专利名称：接收装置与增益控制方法
技术领域：
本发明涉及接收数字调制高频信号的移动终端等的接收装置与增益控制方法。
背景技术：
移动电话中，GSM(全球移动通信系统)方式用于以欧洲等为中心的地区，在日本，作为第三代方式已开始使用WCDMA方式(宽带码分多址联接方式收发带宽分别为1920-1980MHz，2110-2170MHz的2GHz带，以下称为WCDMA2000)。这种移动电话的接收电路如“A Single-chip Quad-Band Direct-Conversion GSM/GPRS RF Transceiver withIntegrated VCOs and Fractional-N Synthesizer”ISSCC2002，14.2(文献(1))以及“ZERO INTERMIDIATE FREQUENCY RECEIVERHAVING AN AUTOMATIC GAIN CONTROL CIRCUIT”United StatesPatent 5483691(文献(2))中所述，采用了将接收RF信号转换为直接基带的I/Q信号的直接转换方式。直接转换方式由于不用中频信号，具有不需用中频滤波器的优点。此外，直接转换方式消除了由DC偏置补偿电路造成的DC偏置的影响而消除了因基带产生的DC偏置导致的性能恶化。再者，基带的增益控制电路可以采用由数字控制信号进行元件的切换使增益按阶梯状变化的分级AGC(自动增益控制电路)或由模拟控制信号连续进行增益控制的模拟AGC。
发明内容
采用元件切换的分级AGC时有时会发生瞬态响应障碍。GSM方式由于是发送与接收在时间上多路化的TDD(时分双工将发送与接收作为同一频率按时分多路运行)，故在通话或数据通信时，接收操作是间歇地进行，分级AGC的增益能在无接收作业期间设定，因此不会有上述的瞬态响应障碍的问题。
与此相反，WCDMA方式由于是发送与接收按频率多路化的FDD(频分双工以不同的频率进行发送与接收)方式，故通话或数据通信时经常处于接收状态。因此在采用元件切换的步进AGC时，如前述文献(2)所述，需要考虑瞬态响应障碍影响的设计，作为不使出现瞬态响应障碍影响的方法，例如有将AGC控制时间间隔充分加大的方法，但在考虑接收电平变动的移动通信情形，则需窄缩控制间隔，因此有可能受到瞬态响应障碍的影响。
另一方面，作为增益控制方式有采用跨导放大器的。这是通过改变电流值使导电性可变而令增益可相对于控制电压连续变化的模拟AGC方式。此方式虽由于使增益连续地可变而不会发生瞬态响应障碍，但与分级AGC相比，电路颇为复杂且有时会增大电流消耗。再有，为了覆盖宽广的动态范围，需要使AGC取多级结构，也有可能使电功率的消耗加大。
本发明的目的在于提供能解决上述已有技术中的问题的接收装置与增益控制方法。
本发明的另一目的在于提供能如直接转换方式接收机等那样于基带下自动进行增益控制，不受瞬态响应障碍影响和降低电功率消耗的接收装置与增益控制方法。
为了达到上述目的，本发明是把接收的高频信号变频为基带信号处理的接收装置，具有增益连续可变的模拟控制AGC与增益可按阶梯状切换的分级控制AGC，由模拟控制AGC与分级控制AGC处理基带信号。
根据本发明的一个方面，将接收的高频信号变频为基带信号处理的接收装置具有可使增益连续变化的模拟控制AGC；与此模拟控制AGC连接，能使增益按阶梯状切换的分级控制AGC，由上述模拟控制AGC与分级控制AGC的一方进行上述基带信号的增益控制，而由此模拟控制AGC与分级控制AGC的另一方对该已进行了增益控制的信号再作增益控制。
在本发明的一个例子中还具有在该分级控制AGC的增益切换时将与此增益变化幅度相对应的偏置信号进行存储的存储部；从该存储部读出该偏置信号，在与该分级控制AGC的增益切换时刻基本上同时或比其更早的时刻，根据该偏置信号对控制模拟控制AGC增益的信号进行控制的控制部。
在本发明的又一个例子中还具有能使接收的上述高频信号放大而增益呈阶梯状切换的放大器与将此放大器的高频信号变频为上述基带信号的变频器，且能由第一接收电平进行上述分级控制AGC的增益切换，以及由比此第一接收电平高的第二接收电平进行该放大器的增益切换。
