專利名稱：直接轉(zhuǎn)換接收機(jī)的單音檢測(cè)和自適應(yīng)增益控制的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及RF接收機(jī)，更確切地說涉及直接轉(zhuǎn)換接收機(jī)。
背景技術(shù)：
在接收機(jī)中使用直接轉(zhuǎn)換的設(shè)想長(zhǎng)期在射頻(RF)設(shè)計(jì)中被加以考慮。直接轉(zhuǎn)換接收機(jī)代表具有高集成度、低成本和小尺寸的蜂窩移動(dòng)電話的一種關(guān)鍵技術(shù)?？紤]到在用戶設(shè)備中通常與直接轉(zhuǎn)換接收機(jī)毫無關(guān)聯(lián)的附加轉(zhuǎn)換級(jí)會(huì)增加成本，體積和重量，其理由不難明白。每個(gè)轉(zhuǎn)換級(jí)需要本機(jī)振蕩器(通常包括頻率綜合器將本機(jī)振蕩器鎖在給定的頻率)，混頻器，濾波器和可能的放大器。毫無疑問，直接轉(zhuǎn)換接收機(jī)是很有吸引力的，因?yàn)樗兄虚g級(jí)被省去，接收機(jī)的成本下降，體積減小且重量變輕。
在通信系統(tǒng)的RF接收機(jī)中，在接收機(jī)的輸入端不需要的頻率成分可能與需要的信號(hào)一起存在。這些不需要的信號(hào)可以稱為干擾或阻塞信號(hào)，或者在移動(dòng)通信系統(tǒng)中稱為單音。根據(jù)例如IS95/98和IS2000等移動(dòng)通信條例，在移動(dòng)電話單音去敏測(cè)試中，干擾成分的功率電平可為-30dBm，而所要的CDMA(Code Division MultipleAccess)信號(hào)電平低至-101dBm。由于系統(tǒng)實(shí)施方案中的裕量要求，對(duì)于RF接收機(jī)的集成電路實(shí)施方案通常有更高的要求。這意味接收機(jī)RF集成電路(RFIC)必須在單音去敏時(shí)能處理大于-30dBm的電平。
在一些傳統(tǒng)的直接轉(zhuǎn)換接收機(jī)系統(tǒng)中，在接收機(jī)輸入端的RF信號(hào)不必經(jīng)過中頻和濾波而直接轉(zhuǎn)換為基帶I/Q信號(hào)。頻道選擇濾波和增益控制通過沒有IF增益級(jí)的模擬基帶處理器執(zhí)行。這樣就要求基帶濾波器的高階實(shí)現(xiàn)和基帶可變?cè)鲆娣糯笃鞯母咴鲆娣秶?。基帶放大器設(shè)計(jì)為提供低噪聲和高線性度。基帶放大器的電壓增益抑制來自基帶濾波器和可變?cè)鲆娣糯笃鞯脑肼曍暙I(xiàn)，也用于整個(gè)接收機(jī)鏈路上增益變化補(bǔ)償。
然而，基帶放大器的電壓增益還增加單音電平，這可能使放大器輸出級(jí)和濾波器飽和。假如模擬基帶處理器飽和，增益會(huì)明顯地減小，產(chǎn)生高電平互相調(diào)制成分。這些不需要的成分使接收機(jī)中所需要的信號(hào)失真。因此，整個(gè)系統(tǒng)包括接收機(jī)RFIC和數(shù)字基帶專用集成電路器件(ASIC)不能正確地檢測(cè)具有所需的低幀刪除率(FER)的輸入信號(hào)。這樣電話通話可能中斷。
傳統(tǒng)技術(shù)中，增加的對(duì)模擬基帶處理器動(dòng)態(tài)范圍要求，例如II P3(三階雙音失真成分在功率上等于所要的信號(hào)的理論輸入電平)和輸出電壓范圍(該范圍受到限制)，由于2.8V或更低的低電源電壓而成為不可能。在直接轉(zhuǎn)換接收機(jī)中，來自RF前端的單音電平可以被一階或二階低通濾波器衰減，這可以在基帶放大器放大之前使用有源或無源部件實(shí)施。然而，這種低階濾波不能有效地衰減單音電平而又不影響所需要的信號(hào)，因?yàn)閱我纛l率可能非常靠近所要的信號(hào)帶寬的拐角頻率。例如，在美國(guó)CDMA系統(tǒng)，對(duì)于模擬基帶處理器的I-或Q-通道中所要信號(hào)的拐角頻率是615kHz，而最低的可能單音頻率是900kHz。而且，低階低通濾波器的無源實(shí)施方案需要外部電容，而這會(huì)增加印刷電路板的尺寸和附加成本。有源實(shí)施方案不能提供可與集成基帶放大器相比的低噪聲數(shù)值。
需要的是能檢測(cè)和補(bǔ)償高單音電平使得傳輸鏈路不會(huì)中斷的接收機(jī)結(jié)構(gòu)。

發(fā)明內(nèi)容
以下是本發(fā)明的簡(jiǎn)化內(nèi)容，以提供對(duì)本發(fā)明一些方面的基本了解。這些內(nèi)容不是本發(fā)明全面評(píng)述，并不試圖確定本發(fā)明的關(guān)鍵要素或描繪本發(fā)明的范圍。其唯一目的是以簡(jiǎn)單方式提出本發(fā)明的一些概念，作為下面給出的更詳細(xì)說明的序言。
在此公開并提出權(quán)利要求的本發(fā)明的一個(gè)方面包括可以檢測(cè)單音電平并可以自適應(yīng)控制基帶增益的一種電路技術(shù)，從而避免直接轉(zhuǎn)換接收機(jī)模擬基帶處理器的單音飽和。
