀態(tài)切換到最大增益附近的情況下，或者在具有對輸出有實質(zhì)性影響的部分(如多級PGA電路等的第一級)改變增益的情況下，如圖12所示，DC電平臨時飽和，而后逐漸地發(fā)生DC收斂。由于不可能實現(xiàn)對這個DC電壓收斂時間來說適宜的輸出，所以輸出信號碼元會消失，并且根據(jù)情況，有可能在誤碼率(BER)方面出現(xiàn)惡化。
為了縮短這個DC電壓收斂時間，如圖14所示，在轉(zhuǎn)換增益的定時，將波段轉(zhuǎn)換信號提供給DC反饋電路116，并且施加控制，以便在PGA增益轉(zhuǎn)換時，將設(shè)置為低值的截止頻率到這時臨時切換到高值截止頻率。因此，如圖15所示，有可能使DC電壓收斂時間更短，因為有可能臨時降低DC反饋電路116的時間常數(shù)。
在日本專利申請公布(KOKAI)No.2001-36358中公開的可變增益放大器系統(tǒng)作為PGA電路的相關(guān)技術(shù)是公知的。
日本專利申請公布(KOKAI)No.2001-36358。
但是，在這種方法中，即使有可能縮短增益轉(zhuǎn)換時間，如圖15所示，也不能避免瞬時中斷DC電壓波動的電平，并且很難徹底避免碼元完全消失。
此外，如圖16所示，一種在PGA組114的輸出端上安排采樣/保持電路118的方法已經(jīng)被認為是用于避免瞬時DC電壓電平波動中斷的方法。如圖17所示，這種方法是通過保持輸出而抑制DC電平的瞬時中斷并且對于某些部分沒有輸出的方法。
在這種方法中，即使有可能使用不輸出來避免電平中斷，在沒有輸出時，信號就不被輸出，并且不可能防止碼元的瞬時消失。
因此，即使有可能通過使用DC反饋穩(wěn)定基帶以縮短反饋電路的時間常數(shù)或者抑制瞬時飽和度，也很難避免碼元的瞬時消失。
圖18中示出了典型使用的PGA的示例。在圖18中，接收機的PGA的可變寬度取為100dB，使用四級PGA，每一級覆蓋25dB。PGA1，PGA2和PGA4僅僅用于25dB波動寬度的粗調(diào)，而PGA3是能夠以1dB寬度改變的細調(diào)PGA。
細調(diào)PGA的電路與粗調(diào)PGA的電路相比較復(fù)雜。此時，如圖18所示，每個PGA的增益設(shè)置是根據(jù)接收信號電平?jīng)Q定的，并且通過使用來自外部的數(shù)字數(shù)據(jù)執(zhí)行控制，可以以A/D輸入電平提供固定的接收功率(-20dBm)，以便獲得該狀態(tài)。
在圖18中，當輸入電平是-50dBm時，在第一級的PGA1中的變化從高轉(zhuǎn)換到低。第一級PGA1中的變化是這樣的，使得PGA1的DC偏移中的變化導(dǎo)致在后一級向前的PGA2中出現(xiàn)較大的放大量。這使得非常容易出現(xiàn)DC波動，并且意味著已接收的碼元容易消失。
在將這種接收機應(yīng)用于例如蜂窩電話的移動通信設(shè)備，并假定在這種環(huán)境中使用的情況下，如圖19所示，隨著因所謂的相位調(diào)整(phasing)而導(dǎo)致的接收電平的波動，AGC每隔一段時間就執(zhí)行后面的操作。因此，PGA增益頻繁地變化。此時，在例如對于多級PGA的第一級(PGA1)頻繁出現(xiàn)增益變化，使得在已接收的功率電平中出現(xiàn)變化的情況下，如圖20中示出的A和B一樣，在-50dBm的跨矩(span)處頻繁地出現(xiàn)增益控制狀態(tài)躍遷，并且接收機的RF輸出有可能將是這樣的，即頻繁地重復(fù)碼元的消失。

發(fā)明內(nèi)容
為了解決前述的問題，本發(fā)明的目的是提供一種移動通信終端設(shè)備、可變增益放大器電路和增益控制電路，其能夠避免與在轉(zhuǎn)換PGA電路的增益時出現(xiàn)的DC電壓波動伴隨的輸出碼元消失。