在本发明的再一个例子中，在接收电平增加时由第一接收电平进行上述分级控制AGC的增益切换，而在接收电平降低时，则由不同于此第一接收电平的第二接收电平进行该分级控制AGC的增益切换；又，在接收电平增加时由第三接收电平进行该放大器的增益切换，而当接收电平降低时则由异于此第三接收电平的第四接收电平进行该放大器的增益切换。
这样，本发明中，作为用于直接转换方式接收机等基带中的AGC方式是共同采用分级控制AGC与模拟控制AGC的方式，通过共用这两者，就能减少模拟控制AGC的级数，可有效降低耗电水平。此外，通过由模拟控制AGC进行精细的增益控制则能将分级控制AGC的增益控制的时间间隔展宽而可不受瞬态响应障碍的影响。再有，在由分级控制AGC改变增益时，通过与模拟控制AGC联动进行控制，能进行不使增益作急剧变动的控制。
还有，在分级增益AGC的增益切换时，通过利用偏置信号使模拟增益控制信号转换到模拟控制AGC，而让不会因分级增益AGC的增益的切换而使接收信号的增益变化过大。
图1是示明本发明的接收装置与增益控制系统的第一实施例的框图；图2是示明本发明的接收装置与增益控制系统的第二实施例的框图；图3是示明图1与图2中模拟控制AGC的控制电压对增益特性的一具体例子的特性图；图4是示明图1与图2中模拟控制AGC的控制位对增益特性一具体例子的特性图；图5是示明图1与图2中模拟控制AGC一具体例子的电路结构图；图6是示明图1与图2中分级控制AGC一具体例子的电路结构图；图7是示明相对于图1、图2所示第一、第二实施例的接收电平的增益控制特性一具体例的特性图；图8是说明用于进行图7所示作业的控制部的控制作业的流程图；图9是示明相对于图1、图2所示第一、第二实施例的接收电平的增益控制特性一具体例的特性图；图10是说明用于进行图9所示作业的控制部的控制作业的流程图；图11是示明本发明的接收装置与增益控制系统第三实施例的框图；图12是说明第三与第四实施例中控制部的控制作业的流程图；图13是示明本发明接收装置与增益控制系统的第四实施例的框图；图14A、14B对比了图11与图13所示实施例和图1与图2所示实施例中分级控制AGC的增益切换下接收处理部的增益变化；图15是示明采用本发明的接收装置与增益控制系统的WCDMA方式通信终端一具体例的框图。
具体实施形式下面根据
本发明的接收装置与增益控制系统的实施例。各图中具有同一功能的部分附以同一标号而略去其重复性说明。
图1是示出本发明的接收装置及增益控制系统的第1实施例的方框图，包括天线1，分波器(DPX)2，低噪声放大器(LNA)3，混频器4和5，90°移相器6，VCO(电压控制型振荡器)7，模拟控制AGC(自动增益控制放大器)8和9，DA(数字-模拟)转换器10，滤波器11和12，分级控制AGC13和14，I(In-相)/Q(Quadradure-相)信号的输出端子15和16，DC偏移补偿电路17，接收处理部18，控制部19。
图1是用于接收数字调制信号，包括天线1、分波器2、接收处理部18与控制部19，接收处理部18包括低噪声放大器3、混频器4与5、90°移相器6、VCO7、模拟控制AGC8与9、DA转换器10、滤波器11与12、分级控制AGC13与14、I与Q信号输出端子15与16以及DC偏置补偿电路17。控制部19例如由CPU与存储器等构成，通过数字增益切换控制信号G1对低噪声放大器3的增益进行切换控制，由数字增益切换控制信号G4切换控制分级控制AGC13、14的增益。此外，控制部19输出的数字增益控制信号G2经DA转换器11转换为模拟增益控制信号G3，通过此模拟增益控制信号G3控制模拟控制AGC8、9的增益。
在第一实施例中，设有分波器2，构成图中未示明的具有发送系统的收发装置，而由其接收系统构成接收装置。但本实施例也可以是只设有接收系统(从而不设分波器2)的接收装置。这种情形在后述其他实施例中也是如此。
下面说明第一实施例的作业。
由天线1接收到的天线高频信号(以下称为RF信号)，由分波器2将发送信号S7分波供给接收处理部18。在此接收处理部18中在输入的RF接收信号被低噪声放大器3放大后，供给混频器4、5。此外，VCO7的发送信号供给90°移相器6，生成相差π/2相位的两个发送信号。于混频器4用此一个发送信号对RF信号检测，而在混频器5对应用另一个发送信号的RF信号进行检测，由此转换为正交检波的基带的I、Q信号。以上的构成要素部分构成高频部，通过形成将此高频部接收的RF信号转换为直接基带的信号的结构，此第一实施例构成为直接转换方式的接收装置。这些I、Q信号分别由形成基带部的模拟控制部AGC8、9进行增益控制，滤波器11、12滤去不需的波后，由分级控制AGC13、14进行增益控制，从各输出端子15、16输出信号。