該接收機(jī)包括一個(gè)單音處理電路，該電路加上或減去增益以防止由于所接收的信號(hào)中高單音電平引起的模擬基帶處理電路的飽和。單音處理電路包括一個(gè)單音檢測(cè)器，該單音檢測(cè)器接收I/Q解調(diào)器的正交輸出信號(hào)，按照預(yù)定的信號(hào)電平標(biāo)準(zhǔn)檢測(cè)該信號(hào)電平。若沒有檢測(cè)到，則該正交信號(hào)在模擬基帶處理電路中正常地處理。然而，假如檢測(cè)到，檢測(cè)器就輸出一個(gè)數(shù)字的符號(hào)信號(hào)送入加法器/減法器邏輯電路。該加法器/減法器邏輯電路也接收來自外部ASIC器件的數(shù)字位格式的串行輸入信號(hào)，以影響模擬基帶處理電路內(nèi)的放大器的增益，使得基帶處理電路不會(huì)飽和。更確切地說，接收機(jī)自適應(yīng)地做出反應(yīng)，控制基帶放大器部分的增益減小和隨后的可變?cè)鲆娣糯笃鞑糠值脑鲆嬖黾?。?dāng)單音信號(hào)電平回落在預(yù)定電平之下，這表明基帶處理電路可以不飽和地正常工作，放大器增益自動(dòng)復(fù)位到正常工作值。
本發(fā)明的另一方面提出一種設(shè)有按照本發(fā)明創(chuàng)新特征運(yùn)行的接收機(jī)的通信裝置。該通信裝置包括(但不限于)基站、CDMA裝置和GSM裝置。
為了達(dá)到上述和有關(guān)的目標(biāo)，以下結(jié)合附圖和詳細(xì)說明描述本發(fā)明的一些解釋說明的方面。然而，這些方面僅表示可以使用本發(fā)明原理的各種方式中一些例子，本發(fā)明打算包括所有這些方面和它們的等同物。以下結(jié)合附圖的詳細(xì)說明本發(fā)明，將使本發(fā)明的其他優(yōu)點(diǎn)和創(chuàng)新特征更顯而易見。


圖1說明本發(fā)明的直接轉(zhuǎn)換接收機(jī)的總框2說明本發(fā)明的直接轉(zhuǎn)換接收機(jī)中單音檢測(cè)和自適應(yīng)增益控制的框圖。
圖3說明檢測(cè)過程和校正過程的流程圖。
圖4說明具有滯后和數(shù)字符號(hào)輸出的單音檢測(cè)器的總電路圖。
圖5說明用于自適應(yīng)增益控制的加法器/減法器電路的實(shí)施方案。
圖6說明一個(gè)可用于本發(fā)明的蜂窩通信系統(tǒng)的示范性通信裝置。
本發(fā)明的詳細(xì)說明現(xiàn)在結(jié)合附圖詳述本發(fā)明，其中相同的標(biāo)號(hào)用于標(biāo)注相同的部件。在以下的敘述中，為便于說明，更好地理解本發(fā)明而設(shè)定一些特定的細(xì)節(jié)。然而，顯而易見，本發(fā)明可以在沒有這些特定的細(xì)節(jié)的情況下實(shí)施。在另外情況，眾所皆知的結(jié)構(gòu)和器件以框圖表示，使本發(fā)明的敘述更為簡(jiǎn)明。
本發(fā)明是一種電路技術(shù)，由此可以檢測(cè)單音電平，并且可以自適應(yīng)地控制基帶增益，從而避免直接轉(zhuǎn)換接收機(jī)的模擬基帶處理器的飽和。高單音電平將被檢測(cè)，并據(jù)此調(diào)節(jié)摸擬基帶處理器的電壓增益。因此，飽和將會(huì)被避免，接收機(jī)性能和功能(幀刪除率(FER)和電話通話中斷)會(huì)有明顯改善而又不增加動(dòng)態(tài)范圍。
本發(fā)明可應(yīng)用于直接轉(zhuǎn)換接收機(jī)的單音檢測(cè)和自適應(yīng)增益控制，其中包括(但不限于)RF系統(tǒng)、RFIC、RF硬件和接口。
現(xiàn)在參閱圖1，該圖說明本發(fā)明直接轉(zhuǎn)換接收機(jī)100的總框圖。接收機(jī)100接收RF信號(hào)送入放大器/濾波器部件102，在此輸入信號(hào)被放大并帶通濾波。經(jīng)濾波的信號(hào)被送入解調(diào)器部件104，該部件的輸出并行地通過基帶處理器框106和單音處理部件108。單音處理部件108的輸出被送回基帶處理部件106的放大級(jí)，結(jié)果，假如單音處理部件108檢測(cè)到高電平信號(hào)，基帶處理部件106前端放大器級(jí)的增益經(jīng)數(shù)字控制而減小，而基帶處理部件106的輸出可變?cè)鲆娣糯笃骷?jí)的增益增加。本發(fā)明環(huán)境中的自適應(yīng)增益控制是基于這樣的假定在模擬基帶處理部件106中使用了數(shù)字自動(dòng)增益控制(AGC)。因此，本發(fā)明提供一種電路技術(shù)，用它可以檢測(cè)單音電平，并且可以自適應(yīng)控制基帶增益，從而避免直接轉(zhuǎn)換接收機(jī)模擬基帶處理器的單音飽和。
現(xiàn)在參閱圖2，該圖說明本發(fā)明的直接轉(zhuǎn)換接收機(jī)200中單音檢測(cè)和自適應(yīng)增益控制的框圖。在此要說明的是適當(dāng)?shù)嘏渲糜懈郊拥膯我魴z測(cè)結(jié)構(gòu)108的CDMA直接轉(zhuǎn)換接收機(jī)的通用部件。接收機(jī)200包括輸入LNA202，外部RF帶通濾波器204(標(biāo)為RF-BPF)和I/Q解調(diào)器206。接收機(jī)200還包括模擬基帶處理器208?；鶐幚砥?08包括基帶緩沖放大器(214和220)，基帶低通濾波器(216和222)和可變?cè)鲆娣糯笃?218和224)。在第一LNA202輸入端接收的信號(hào)被放大，送往RF濾波器204濾波。濾波器204的輸出被連接而輸入正交解調(diào)器部分206，在該部分取得正交基帶信號(hào)。