因此，本發(fā)明包括可變增益放大器裝置，其具有多級連續(xù)安排(串聯(lián)安排)的粗調(diào)可變增益放大器和細調(diào)可變增益放大器，以便基于由放大器控制的增益來放大和輸出所接收的信號；存儲裝置，用于存儲可變增益放大器裝置的增益控制歷史記錄；以及增益控制裝置，用于基于接收信號的信號強度和存儲在存儲裝置中的歷史記錄來控制可變增益放大器裝置的增益，該增益控制裝置以使在輸入側(cè)安排的粗調(diào)可變增益放大器的增益波動頻率變得比在輸出側(cè)安排的另一個可變增益放大器的增益波動頻率更低的方式，來單獨控制每個可變增益放大器的增益。
根據(jù)本發(fā)明，有可能根據(jù)過去的增益控制來執(zhí)行電流增益控制。例如，當增益控制具有滯后特性時，可能以一種適宜的方式，根據(jù)接收信號的強度中是否存在急劇的變化，是否存在很小的變化，或者接收信號的強度在升高還是降低，來執(zhí)行隨后的增益控制。此外，因為安排在增益轉(zhuǎn)換時容易出現(xiàn)實質(zhì)性DC電壓波動的輸入側(cè)的粗調(diào)可變增益放大器的增益波動頻率被降低，所以有可能有效地防止與DC電壓波動伴隨的輸出碼元消失。
在本發(fā)明中，優(yōu)選地，增益控制裝置保持都與信號強度有關(guān)的第一閾值和第二閾值，并且在基于存儲在存儲裝置中的歷史記錄而確定信號強度超出由第一和第二閾值決定的波動寬度的情況下，控制可變增益放大裝置的增益。在這種情況下，有可能使用第一和第二閾值來確定接收信號強度的波動寬度，并且根據(jù)接收信號強度的波動寬度來執(zhí)行增益控制。
在本發(fā)明中，優(yōu)選地，由第一閾值和第二閾值決定的波動寬度比根據(jù)接收信號的累積概率分布和擴展帶寬之間的關(guān)系獲得的歸一化的接收信號功率的波動寬度更寬。在這種情況下，有可能避免增益因基于擴展帶寬和接收信號功率中的變化的概率分布而經(jīng)常出現(xiàn)的變化而轉(zhuǎn)換。
在本發(fā)明中，優(yōu)選地，存儲裝置存儲緊靠增益控制之前接收信號強度的波動方向作為歷史記錄。此外，增益控制裝置優(yōu)選分級地檢測在信號強度的波動，獲取存儲在存儲裝置中的波動方向，根據(jù)波動級和波動方向來控制可變增益放大裝置的增益，并且在存儲器裝置中存儲電流波動方向。在這種情況下，因為僅波動方向被存儲在存儲器裝置中，有可能使存儲器裝置的存儲容量最小化，因此，有可能使得電路在尺度和高速兩方面來說都變小。
根據(jù)本發(fā)明，通過降低PGA電路的增益轉(zhuǎn)換的頻率，有可能減少與接收系統(tǒng)中轉(zhuǎn)換增益時出現(xiàn)的DC電壓波動伴隨的輸出碼元消失，所述接收系統(tǒng)用于與W-CDMA系統(tǒng)兼容的移動電話、PHS電話、或者諸如配有無線通信功能的PDA的移動通信終端。


圖1是示出本發(fā)明實施例的移動電話接收系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)的方框圖；圖2是在本發(fā)明實施例的移動電話中提供的PGA電路的方框圖；圖3是示出在本發(fā)明的實施例中有關(guān)PGA每個級的基于輸入給邏輯電路的IN1-IN3的增益組合的示意圖；圖4是在本發(fā)明的實施例的邏輯電路中定義輸入/輸出的真值表；圖5是示出本發(fā)明實施例的接收功率的累積概率分布的曲線圖；圖6是示出在本發(fā)明的實施例中長期接收功率波動的曲線圖；圖7是示出在本發(fā)明實施例的輸入側(cè)PGA的狀態(tài)躍遷的圖；圖8示出本發(fā)明實施例的邏輯電路的典型電路；圖9是示出在一般移動電話中提供的接收機的結(jié)構(gòu)的方框圖；圖10是示出一般RF電路的結(jié)構(gòu)的方框圖；圖11是示出一般PGA電路的結(jié)構(gòu)的方框圖；圖12是示出在一般增益轉(zhuǎn)換時輸出直流電壓隨時間變化的曲線圖；圖13是示出另