DC偏置补偿电路17根据模拟控制AGC8、9的输出，分别探测由此直接转换生成的DC偏置，为使检测出的DC偏置为零，控制模拟控制AGC8、9的DC偏压，此外，根据分级控制AGC13、14的输出，检测出由各个直接转换生成的DC偏置，为使检测出的DC偏置为零，控制分级控制AGC13、14的DC偏置。
作为具体例子，在把本发明的接收装置与增益控制系统用于图15所示的WCDMA方式的通信终端之际，控制部19例如从处理输出端子15、16输出的I、Q信号的数字信号处理电路34(图15)探测接收信号的电平(接收电平)。控制部19生成与此接收电平相对应的数字增益切换控制信号G1，切换控制低噪声放大器3的增益，同样地生成数字增益切换控制信号G4，切换控制分级控制AGC13、14的增益。控制部19还生成数字增装置控制信号G2，使它经DA转换器10转换，作为模拟增益控制信号G3，用此模拟增益控制信号G3连续地控制模拟控制AGC8、9的增益。
作为相对于接收处理部18的接收电平的增益控制方法，通常用模拟控制AGC8、9进行增益控制，当达到特定的接收电平时，则进行分级控制AGC13、14或低噪声放大器3的增益切换控制。于是，分级控制AGC13、14的控制操作的时间间隔加长，因而基本上不受瞬态响应障碍的影响。此外，能把有利的分级控制AGC用于级数少的低耗电目的，因而可以实现电功率低消耗化。
这样，在此第一实施例中，通过将分级控制AGC与模拟控制AGC用于基带的I、Q信号的增益控制，就能有效地不使瞬态响应障碍发生和降低电功率消耗。
图2是示明本发明的接收装置与增益控制系统第二实施例的框图，其中与图1相对应的部分附以相同的标号而略去其重复说明。
此第二实施例与图1所示的第一实施例相反，分级控制AGC13、14与模拟控制AGC8、9采取了与第一实施例中相反的布置。
具体地说，如图2所示，将分级控制AGC13、14设于滤波器11、12的输入侧，将模拟控制AGC8、9设于滤波器11、12的输出侧。这里的AGC的控制与所有的操作与图1所示的第一实施例的相同，因而此第二实施例也能取得与第一实施例相同的效果。
在此第二实施例中，DC偏置补偿电路17根据分级控制AGC8、9的输出。检测通过各直接转换而产生的DC偏置，控制模拟控制AGC8、9的DC偏压，以使检测出的DC偏置为零。另外，根据模拟控制AGC8、9的输出检测通过各直接转换而产生的DC偏置，对模拟控制AGC8、9的DC偏压进行控制以使检测出的DC偏置为零。
图3示明相对于图1与2中各个模拟控制AGC8、9下的模拟增益控制信号G3的增益特性的具体例子，如图3所示，增益相对于模拟增益控制信号G3(控制电压)具有连续变化的特性。
图4示明相对于图1与图2中各个分级控制AGC13、14的各数字增益切换控制信号G4(控制位)的增益特性的具体例子，增益对每个控制位变化，成为不连续的阶梯状的控制特性。分级控制AGC由于使增益可相对于控制位作上述变化，也称为PGA(可编程增益放大器)。此外，低噪声放大器3对应于数字增益切换控制信号G1也能具有与图4相同的增益特性。
图5是示明图1与图2中模拟控制AGC8、9各一具体例子的电路结构图，由差动对20、21、22与电压/电流转换块23构成。
图5中，由于模拟控制AGC8、9有同一电路结构且作业也相同，故只说明模拟控制AGC8。由在一对晶体管201、202的集电极与发射极中分别应用了恒定电流源203-206的差动对20，可变电流源211与恒定电流源212构成的可变增益差动对21，以及在一对晶体管的221、222发射极中共同设有可变电流源223的可变增益差动对22，经串联连接构成了跨导放大器。此模拟控制AGC8成为这种跨导放大器1个以上按预定级数串联连接的结构。这里的模拟控制AGC8是由1级跨导放大器构成的，对差动对20中供给来自混频器4的I信号(称为+I信号)和与之极性相反的信号(称作-I信号)，使之分别放大从差动对22输出。