I/Q解調(diào)器206包括接收RF濾波器204輸出作為輸入而其輸出被送往第二LNA114的Q-通道解調(diào)器。第二LNA214的輸出經(jīng)由第一基帶濾波器216而輸出至第三LNA218。I/Q解調(diào)器206包括接收RF濾波器204的輸出作為輸入而其輸出被送往第四LNA220的I-通道解調(diào)器212。笫四LNA220的輸出經(jīng)由第二基帶濾波器222而輸出至第五LNA224。
本發(fā)明的創(chuàng)新之處在于與模擬基帶處理器208并行地實(shí)現(xiàn)單音處理部件108。在I/Q解調(diào)器206中從RF信號(hào)下變換而來的I/Q基帶輸入信號(hào)也被送入單音檢測(cè)器(STD)226。就是說，Q-通道解調(diào)器210的輸出信號(hào)和I-通道解調(diào)器的輸出信號(hào)兩者都送入單音處理部件108的STD226。STD226的輸出連接到數(shù)字加法器/減法器部件230，該部件230也接收來自串行輸入/輸出(SIO)接口232的輸入。SIO232處理從其他數(shù)字控制器件接收的數(shù)字信號(hào)，這些其他數(shù)字控制器件適當(dāng)?shù)嘏渲靡蕴峁w現(xiàn)本發(fā)明創(chuàng)新的這種控制信號(hào)。加法器/減法器部件230的減法器輸出連接為將數(shù)字增益控制信號(hào)送至兩個(gè)基帶放大器(214和220)，從而在檢測(cè)到高單音電平時(shí)減小與之相關(guān)的增益。加法器/減法器部件230的加法器輸出連接為將數(shù)字增益控制信號(hào)送至兩個(gè)基帶可變?cè)鲆娣糯笃?218和224)，從而在檢測(cè)到高單音電平時(shí)增加與之相關(guān)的增益。外部電容228從STD框226連接至基準(zhǔn)面，以支持STD框226內(nèi)部濾波器濾波。
在具有本發(fā)明的數(shù)字AGC和單音檢測(cè)的直接轉(zhuǎn)換接收機(jī)中，基帶放大器(214和220)和基帶可變?cè)鲆娣糯笃?218和224)的電壓增益受到3線SIO232的數(shù)字控制。該SIO232通常集成在接收機(jī)RF集成電路(RFIC)中。例如，SIO232中3個(gè)和5個(gè)寄存器位分別用于基帶放大器(214和220)和基帶可變?cè)鲆娣糯笃?218和224)的18dB和72dB的增益控制，增益步長(zhǎng)為3dB。
STD框226根據(jù)STD接收到框226中的單音電平和預(yù)定基準(zhǔn)電壓電平產(chǎn)生數(shù)字標(biāo)志信號(hào)。該標(biāo)志信號(hào)用于與基帶放大器(214和220)的增益控制的數(shù)字信號(hào)(即3位)相減，而與基帶可變?cè)鲆娣糯笃?218和224)的增益控制的數(shù)字信號(hào)(即5位)相加，以提供自適應(yīng)增益調(diào)節(jié)。因此，將會(huì)達(dá)到基帶放大器(214和220)輸出3或6分貝增益減小和基帶可變?cè)鲆娣糯笃?218和224)輸出3或6分貝增益增加，從而避免模擬基帶處理器208中單音飽和。
如上所指出的，增益調(diào)節(jié)僅僅發(fā)生于高單音電平存在的期間。在該期間，基帶放大器(214和220)可具有較低的電壓增益，結(jié)果有來自模擬基帶處理器208的較高的噪聲貢獻(xiàn)。例如，RF接收機(jī)的噪聲數(shù)值可增加大約0.5dB。換言之，接收機(jī)靈敏度在這段時(shí)期內(nèi)下降大約0.5dB。然而，通過使用這種自適應(yīng)增益控制，接收機(jī)FER將保持在可接受的程度內(nèi)使得電話通話連接被保持。在單音電平降回比預(yù)定閾值低的電平以后，單音放大器(214和220)會(huì)復(fù)位到約15和18dB之間的高增益模式。RF接收機(jī)在大多數(shù)時(shí)間仍然可以獲得高靈敏度。
現(xiàn)在參閱圖3，該圖說明檢測(cè)過程和校正過程的流程圖。為說明簡(jiǎn)便起見，圖示該方法并以一系列步驟加以說明，但要理解本發(fā)明并不限于這些步驟的次序，因?yàn)榘凑毡景l(fā)明一些步驟可以以與本文圖示和說明的不同次序發(fā)生和/或與其他步驟同時(shí)進(jìn)行。例如，本專業(yè)人士會(huì)理解一種方法可以用另一種方式表示為一系列相互關(guān)聯(lián)的狀態(tài)或事件，例如狀態(tài)圖。而且，實(shí)施本發(fā)明的方法并不需要所有說明的動(dòng)作。
在步驟300中，按照本發(fā)明的單音處理適當(dāng)配置的接收機(jī)接收被發(fā)射的信號(hào)。該信號(hào)經(jīng)放大和濾波，如步驟302所示。在步驟304中，使用正交解調(diào)來解調(diào)該信號(hào)。在步驟306中，正交信號(hào)并行地通過而到達(dá)檢測(cè)高單音電平的STD和基帶處理器的第一基帶放大器級(jí)。在步驟308中，STD處理正交信號(hào)并按照預(yù)定信號(hào)標(biāo)準(zhǔn)確定其電平。假定在預(yù)定信號(hào)電平標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)沒有檢測(cè)到高電平信號(hào)(NO)，接收機(jī)增益控制從原先的增益設(shè)定復(fù)位，通過使用基帶處理器的正常輸出處理正常地處理該信號(hào)，如步驟310所示。在步驟312中，輸出經(jīng)處理的信號(hào)。