一個一般PGA電路的結(jié)構(gòu)的方框圖；圖14是示出另一個一般PGA電路的結(jié)構(gòu)的方框圖；圖15是示出在一般增益轉(zhuǎn)換時輸出直流電壓隨時間變化的曲線圖；圖16是示出添加有采樣/保持電路的一般PGA電路的結(jié)構(gòu)的方框圖；圖17是示出在一般增益轉(zhuǎn)換時輸出直流電壓隨時間變化的曲線圖；圖18是示出在本發(fā)明的實施例中關(guān)于一般PGA組的每個級的在增益控制中的增益組合的示意圖；圖19是示出一般接收功率電平隨時間變化的曲線圖；以及圖20是示出在輸入側(cè)一般PGA的狀態(tài)躍遷的圖。
具體實施例方式
本發(fā)明能夠應(yīng)用于與W-CDMA(DS-CDMA)系統(tǒng)兼容的移動電話或者PGA電路。
(移動電話信號處理概述)圖1是示出本發(fā)明的實施例的移動電話接收系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)的方框圖。在圖1中，由天線接收的接收信號經(jīng)由輸入端子1由低噪聲放大器2放大。在使用正交檢測電路3轉(zhuǎn)換成基帶頻率的同相和正交相位之后，由可編程增益放大器4(PGA電路)對該信號進行線性放大。
由A/D轉(zhuǎn)換器6將這個線性放大的接收信號數(shù)字化。由根乃奎斯特濾波器7對數(shù)字化的同相和正交相位進行規(guī)定的頻帶限制處理。此外，隨后基于由路徑搜索器8檢測到的接收信號功率而在解擴器9上對頻帶限制后的分量進行解擴，并且被時分為多個不同的發(fā)射傳播時間的多路徑分量。
然后由瑞克(Rake)合成器10對這個時分后的路徑進行相干瑞克合成處理。在這個瑞克合成處理之后，由去交錯電路11進行對數(shù)據(jù)序列去交錯處理。然后，作為由信道解碼器12進行信道解碼處理(糾錯解碼處理)的結(jié)果，這成為可再現(xiàn)的數(shù)據(jù)序列。然后，其經(jīng)由輸出端子13傳送給上層。
(PGA電路結(jié)構(gòu))下面，PGA電路4的方框圖在圖2中示出。這個PGA電路4包括可變增益放大器21，用于放大由正交檢測電路3使用受可變控制的增益而轉(zhuǎn)換成基帶頻率的接收信號，并且輸出信號；增益控制電路22，用于基于三線信號(數(shù)據(jù)信號，時鐘信號，鎖存信號)可變地控制增益控制放大器21的增益；以及移位寄存器23，用于將從CPU 14提供的構(gòu)成控制信號的串行數(shù)據(jù)(三線信號數(shù)據(jù)信號，時鐘信號和鎖存信號)置為并行數(shù)據(jù)形式，以便輸入給增益控制電路22。
可變增益放大器21包括多級可編程增益放大器(PGA部分)31，其增益受增益控制電路22控制；以及DC反饋電路32，用于檢測來自PGA部分3 1的輸出信號的直流分量，并且將其轉(zhuǎn)換為負相以輸出。此外，可變增益放大器21還包括加法器33，用于對由DC反饋電路32轉(zhuǎn)換成負相的來自PGA部分31的輸出信號的正交分量、以及由正交檢測電路3轉(zhuǎn)換成基帶頻率的接收信號進行加法處理，以便形成消除了DC分量中的波動的接收信號，并且將這個接收信號提供給PGA部分31。
在這個實施例中，PGA部分31是多個裝置，其是從輸入側(cè)到輸出側(cè)內(nèi)連接安排的(串聯(lián)連接的)具有不同放大寬度的PGA，如粗調(diào)PGA 31a和31b、細調(diào)PGA 31c以及粗調(diào)PGA 31d。當放大輸入信號時，PGA 31a、31b和31d中的每一個都能在“高”和“低”的二鐘類型的增益之間轉(zhuǎn)換。此外，在PGA部分31，信道濾波器34插入在PGA 31a和PGA 31b之間。