在上述结构的模拟控制AGC8中，作为从DA转换器10(图1与2)输出的控制电压的模拟增益控制信号G3，通过电压/电流转换块23转换为电流，生成控制电流G31、G32。由控制电流G31控制差动对21的可变电流源221而由控制电流G32控制差动对22的可变电流源223，据此控制模拟控制AGC8的增益，如图3所示。这对于模拟控制AGC9(图1与2)也是如此。
图6是示明图1与图2中分级控制AGC13、14各一具体例的结构图，由差动对24、25、26与开关27、28、29以及逻辑电路30等构成。
图6中，由于分级控制AGC13、14形成同一电路结构且作业也相同，故在此只说明分级控制AGC13。此分级控制AGC13由发射极电阻241、251、261各不相同而使增益互异的2个以上的差动对(这里虽设定为3个差动对24、25与26，但也可以是2个或是4个以及多于4个)并联连接，在差动对24、25、26中分别设有用于进行通、断的相应开关27、28、29。通过这些开关27、28、29的通、断控制，可选择差动对24、25与26中之一，由选定的差动对放大的+I信号、-I信号则分别输出。
从控制部19(图1与2)输出的数字增益切换控制信号(控制位)G4供给逻辑电路30，与此控制位相对应，生成“1”或“0”的开关控制信号G41、G42、G43。这里的开关控制信号G41、G42、G43之中只有一个为“1”而其余全为“0”。开关控制信号G41、G42、G43分别对差动对24的开关27、差动对25的开关28、差动对26的开关29进行通、断控制。当开关控制信号G41、G42、G43各为“1”时，通过各自对应的开关27、28、29的开通，差动对24、25、26分别成为工作状态。另一方面，当开关控制信号G41、G42、G43分别为“0”时，由于各自对应的开关27、28、29的断开，差动对24、25、26各成为不工作状态。于是，对应于数字增益切换控制信号G4的值只选择差动对24、25、26中之一便成为工作状态，因而当数字增益切换控制信号G4的值变化，相应地便能切换选择差动对24、25、26中工作的一个差动对。
这样，分级控制AGC13、14的各个可对应于数字增益切换控制信号G4使增益切换成阶梯状，而具有图中所示增益特性。
此外，在上述与以下各实施例中，分级控制AGC13、14的各个由于设其只能进行“H”与“L”两级的切换，故可以只设置差动对24、25、26中之一。
图7示明图1与图2中所示第一与第二实施例内相对于接收电平的增益控制特性一具体例。下面参考图7与图8说明第一、第二实施例的作业。图8是说明用于进行图7所示作业的控制部19对于分级控制AGC13与14，模拟控制AGC8与9以及放大器3的控制作业的流程图。
图7中，横轴表示接收电平，纵轴表示此接收处理部18的增益。特性G为接收处理部18相对于接收电平所需的增益，在第一、第二实施例中，设相对于接收电平范围E需要增益控制幅度GE。
在此具体例子中，设能将分级控制AGC13、14各个的增益按“H”(高)与“L”(低)两级切换，还假设低噪声放大器3(图1、图2)的增益也能按“H”与“L”两级切换。设定了可于接收电平RL1下切换分级控制AGC13、14的增益，在接收电平RL2下能切换低噪声放大器3的增益。显然，本发明中也可分别按三级或更多的级进行分级控制AGC13、14与低噪声放大器3的增益的切换。
粗实线所示特性曲线EA1、EA2、EA3表示模拟控制AGC8、9各自的增益控制范围。在此，接收电平RL1在未达接收电平的范围内，分级控制AGC13、14与低噪声放大器3的增益都为“H”，模拟控制AGC8、9随着接收电平的变化，连续地进行特性曲线EA1所示范围的增益控制。在接收电平RL1之上但不是接收电平RL2的接收电平范围内。分级控制AGC13、14的增益为“L”(例如增益位置等低的增益)、低噪声放大器3的增益为“H”，而模拟控制AGC8、9随着接收电平的变化，连续地进行特性EA2所示范围的增益控制。在接收电平RL2以上的接收电平范围，分级控制AGC13、14与低噪声放大器3的增益都为“L”状态，模拟控制AGC8、9随着接收电平的变化，于特性曲线EA3所示范围内连续地进行增益控制。
在此说明图7的增益控制操作。现在设接收电平为接收电平范围E的最低电平，于是分级控制AGC13、14与低噪声放大器3的增益都为“H”，模拟控制AGC8、9的增益，在特性曲线EA1的高的一侧①。于是接收处理部18的增益为最大增益GE1(图8中的步骤81、83)。