假如，檢測(cè)到高單音信號(hào)電平(YES)，在步驟314中，STD產(chǎn)生數(shù)字符號(hào)信號(hào)，實(shí)施基帶放大器(214和220)和基帶可變?cè)鲆娣糯笃?218和224)兩者中的增益控制。在步驟316中，通過加法器/減法器處理該數(shù)字信號(hào)來減小基帶放大器(214和220)的增益。在步驟317中，該信號(hào)經(jīng)基帶低通濾波。在步驟318中，生成數(shù)字信號(hào)以增加可變?cè)鲆娣糯笃?218和224)的增益。在步驟312中，輸出經(jīng)處理的信號(hào)。然后，流程返回到300繼續(xù)信號(hào)處理。
現(xiàn)在參閱圖4，該圖說明具有滯后和數(shù)字符號(hào)輸出(DSO)的單音檢測(cè)器226的總電路圖。檢測(cè)器226有兩個(gè)全差動(dòng)放大器級(jí)(402和404)作為輸入。第一放大器級(jí)402具有全差動(dòng)運(yùn)算放大器(opamp)的放大器406，并具有正Q-通道分量(標(biāo)為IPQ)和負(fù)Q-通道分量(標(biāo)為INQ)的各自電壓輸入。放大器406使用RF/RC反饋電阻回路(其中電阻RC范圍2至8千歐，電阻RF范圍10至50千歐)。第二放大器級(jí)404具有同樣是全差動(dòng)運(yùn)算放大器(opamp)的放大器408，并具有正I-通道分量(標(biāo)為IPI)和負(fù)I-通道分量(標(biāo)為INI)的各自電壓輸入。放大器408使用RF/RC反饋電阻網(wǎng)絡(luò)(其中電阻RC為2至8千歐，電阻RF為10至50千歐)。
共模反饋(CMF)用來讓opamp在檢測(cè)器226的輸入端設(shè)定需要的輸入共模DC電壓電平(例如，在2.7V電源電壓時(shí)Vcm≌1.6V-1.9V)?？梢允褂靡詤⒄展潭ɑ鶞?zhǔn)電壓410的變換的CMF電路技術(shù)?；鶞?zhǔn)電壓410可以用各種基準(zhǔn)電壓技術(shù)(包括例如集成帶隙基準(zhǔn)電路或穩(wěn)壓電源電壓)產(chǎn)生。
第一放大器級(jí)402具有與其差動(dòng)輸出連接的檢測(cè)器電路412。即，第一放大器406具有與第一檢測(cè)器電路412的第一晶體管416(或開關(guān)元件)基極(或開關(guān)控制元件)連接的差動(dòng)低輸出414和與第一檢測(cè)器電路412的第二晶體管420(或開關(guān)元件)基極(或開關(guān)控制元件)連接的差動(dòng)高輸出418。晶體管發(fā)射極(或漏極)與公共節(jié)點(diǎn)421相連接，公共節(jié)點(diǎn)421也連接調(diào)節(jié)流過晶體管(416和420)電流大小的恒流宿(constant current sink)422。
同樣，第二放大器級(jí)404具有與其差動(dòng)輸出連接的檢測(cè)器電路424。即，第二放大器408具有與第二檢測(cè)器電路424的第一晶體管428基極連接的差動(dòng)低輸出426和與第二檢測(cè)器電路424的第二晶體管432基極連接的差動(dòng)高輸出430。晶體管發(fā)射極與公共節(jié)點(diǎn)433連接，公共節(jié)點(diǎn)433也連接調(diào)節(jié)流過晶體管(428和432)的電流大小的恒流宿434。
第一檢測(cè)器412的節(jié)點(diǎn)421連接第一濾波器電阻436的一引線。該電阻436的另一引線連接到節(jié)點(diǎn)438，節(jié)點(diǎn)438也連接到濾波器電容228的一引線。第二檢測(cè)器424的節(jié)點(diǎn)433連接第二濾波器電阻440的一引線。第二電阻440的另一引線連接到節(jié)點(diǎn)438，節(jié)點(diǎn)438也連接濾波器電容228的一引線。
節(jié)點(diǎn)438與第一滯后元件440的輸入端和第一濾波器電阻442一端的連線在電路上為同一點(diǎn)。第一滯后元件440通過第一基準(zhǔn)電壓源444(也標(biāo)為VREF1)以公共基準(zhǔn)面為基準(zhǔn)。第一滯后元件442的輸出端連接到數(shù)字邏輯器件446(此處為D型觸發(fā)器，標(biāo)為DFF)的一個(gè)輸入端和反相XOR邏輯器件448(標(biāo)為NXOR)的一個(gè)輸入端。
節(jié)點(diǎn)438與第二滯后元件450的輸入端和第二濾波器電阻440一端的連線在電路上為同一點(diǎn)。第二滯后元件450通過第二基準(zhǔn)電壓源452(也標(biāo)為VREF2)以公共基準(zhǔn)面為基準(zhǔn)。第二滯后元件450的輸出端連接到NXOR器件448的另一輸入端。