增益控制電路22具有PGA解碼器41，用于對從移位寄存器23輸入的并行信號進行解碼，并且給每個電路分配這個信號作為控制信號；邏輯電路43，用于根據(jù)從PGA解碼器41輸入的控制信號來控制粗調(diào)PGA 31a、31b和31d的增益、以及存儲器42，構(gòu)成連接到邏輯電路43的存儲裝置。
PGA解碼器41是這樣的電路，其用于分解來自移位寄存器23的并行信號的用于精細調(diào)整的增益控制信號，并且將其直接發(fā)送給PGA 31c，取粗調(diào)增益控制信號“高”和“低”作為傳輸給邏輯電路43的IN1至IN3。典型地根據(jù)接收信號電平在圖3中示出了輸入給邏輯電路43作為IN1至IN3的增益控制信號的增益組合。
存儲器42是用于由邏輯電路43存儲關(guān)于PGA部分31的增益控制歷史記錄的存儲裝置。在這個實施例中，緊接關(guān)于PGA部分31之前的增益控制被作為一位數(shù)據(jù)而存儲。然后，基于此，在關(guān)于PGA部分31的增益控制出現(xiàn)的當時，邏輯電路43確定接收信號電平的波動方向。具體地說，在“H”被存儲在存儲器42中的情況下，確定在先前的增益控制時，接收信號的電平正在上升，而在“L”被存儲的情況下，確定接收信號電平正在下降。在接收信號電平達到上限值并且不大于此的情況下，“L”被存儲，并且確定接下來的波動方向是向下。此外，在接收信號電平達到下限值并且不再低于此的情況下，“H”被存儲，并且確定接下來的波動方向是向上。將這個一位數(shù)據(jù)作為構(gòu)成邏輯電路43的輸出的OUT_M輸入給存儲器42，并且在其中存儲，而且將所存儲的數(shù)據(jù)作為構(gòu)成對邏輯電路43的輸入數(shù)據(jù)IN_M而從存儲器42輸出。
邏輯電路43是增益控制裝置，用于基于從PGA解碼器41輸入的IN1至IN3和根據(jù)接收信號的信號強度(接收信號電平)而存儲在存儲器42中的歷史記錄，控制PGA部分31的PGA 31a、31b和31d的增益。邏輯電路43以下述方式單獨地控制每個PGA的增益，即，使安排在輸入側(cè)的粗調(diào)PGA 31a的增益波動頻率比安排在輸出端上其他的PGA 31b至31d的增益波動頻率低。這將在下文中描述。
這個邏輯電路43基于從PGA解碼器41輸入的控制信號IN1至IN3，根據(jù)如圖3所示的接收信號電平的波動級，分級地控制PGA部分31的每個PGA。即，邏輯電路43根據(jù)以25dB的步長分級的接收信號電平(0dBm至-25dBm、-25dBm至-50dBm、-75dBm至-100dBm)，以兩種類型的增益“高”和“低”之一的增益進行選擇以執(zhí)行放大，并且將增益控制信號OUT1至OUT3輸出給PGA 31a、31b和31d的每一個。
當為每個PGA選擇增益(“高”或者“低”)時，邏輯電路43經(jīng)由IN_M獲取存儲在存儲器42中的接收信號電平的波動方向(“H”或者“L”)，并且根據(jù)波動級(0dBm至-25dBm、-25dBm至-50dBm、-75dBm至-100dBm)和波動方向(“H”或者“L”)，控制PGA部分31的增益。特別地，這個實施例的邏輯電路43根據(jù)圖4中示出的真值表，基于所輸入的IN1至IN3和IN_M，來輸出這些輸出信號OUT1至OUT3。獲取接收信號電平的當前波動方向(“H”或者“L”)，并且將獲取結(jié)果經(jīng)由OUT_M存儲在存儲器42中。
邏輯電路43通過基于存儲在存儲器42中的歷史記錄而檢測連續(xù)上升或者下降的結(jié)果是否導(dǎo)致超出閾值L1或者L2，來確定波動是否已經(jīng)超過波動寬度w1。即，在這個實施例中，第一閾值L1和第二閾值L2是根據(jù)接收信號電平波動級決定的，并且在接收信號電平波動到超出由第一和第二閾值L1和L2決定的波動寬度w1的程度的情況下，控制粗調(diào)PGA 31a的增益。
在這里，由第一閾值L1和第二閾值L2決定的波動寬度w1設(shè)置為比從接收信號的累積概率分布和擴展帶寬之間的關(guān)系獲得的歸一化的接收信號功率的波動寬度w2更寬。
典型地，就接收信號的帶寬和由于相位調(diào)整而引起的接收信號功率的累積概率分布而言，已知相位調(diào)整的接收信號功率的累積概率分布服從所謂的瑞利(Rayleigh)分布，如圖5所示。然而，當信號擴展帶寬是很大時，不再服從瑞利分布，使得在例如4MHz W-CDMA的情況下，因相位調(diào)整而引起的瞬時最大功率和最小功率之間的差值，即波動帶寬w2大約是22dB。此外，如圖6所示，接收信號功率的臨時的波動瞬間在小于22dB的范圍內(nèi)振蕩，同時存在從-25dBm(閾值L2)到-50dBm(閾值L1)的長期漸變躍遷。在這個實施例中，如上所述，基于接收信號功率，以25dB間距的波動寬度執(zhí)行增益控制，這比因相位調(diào)整而構(gòu)成接收信號強度的波動寬度w2的22dB更寬。
在這個實施例中，假定WCDMA的接收信號功率的波動頻帶是4MHz，并且以25dB的間距執(zhí)行增益控制，但是本發(fā)明決不在這個方面受限制，并且增益控制步長還可以根據(jù)系統(tǒng)帶寬來設(shè)置。
此外，在本發(fā)明中，如果邏輯電路43根據(jù)在圖4中示出的真值表操作，則例如，這可以容易地使用圖8中示出的邏輯電路來實現(xiàn)。存儲器42也可以便宜地使用例如D-型觸發(fā)器(D-F/F)作為IC電路與邏輯電路43一起制造。
(PGA電路操作)現(xiàn)在描述具有如上所述結(jié)構(gòu)的PGA電路的操作。圖7是示出通過PGA電路的增益控制的狀態(tài)躍遷圖。
詳細來說，首先，三線信號(數(shù)據(jù)信號、時鐘信號和鎖存信號)的串行數(shù)據(jù)從CPU 14提供給增益控制電路22。數(shù)據(jù)信號在時鐘信號的定時順序地提供給移位寄存器23。增益轉(zhuǎn)換在鎖存信號的定時執(zhí)行。特別地，移位寄存器23的數(shù)據(jù)信號在鎖存信號的定時作為增益控制信號并行提供給PGA解碼器41。PGA解碼器41將細調(diào)控制信號和粗調(diào)控制信號分別分配給PGA 31c和邏輯電路43。
接下來，當控制信號IN1至IN3從PGA解碼器41輸入給邏輯電路43時，邏輯電路43經(jīng)由IN_M獲取存儲在存儲器42中的接收信號電平的波動方向(“H”或者“L”)。所獲取的IN1至IN3和IN_M與圖4中示出的真值表對比，并且作為輸出OUT1至OUT3而輸出。然后，邏輯電路43在存儲器42中經(jīng)由OUT_M存儲當前接收信號電平的波動方向(“H”或者“L”)。結(jié)果，有可能采用如圖7所示的狀態(tài)躍遷進行增益控制。
例如，在當前接收信號電平處于-50dBm至-75dBm級時，對增益的控制變?yōu)闋顟B(tài)“H-L-H”(圖4中的No.5或者No.6)。此時，“L”被存儲在存儲器42中。在接下來的瞬間中，在接收信號電平波動至從-25dBm至-50dBm的級(圖7中的狀態(tài)躍遷C)的情況下，根據(jù)圖3，去往邏輯電路43的輸入IN1至IN3變?yōu)椤癓-L-H”。此時，邏輯電路43的輸出根據(jù)圖4中的No.4變?yōu)椤癏-L-L”，因為存儲在存儲器42中的“L”作為IN_M被輸入給邏輯電路43。此時，“L”根據(jù)圖4中的No.4被存儲在存儲器42中。
此外，在下面的例子中，在接收信號電平波動至從0dBm至-25dBm的級(圖7中的狀態(tài)躍遷E)的情況下，根據(jù)圖3，去往邏輯電路43的輸入IN1至IN3變?yōu)椤癓-L-L”。此時，存儲在存儲器42中的“L”作為IN_M被輸入給邏輯電路43。邏輯電路43的輸出根據(jù)在圖4中的No.2變?yōu)椤癓-L-L”。結(jié)果，輸入側(cè)的粗調(diào)PGA 31a的增益可以從“高”轉(zhuǎn)換到“低”。此時，“H”根據(jù)圖4中的No.2被存儲在存儲器42中。