NXOR器件448的一個(gè)輸出端連接DFF446的一個(gè)輸入端。DFF446的輸出端經(jīng)第一邏輯反相器454反相，又經(jīng)第二邏輯反相器456反相而到達(dá)數(shù)字符號(hào)輸出端458。
檢測(cè)電路(412或424)與振幅包絡(luò)檢測(cè)器類似，由兩個(gè)NPN雙極晶體管(T1和T2)和恒流宿(IB＝50～100ma)組成。兩個(gè)檢測(cè)器(412或424)的I/Q組合輸出由兩個(gè)一階低通濾波器濾波，這兩個(gè)低通濾波器包括電阻426和外部電容228，電阻440和電容438的組合。相應(yīng)元件的值為如下RD≌5～15kΩ，CD＝5～15毫微法。濾波器元件(RD和CD)也決定檢測(cè)器226的時(shí)間常數(shù)，它可以設(shè)定為約50微秒，這取決于應(yīng)用所涉及的系統(tǒng)，例如碼分多址(CDMA)或全球移動(dòng)通信系統(tǒng)(GSM)移動(dòng)電話。
具有D型觸發(fā)器的兩個(gè)電壓比較器將檢測(cè)電路(分別為412和424)的輸出電壓(在節(jié)點(diǎn)421和433處)與兩個(gè)預(yù)定電壓基準(zhǔn)(444和452)相比較。因此基準(zhǔn)電壓范圍為VREF1≌1.1～1.3V，VREF2≌1.15～1.35V，兩個(gè)電壓之差定義為滯后VREF2-VREF1＝20～50mV，就會(huì)產(chǎn)生兩個(gè)數(shù)字輸出。使用NXOR門448、DFF446以及作為輸出緩沖器的兩個(gè)反相器(454和456)，這兩個(gè)數(shù)字輸出被解碼而成為數(shù)字符號(hào)信號(hào)458。由于接收機(jī)輸入端處單音電平的波動(dòng)，檢測(cè)器226的輸出電壓在閾值附近變化時(shí)，需要電壓滯后元件(442和450)來避免電位振動(dòng)。
現(xiàn)在參閱圖5，該圖說明用于自適應(yīng)增益控制(±6dB)的加法器/減法器電路230的電路實(shí)施方案。電路230包括兩個(gè)主要部分用于基帶放大器(214和220)的第一數(shù)字加法器電路500和用于基帶可變?cè)鲆娣糯笃?218和224)的第二數(shù)字加法器電路502。第一加法器電路500包括三個(gè)1位加法器以提供3位的18dB增益控制。第二加法器電路502包括五個(gè)1位加法器以提供5位的72dB增益控制。加法器/減法器230的輸入就是DSO信號(hào)458通過第一反相器504來的。第一反相器504的輸出連接第一加法器電路500的1位加法器506的輸入。這提供了基帶放大器(214和220)的第一加法器電路的增益控制輸入。第一反相器504的輸出也是第二反相器508的輸入。第二反相器508的輸出連接第二加法器電路502的1位加法器510的輸入。
SIO232的輸出分別總線連接到兩個(gè)加法器電路(500和502)。因此，第一總線512連接第一加法器電路500的3個(gè)1位加法器(1位加法器514，1位加法器506，1位加法器516)，作為輸入。同樣，第二總線518連接第二加法器電路502的5個(gè)1位加法器(1位加法器520，1位加法器510，1位加法器522.1位加法器524，1位加法器526)，作為輸入。
為了從第一加法器電路500提供3位增益控制信號(hào)，1位加法器514的一個(gè)輸入連接到公共基準(zhǔn)點(diǎn)。1位加法器514的輸出就是基帶放大器(214和220)增益控制信號(hào)的一位(BBA_GC0)。1位加法器506的一個(gè)輸出是基帶放大器(214和220)增益控制信號(hào)的第二位(BBA_GC1)。1位加法器506的另一輸出被反饋?zhàn)鳛?位加法器516的輸入。1位加法器516的一個(gè)輸出是基帶放大器(214和220)增益控制信號(hào)的第三位(BBA_GC2)。
為了從第二加法器電路502提供5位增益控制信號(hào)，1位加法器520的一個(gè)輸入連接到公共基準(zhǔn)點(diǎn)。1位加法器520的輸出就是可變?cè)鲆娣糯笃?218和224)增益控制信號(hào)的一位(VGA_GC0)。1位加法器510的一個(gè)輸出是可變?cè)鲆娣糯笃?218和224)增益控制信號(hào)的第二位(VGA_GC1)。1位加法器510的另一輸出連接作為1位加法器522的輸入。1位加法器522的一個(gè)輸出是可變?cè)鲆娣糯笃?218和224)增益控制信號(hào)的第三位(VGA_GC2)。1位加法器522另一輸出連接作為1位加法器524的輸入。1位加法器524的一個(gè)輸出是可變?cè)鲆娣糯笃?218和224)增益控制信號(hào)的第四位(VGA_GC3)。1位加法器524的另一輸出連接作為1位加法器526的輸入。1位加法器526的一個(gè)輸出是可變?cè)鲆娣糯笃?218和224)增益控制信號(hào)的第五位(VGA_GC4)。