此外，在接收信號電平從0dBm至-25dBm的這個級的狀態(tài)“L-L-L”波動到-25dBm至-50dBm的級(圖7中的狀態(tài)躍遷F)情況下，根據(jù)圖3，去往邏輯電路43的輸入IN1至IN3變?yōu)椤癓-L-H”。此時，邏輯電路33的輸出根據(jù)在圖4中的No.3變?yōu)椤癓-L-H”，因為存儲在存儲器42中的“H”作為IN_M被輸入給邏輯電路43。結(jié)果，輸入側(cè)的粗調(diào)PGA 31a的增益沒有被轉(zhuǎn)換。此時，“H”根據(jù)圖4中的No.3被存儲在存儲器42中。
此外，在接收信號電平再次從狀態(tài)“L-L-H”上升到0dBm至-25dBm的級(圖7中的狀態(tài)躍遷G)的情況下，去往邏輯電路43的輸入IN1至IN3根據(jù)圖3變?yōu)椤癓-L-L”。此時，存儲在存儲器42中的“H”作為IN_M被輸入給邏輯電路43。邏輯電路43的輸出根據(jù)在圖4中的No.1變?yōu)椤癓-L-L”。結(jié)果，輸入側(cè)的粗調(diào)PGA 31a的增益沒有被轉(zhuǎn)換。此時，“H”根據(jù)在圖4中的No.1被存儲在存儲器42中。
另一方面，在接收信號電平從狀態(tài)“L-L-H”衰落到-50dBm至-75dBm的級(圖7中的狀態(tài)躍遷H)的情況下，去往邏輯電路43的輸入IN1至IN3根據(jù)圖3變?yōu)椤癏-L-H”。此時，存儲在存儲器42中的“H”作為IN_M被輸入給邏輯電路43。邏輯電路43的輸出根據(jù)在圖4中的No.5變?yōu)椤癏-L-H”。結(jié)果，輸入側(cè)的粗調(diào)PGA 31a的增益可以從“低”轉(zhuǎn)換到“高”。此時，“L”根據(jù)在圖4中的No.5被存儲在存儲器42中。
作為以上所述的結(jié)果，只有當接收信號電平連續(xù)地超過閾值電平L1和L2時，即，當接收信號電平屬于超出波動寬度w1的波動寬度(圖7中的狀態(tài)躍遷E和H)時，PGA 31a的增益才被轉(zhuǎn)換。
(PGA電路和配有這個PGA電路的移動電話的效果)根據(jù)PGA電路和配有這個電路的移動電話，如上所述，由第一閾值L1和第二閾值L2決定的波動寬度w1以比因相位調(diào)整而構(gòu)成接收信號強度中波動寬度w2的22dB更寬的25dB的間距設(shè)置。接收信號功率隨時間(temporal)的波動在很長時期中從-25dBm(閾值L2)到-50dBm(閾值L1)進行平滑躍遷。因此，有可能急劇降低輸入側(cè)的PGA 31a的增益波動的頻率。
如上所述，接收信號電平隨時間的波動瞬間在小于22dB的范圍內(nèi)振蕩，同時存在從-25dBm(閾值L2)到-50dBm(閾值L1)的長期漸變躍遷。因此，在圖7的躍遷圖中，關(guān)于E或者H的從-25dBm到-50dBm跨越的狀態(tài)躍遷僅在由圖6中的箭頭示出的定時發(fā)生。然后，由這個箭頭示出的定時的增益組合從“H-L-L”變化到“L-L-L”，或者從“L-L-H”變化到“H-L-H”，并且輸入側(cè)的PGA 31a的增益出現(xiàn)變化。然而，在接收信號電平超過閾值L1或者L2一次之后，則發(fā)生圖7中G和F或者C和D的狀態(tài)躍遷，并且輸入側(cè)的PGA31a的增益不出現(xiàn)變化。結(jié)果，急劇降低PGA 31a的增益波動的頻率。
因此，根據(jù)這個實施例，通過降低輸入側(cè)的PGA 31a的增益中波動頻率，有可能急劇降低改變輸入側(cè)的增益時出現(xiàn)的DC電壓值中的實質(zhì)上波動的頻率。因此，有可能避免與在轉(zhuǎn)換PGA電路的增益的定時在DC電壓中出現(xiàn)的波動相伴隨的輸出碼元消失。
此外，根據(jù)這個實施例，有可能改善后端電路如安排在PGA電路的后面一級的A/D轉(zhuǎn)換器6等的操作穩(wěn)定性，并且可以預(yù)期在AGC組的穩(wěn)定性方面的改善。此外，通過提高后端電路的穩(wěn)定性，有可能減少AGC循環(huán)收斂處理的延時，并且提高AGC沖擊時間的速度。
此外，在這個實施例中，輸入給增益控制電路22的三個信號(IN1至IN3)是與在相關(guān)技術(shù)中一樣的增益組合，并且作為在邏輯電路43和存儲器42上發(fā)生的處理的結(jié)果，而被轉(zhuǎn)換為用于降低輸入側(cè)PGA的增益控制的頻率的增益控制信號(OUT1至OUT3)。因此，有可能無需對其他的外圍設(shè)備如CPU14等增加變化，簡單地通過對現(xiàn)有設(shè)備增加增益控制電路22，而實現(xiàn)本發(fā)明。以上描述的實施例僅僅是本發(fā)明的例子。
這就是說，本發(fā)明決不受到前述實施例的限制，并且在不偏離本發(fā)明的技術(shù)構(gòu)思的范圍的情況下，甚至對于上述那些實施例以外的實施例，都可以根據(jù)設(shè)計等進行各種各樣的修改。
相關(guān)申請交叉引用本文獻是以2003年12月1日在日本專利局提交的日本優(yōu)先權(quán)文獻JP2003-402317為基礎(chǔ)的，通過引用將其全部內(nèi)容合并于此。
權(quán)利要求
1.一種移動通信終端裝置，包括可變增益放大裝置，具有多個粗調(diào)可變放大部分和細調(diào)可變增益放大部分，對其輸入至少一個接收信號，并且以受控制的增益來放大所輸入的接收信號以便輸出；存儲裝置，用于存儲關(guān)于所述可變增益放大裝置的增益控制的歷史記錄；以及增益控制裝置，用于基于所述接收信號的信號強度和存儲在所述存儲裝置中的歷史記錄，控制所述可變增益放大裝置的增益，其中所述增益控制裝置以使在輸入側(cè)安排的所述粗調(diào)可變增益放大部分的增益波動頻率變得比在輸出側(cè)安排的另一個可變增益放大部分的增益波動頻率更低的方式，來單獨控制每個可變增益放大部分的增益。
2.如權(quán)利要求1所述的移動通信終端裝置，其中所述增益控制裝置保持關(guān)于所述信號強度的第一閾值和第二閾值，并且基于存儲在所述存儲裝置中的歷史記錄，在所述信號強度被確定為超出由所述第一和第二閾值決定的波動寬度而波動的情況下，控制所述粗調(diào)可變增益放大部分的增益。
3.如權(quán)利要求2所述的移動通信終端裝置，其中由所述第一和第二閾值決定的波動寬度比從接收功率的累積概率分布和擴展帶寬之間的關(guān)系獲得的歸一化的接收功率的波動寬度更寬。
4.如權(quán)利要求1所述的移動通信終端裝置，其中所述存儲裝置存儲緊接增益控制之前所述信號強度的波動方向作為歷史記錄；并且所述增益控制裝置還最好分級檢測所述信號強度中的波動，獲取存儲在所述存儲裝置中的所述波動方向，根據(jù)波動級和波動方向來控制所述可變增益放大裝置的增益，并且在所述存儲裝置中存儲當前波動方向。
5.一種可變增益放大電路，包括可變增益放大裝置，具有多個粗調(diào)可變放大部分和細調(diào)可變增益放大部分，對其輸入至少一個接收信號，并且以受控制的增益來放大所輸入的接收信號以便輸出；存儲裝置，用于存儲關(guān)于所述可變增益放大裝置的增益控制的歷史記錄；以及增益控制裝置，用于基于所述接收信號的信號強度和存儲在所述存儲裝置中的歷史記錄，控制所述可變增益放大裝置的增益，其中所述增益控制裝置以使在輸入側(cè)安排的所述粗調(diào)可變增益放大部分的增益波動頻率變得比在輸出側(cè)安排的另一個可變增益放大部分的增益波動頻率更低的方式，來單獨控制每個可變增益放大部分的增益。