加法器/減法器電路230設(shè)計(jì)為在基帶放大器(214和220)和基帶可變?cè)鲆娣糯笃?218和224)中使用3dB增益步長(zhǎng)，而在STD226中使用6dB自適應(yīng)增益調(diào)節(jié)。SIO232與數(shù)字基帶專用集成電路器件(ASIC’s)接口，提供將串行信號(hào)到并行信號(hào)的轉(zhuǎn)換，從而控制在變換的數(shù)字AGC系統(tǒng)中基帶放大器(214和220)和基帶可變?cè)鲆娣糯笃?218和224)的電壓增益。STD226的DSO信號(hào)458經(jīng)反相，并用1位數(shù)字加法器電路與來自SIO232的3位控制信號(hào)相加。電路230產(chǎn)生用于自適應(yīng)增益控制的控制信號(hào)BBA_GC0，BBA_GC1和BBA_GC2。同樣，來自SIO232的5位控制信號(hào)與未經(jīng)反相的DSO458(通過反相器508)相加，產(chǎn)生用于基帶可變?cè)鲆娣糯笃?218和224)的自適應(yīng)增益控制的信號(hào)VGA_GC0，VGA_GC1，VGA_GC2，VGA_GC3和VGA_GC4。應(yīng)知，這種電路實(shí)施方案也適用于具有其他增益步長(zhǎng)和不同自適應(yīng)增益調(diào)節(jié)例如3dB的放大器(214，220，218和224)。
現(xiàn)參閱圖6，該圖說明可用于本發(fā)明的蜂窩通信系統(tǒng)的一個(gè)示范性通信裝置600(例如，移動(dòng)站、CDMA無線裝置、GSM裝置、基站)。所說明的通信裝置600包括天線602和連接的雙向?yàn)V波器604，其中天線602接收的信號(hào)直接進(jìn)入接收機(jī)606即包括本發(fā)明的單音處理部件108的直接轉(zhuǎn)換接收機(jī)。接收機(jī)606提供接收、下變換、解調(diào)和解碼功能，所接收的RF信號(hào)因而被變換為直接進(jìn)入音頻輸出器件608的模擬音頻信號(hào)和直接進(jìn)入處理器610的數(shù)字信號(hào)。處理器610可以是為進(jìn)行與例如CDMA和GSM裝置正常連接的高速通信而適當(dāng)設(shè)計(jì)的數(shù)字信號(hào)處理器。處理器610至少部分地在記錄在存儲(chǔ)器612的程序和通過用戶輸入裝置614(例如鍵盤)輸入的指令以及系統(tǒng)指令(例如通過基站發(fā)射的指令)的指引下執(zhí)行必要的算法并也以其他方式控制通信裝置600的運(yùn)行。處理器610也處理存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器612的音頻信號(hào)，并響應(yīng)通信裝置600中發(fā)生的各種運(yùn)行事件(例如，通電和接受通話請(qǐng)求)通過音源608向用戶播放。通信裝置600也包括向用戶顯示信息的顯示器616，例如顯示鍵盤輸入，顯示與運(yùn)行事件有關(guān)的信息和電子郵件文本/圖像或可被檢索向用戶提交的有關(guān)信號(hào)。
通信裝置600也包括發(fā)射機(jī)618，該發(fā)射機(jī)包括通常的編碼、交織、調(diào)制和上混頻功能，從而由麥克風(fēng)620接收的模擬音頻信號(hào)和由處理器610接收的數(shù)字信號(hào)被變換為可發(fā)射的RF信號(hào)。此外，通信裝置600包括向所有機(jī)內(nèi)用電設(shè)備供電的電源622。
通信裝置600還包括與處理器610和接收機(jī)606兩者實(shí)施通信的ASIC器件624。ASIC器件624向接收機(jī)606的單音處理部件108提供數(shù)字控制信號(hào)。
至此敘述的內(nèi)容包括了本發(fā)明的若干實(shí)施例，當(dāng)然，為了說明本發(fā)明不可能詳述每一個(gè)可想到的部件或方法的組合，但是本專業(yè)人士應(yīng)會(huì)明白本發(fā)明可能有更多的組合和變換。因此，本發(fā)明涵蓋在所申請(qǐng)權(quán)利要求的精神和范圍內(nèi)所有這些改變、修改和變化。而且，至于在說明書中或在權(quán)利要求書中所使用的“包括(includes)”一詞的范圍應(yīng)與權(quán)利要求書中作為劃界詞(transitional word)使用的“包含(comprising)”一樣是非窮舉的。
權(quán)利要求
1.一種直接轉(zhuǎn)換接收機(jī)，包含一個(gè)解調(diào)所接收信號(hào)的解調(diào)器；一個(gè)處理已解調(diào)信號(hào)的基帶處理部件；以及一個(gè)用以通過自適應(yīng)地調(diào)節(jié)基帶處理部件增益來控制所述基帶處理部件以防止其飽和的單音處理部件。
2.如權(quán)利要求1所述的接收機(jī)，其特征在于所述基帶處理部件是模擬基帶處理器。
3.如權(quán)利要求1所述的接收機(jī)，其特征在于所述基帶處理部件包括數(shù)字自動(dòng)增益控制。
4.如權(quán)利要求1所述的接收機(jī)，其特征在于所述單音處理部件接收已解調(diào)的信號(hào)并檢測(cè)所述信號(hào)的電平是否超過預(yù)定電平標(biāo)準(zhǔn)。
5.如權(quán)利要求1所述的接收機(jī)，其特征在于所述單音處理部件接收已解調(diào)的信號(hào)，響應(yīng)此信號(hào)，所述單音處理部件數(shù)字地控制所述基帶處理部件以防止其飽和。