6.如權(quán)利要求5所述的移動通信終端裝置，其中所述增益控制裝置保持關(guān)于所述信號強度的第一閾值和第二閾值，并且基于存儲在所述存儲裝置中的歷史記錄，在所述信號強度被確定為超出由所述第一和第二閾值決定的波動寬度而波動的情況下，控制所述粗調(diào)可變增益放大部分的增益。
7.如權(quán)利要求6所述的移動通信終端裝置，其中由所述第一和第二閾值決定的波動寬度比從接收功率的累積概率分布和擴展帶寬之間的關(guān)系獲得的歸一化的接收功率的波動寬度更寬。
8.如權(quán)利要求5所述的移動通信終端裝置，其中所述存儲裝置存儲緊接增益控制之前所述信號強度的波動方向作為歷史記錄；并且所述增益控制裝置還最好分級檢測所述信號強度中的波動，獲取存儲在所述存儲裝置中的所述波動方向，根據(jù)波動級和波動方向來控制所述可變增益放大裝置的增益，并且在所述存儲裝置中存儲當前波動方向。
9.一種用于控制可變增益放大裝置的增益的增益控制電路，所述可變增益放大裝置具有多個粗調(diào)可變放大部分和細調(diào)可變增益放大部分，對其輸入至少一個接收信號，并且以受控制的增益來放大所輸入的接收信號以便輸出，該增益控制電路包括存儲裝置，用于存儲關(guān)于所述可變增益放大裝置的增益控制的歷史記錄；以及增益控制裝置，用于基于所述接收信號的信號強度和存儲在所述存儲裝置中的歷史記錄，控制所述可變增益放大裝置的增益，其中所述增益控制裝置以使在輸入側(cè)安排的所述粗調(diào)可變增益放大部分的增益波動頻率變得比在輸出側(cè)安排的另一個可變增益放大部分的增益波動頻率更低的方式，來單獨控制每個可變增益放大部分的增益。
10.一種可變增益放大電路，包括可變增益放大部分，具有多個粗調(diào)可變放大器和細調(diào)可變增益放大器，對其輸入至少一個接收信號，并且根據(jù)用于控制增益的控制信號來放大所輸入的接收信號以便輸出；存儲器，用于存儲關(guān)于所述可變增益放大裝置的增益控制的歷史記錄；以及增益控制電路，用于基于所述接收信號的信號強度和存儲在所述存儲裝置中的歷史記錄，控制所述可變增益放大器的增益，其中所述增益控制裝置以使在輸入側(cè)安排的所述粗調(diào)可變增益放大器的增益波動頻率變得比在輸出側(cè)安排的另一個可變增益放大器的增益波動頻率更低的方式，來單獨控制每個可變增益放大器的增益。
11.一種移動通信終端裝置，包括可變增益放大部分，具有多個粗調(diào)可變放大器和細調(diào)可變增益放大器，對其輸入至少一個接收信號，并且根據(jù)用于控制增益的控制信號來放大所輸入的接收信號以便輸出；存儲器，用于存儲關(guān)于所述可變增益放大裝置的增益控制的歷史記錄；以及增益控制電路，用于基于所述接收信號的信號強度和存儲在所述存儲裝置中的歷史記錄，控制所述可變增益放大器的增益，其中所述增益控制裝置以使在輸入側(cè)安排的所述粗調(diào)可變增益放大器的增益波動頻率變得比在輸出側(cè)安排的另一個可變增益放大器的增益波動頻率更低的方式，來單獨控制每個可變增益放大器的增益。
全文摘要
為了避免在與W－CDMA系統(tǒng)兼容的移動電話等的接收系統(tǒng)中，與在轉(zhuǎn)換增益的定時出現(xiàn)的DC電壓波動相伴隨的輸出碼元消失，本發(fā)明提供了一種可變增益放大器電路、增益控制電路和移動通信終端裝置，其中PGA部分包括以多級連續(xù)安排的具有不同放大寬度的PGA，如從輸入側(cè)到輸出側(cè)依次為兩個粗調(diào)PGA、細調(diào)PGA以及粗調(diào)PGA；并且該增益控制電路具有用于存儲關(guān)于PGA部分的增益控制的歷史記錄的存儲器、以及單獨控制每個PGA的增益的邏輯電路。
文檔編號H04M1/725GK1674434SQ200410103789
公開日2005年9月28日 申請日期2004年12月1日 優(yōu)先權(quán)日2003年12月1日
發(fā)明者吉澤淳, 田村昌久 申請人:索尼愛立信移動通信日本株式會社