6.如權(quán)利要求1所述的接收機(jī)，其特征在于所述單音處理部件接收已解調(diào)的信號(hào)，響應(yīng)此信號(hào)，所述單音處理部件產(chǎn)生數(shù)字符號(hào)信號(hào)以數(shù)字地控制所述基帶處理部件。
7.如權(quán)利要求1所述的接收機(jī)，其特征在于所述單音處理部件接收串行輸入信號(hào)，該信號(hào)控制基帶處理部件中基帶處理部件增益的數(shù)值。
8.如權(quán)利要求1所述的接收機(jī)，其特征在于所述單音處理部件通過減小增益和增加增益這兩種方式中的至少一種來控制所述基帶處理部件。
9.如權(quán)利要求1所述的接收機(jī)，其特征在于所述單音處理部件通過減小基帶放大器級(jí)的增益并增加隨后的可變?cè)鲆娣糯笃骷?jí)的增益來控制所述基帶處理部件。
10.如權(quán)利要求1所述的接收機(jī)，其特征在于所述單音處理部件還包括將接收的串行信號(hào)變換為并行信號(hào)的串行變換器，以控制所述基帶處理部件的至少一個(gè)放大器級(jí)中的增益。
11.如權(quán)利要求1所述的接收機(jī)，其特征在于所述單音處理部件通過使基帶放大器級(jí)中的增益按照一個(gè)增益值減小并使隨后的可變?cè)鲆娣糯笃骷?jí)中的增益增加該增益值來控制所述基帶處理部件。
12.如權(quán)利要求1所述的接收機(jī)，其特征在于所述單音處理部件包括單音檢測(cè)器，該檢測(cè)器是有滯后的振幅包絡(luò)檢測(cè)器。
13.一種直接轉(zhuǎn)換接收機(jī)，包含一個(gè)解調(diào)所接收信號(hào)的解調(diào)器；一個(gè)處理已解調(diào)信號(hào)的基帶處理部件，所述基帶處理部件包含一個(gè)基帶放大器級(jí)，以及一個(gè)可變?cè)鲆娣糯笃骷?jí)；一個(gè)與所述基帶處理部件工作上連接的單音檢測(cè)器，用以確定已解調(diào)信號(hào)是否達(dá)到預(yù)定信號(hào)電平；以及一個(gè)數(shù)字控制電路，用以接收所述單音檢測(cè)器的輸出并控制所述基帶放大器級(jí)和可變?cè)鲆娣糯笃骷?jí)以防止所述基帶處理部件的飽和。
14.如權(quán)利要求13所述的接收機(jī)，其特征在于所述單音檢測(cè)器接收來自正交解調(diào)器的已解調(diào)的信號(hào)。
15.如權(quán)利要求13所述的接收機(jī)，其特征在于所述單音檢測(cè)器向所述數(shù)字控制電路輸出數(shù)字符號(hào)信號(hào)，所述數(shù)字控制電路數(shù)字地減小所述基帶放大器級(jí)中的增益并增加所述可變?cè)鲆娣糯笃骷?jí)中的增益。
16.如權(quán)利要求15所述的接收機(jī)，其特征在于所述增益根據(jù)所述數(shù)字控制電路的寄存器位按步長(zhǎng)增加和減小。
17.如權(quán)利要求15所述的接收機(jī)，其特征在于所述數(shù)字符號(hào)信號(hào)根據(jù)已解調(diào)信號(hào)的電平和預(yù)定的基準(zhǔn)電平中的至少一個(gè)電平輸出。
18.如權(quán)利要求13所述的接收機(jī)，其特征在于所述單音檢測(cè)器包括濾波器部件，該部件具有可調(diào)的時(shí)間常數(shù)，以適用于在CDMA和GSM裝置的至少一種中實(shí)現(xiàn)的方案。
19.一種控制直接轉(zhuǎn)換接收機(jī)的方法，包含如下步驟解調(diào)已接收信號(hào)；用基帶處理部件處理已解調(diào)信號(hào)；以及通過自適應(yīng)地調(diào)節(jié)基帶處理部件增益，用單音處理部件控制所述基帶處理部件以防止其飽和。
20.如權(quán)利要求19所述的方法，其特征在于所述基帶處理部件是模擬基帶處理器。
21.如權(quán)利要求19所述的方法，其特征在于所述基帶處理部件包括數(shù)字自動(dòng)增益控制。
22.如權(quán)利要求19所述的方法，其特征在于所述單音處理部件接收已解調(diào)信號(hào)并檢測(cè)所述信號(hào)的電平是否超過預(yù)定電平標(biāo)準(zhǔn)。
23.如權(quán)利要求19所述的方法，其特征在于所述單音處理部件接收已解調(diào)信號(hào)，響應(yīng)此信號(hào)，所述單音處理部件數(shù)字地控制所述基帶處理部件以防止其飽和。
24.如權(quán)利要求19所述的方法，其特征在于所述單音處理部件接收已解調(diào)的信號(hào)，響應(yīng)此信號(hào)，所述單音處理部件產(chǎn)生數(shù)字符號(hào)信號(hào)以數(shù)字地控制所述基帶處理部件。
25.如權(quán)利要求19所述的方法，其特征在于所述單音處理部件接收串行輸入信號(hào)，以控制所述基帶處理部件中的基帶處理部件增益的數(shù)值。
26.如權(quán)利要求19所述的方法，其特征在于所述單音處理部件通過減小增益和增加增益這兩種方式中的至少一種來控制所述基帶處理部件。
27.如權(quán)利要求19所述的方法，其特征在于所述單音處理部件通過減小一個(gè)基帶放大器級(jí)中的增益并增加一個(gè)隨后的可變?cè)鲆娣糯笃骷?jí)中的增益來控制所述基帶處理部件。
28.如權(quán)利要求19所述的方法，其特征在于所述單音處理部件還包括用串行變換器將接收的串行信號(hào)變換為并行信號(hào)來控制所述基帶處理部件的至少一個(gè)放大器級(jí)中的增益。
29.如權(quán)利要求19所述的方法，其特征在于所述單音處理部件通過按照增益值使一個(gè)基帶放大器級(jí)中的增益減小并使一個(gè)隨后的可變?cè)鲆娣糯笃骷?jí)中的增益增加該增益值來控制所述基帶處理部件。
30.如權(quán)利要求19所述的方法，其特征在于所述單音處理部件包括單音檢測(cè)器，該單音檢測(cè)器是有滯后的振幅包絡(luò)檢測(cè)器。
31.一種直接轉(zhuǎn)換接收機(jī)，包含一個(gè)解調(diào)已接收信號(hào)的解調(diào)器；一個(gè)處理已解調(diào)信號(hào)的基帶處理部件，所述基帶處理部件包含一個(gè)基帶放大器級(jí)，以及一個(gè)可變?cè)鲆娣糯笃骷?jí)；一個(gè)與所述基帶處理部件工作上連接的單音檢測(cè)器，用以確定已解調(diào)信號(hào)是否達(dá)到預(yù)定信號(hào)電平；以及一個(gè)數(shù)字控制電路，用于接收所述單音檢測(cè)器的輸出并控制所述基帶放大器級(jí)和可變?cè)鲆娣糯笃骷?jí)以防止所述基帶處理部件的飽和。
32.如權(quán)利要求31所述的接收機(jī)，其特征在于所述單音檢測(cè)器接收來自正交解調(diào)器的已解調(diào)信號(hào)。
33.如權(quán)利要求31所述的接收機(jī)，其特征在于所述單音檢測(cè)器向數(shù)字控制電路輸出數(shù)字符號(hào)信號(hào)，所述數(shù)字控制電路數(shù)字地減小所述基帶放大器級(jí)中的增益并增加所述可變?cè)鲆娣糯笃骷?jí)中的增益。
34.如權(quán)利要求33所述的接收機(jī)，其特征在于所述增益根據(jù)所述數(shù)字控制電路的寄存器位按步長(zhǎng)增加和減小。
35.如權(quán)利要求33所述的接收機(jī)，其特征在于所述數(shù)字符號(hào)信號(hào)根據(jù)已解調(diào)信號(hào)的電平和預(yù)定基準(zhǔn)電平中的至少一個(gè)電平輸出。
36.如權(quán)利要求31所述的接收機(jī)，其特征在于所述單音檢測(cè)器包括濾波器部件，該部件具有可調(diào)的時(shí)間常數(shù)，以適用于在CDMA和GSM裝置的至少一種中實(shí)現(xiàn)的方案。
37.一種控制直接轉(zhuǎn)換接收機(jī)，包含解調(diào)已接收信號(hào)的裝置；處理已解調(diào)信號(hào)的裝置；以及通過自適應(yīng)調(diào)節(jié)基帶處理部件的增益來控制所述基帶處理部件以防止其飽和的裝置
38.一種通信裝置，包含一個(gè)接收信號(hào)的天線；一個(gè)轉(zhuǎn)換所接收信號(hào)的直接轉(zhuǎn)換接收機(jī)，該接收機(jī)包含一個(gè)解調(diào)所接收信號(hào)的解調(diào)器；一個(gè)處理已解調(diào)信號(hào)的基帶處理部件；一個(gè)與基帶處理部件工作上連接的單音檢測(cè)器，用以確定已解調(diào)信號(hào)是否達(dá)到預(yù)定信號(hào)電平；以及一個(gè)數(shù)字控制電路，用以接收單音檢測(cè)器的輸出并控制所述基帶處理部件以防止其飽和；一個(gè)與接收機(jī)工作上連接的信號(hào)處理器，用以處理存儲(chǔ)在該裝置中的至少一個(gè)指令；以及一個(gè)給該裝置供電的電源。
39.如權(quán)利要求38所述的裝置，其特征在于還包括向用戶顯示信息的顯示器、產(chǎn)生音頻信號(hào)的音頻輸出裝置和用戶輸入裝置這三者中的至少一個(gè)。
40.如權(quán)利要求38所述的裝置，其特征在于所述單音檢測(cè)器響應(yīng)已解調(diào)信號(hào)之達(dá)到預(yù)定信號(hào)電平而向所述數(shù)字控制電路輸出數(shù)字符號(hào)信號(hào)，該數(shù)字符號(hào)信號(hào)使所述數(shù)字控制電路減小至少一個(gè)放大器中的增益并增加至少另一放大器中的增益。
全文摘要
本發(fā)明涉及直接轉(zhuǎn)換接收機(jī)中的單音處理。所述接收機(jī)包括一個(gè)增加和減小增益以防止由于高單音電平引起的模擬基帶處理電路飽和的單音電路。所述處理電路包括單音檢測(cè)器，該單音檢測(cè)器接收I/Q解調(diào)器的正交輸出信號(hào)并按照預(yù)定信號(hào)電平標(biāo)準(zhǔn)檢測(cè)所述信號(hào)電平。若檢測(cè)到，則檢測(cè)器從外部ASIC輸出串行信號(hào)以減小基帶放大器部分的增益和增加隨后的可變?cè)鲆娣糯笃鞯脑鲆妗．?dāng)單音信號(hào)電平降回預(yù)定電平時(shí)，放大器的增益復(fù)位正常工作值。
文檔編號(hào)H04B1/30GK1781255SQ200480011820
公開日2006年5月31日 申請(qǐng)日期2004年3月4日 優(yōu)先權(quán)日2003年3月7日
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