以后，随着接收电平升高，模拟控制AGC8、9的增益于特性EA1的范围内降低，同时使得接收处理部18的增益沿特性曲线G降低。当模拟控制ADC8、9的增益到达特性曲线EA1的低端②的接收电平RL1后(图8中的步骤81)。接收处理部18的增益成为特性G1的增益GE2。但此时，根据控制部19的数字增益控制信号G4，分级控制AGC13、14的增益从“H”切换为“L”(图8中的步骤84)。于是，通过此增益的切换，模拟控制AGC8、9的增益变化范围从特性曲线EA1移到特性曲线EA2。而模拟控制AGC8、9的增益成为特性曲线EA2的低端③的状态。由此，接收处理部18的增益成为特性曲线G上的增益GE3，但为了返回增益GE1，模拟控制AGC8、9的增益渐增，到达特性EA2的高侧④。在此状态下，接收处理部18的增益回到增益GE2。
接着，接收电平上升，当达到接收电平RL2时(步骤82)，根据控制部19的数字增益控制信号G1，低噪声放大器3的增益从“H”切换到“L”(步骤85)。于是模拟控制AGC8、9的增益变化范围从特性曲线EA2转移到特性EA3。据此，与上述相同，通过这种切换，模拟控制AGC8、9的增益成为特性曲线EA3的低端⑤，接收处理部18的增益虽成为增益GE4，但是，为使之成为接收电平RL2处的增益GE3，模拟控制AGC8、9的增益上升到特性曲线EA3的高端⑥。
这样，在接收电平上升的情形下，当分级控制AGC13、14与低噪声放大器3的增益从“H”切换到“L”时，接收处理部18的增益虽然暂时降低，但在以后由于模拟控制AGC8、9的增益增加，接收处理部18成为规定增益的状态。
随着接收电平升高，以上所述的作业在接收电平变低的情形下，会进行与此相反的作业。例如当接收电平从RL2以上的状态变化到不足RL2的状态时(步骤82)，通过控制部19的数字增益控制信号G1，低噪声放大器3的增益从“L”切换到“H”(步骤84)。
此外，当接收电平从RL1以上的状态变化到未足RL1的状态时(步骤81)，根据控制部19的数字增益控制信号G4，分级控制AGC13、14的增益从“L”切换到“H”(步骤83)。在紧邻这一切换之前，模拟控制AGC8、9的增益在特性曲线EA2的高端④，接收处理部18的增益虽为增益GE2，但通过上述切换，模拟控制AGC8、9的增益变化范围从特性曲线EA2移到特性曲线EA1，该增益处于特性曲线EA1的高端①。于是接收处理部18的增益成为比接收电平RL1所定的增益GE2高的GE1，但模拟控制AGC8、9的增益下降。变为特性曲线EA1的低端②，从而接收处理部18的增益成为规定的增益GE2。
这样，在接收电平降低之际，当分级控制AGC13、14与低噪声放大器3的增益处“L”切换到“H”时，接收处理部18的增益会暂时上升。但此后由于模拟控制AGC8、9的增益下降，接收处理部18成为规定增益的状态。
在此具体例子中，随着接收电平的升高，最初使相对于基带的I、Q信号的分级控制AGC13、14的增益从“H”切换到“L”，进而当接收电平升高时，将使相对于RF频带接收信号的低噪声放大器3的增益从“H”切换到“L”。这样，于接收电平上升之际，在使低噪声放大器3工作以抑制噪声发生的状态下时，即在将低噪声放大器3的增益处“H”切换到“L”之前，将分级控制AGC13、14的增益从“H”切换到“L”。此外，在接收电平降低时，在使低噪声放大器3工作以抑制噪声发生的状态下，即在将低噪声放大器3的增益从“L”切换到“H”时，使分级控制AGC13、14的增益处“L”切换到“H”。由此可以于接收处理部处降低噪声的影响，能进行抑制噪声指数恶化的增益控制，还能进行不会使失真性能恶化的增益控制。
在接收电平高的通常状态下，当用模拟控制AGC8、9进行增益控制，而特定的接收电平不是RL2或不是RL1时，相对于分级控制AGC13、14或低噪声放大器3，通过进行其增益切换而工作。因此，分级控制AGC13、14的增益切换控制的时间间隔(即从增益切换到下一个切换的时间)变长，在此期间作为固定增益的放大器工作，从而能基本不受瞬态响应障碍的影响。
在上述例子中，也可于接收电平上升时，在接收电平到达RL1的时刻，将分级控制AGC13、14的增益切换到“L”，在接收电平超过RL1的时刻，将分级控制AGC13、14的增益切换到“L”，但在接收电平超过RL2的时刻则将低噪声放大器3的增益切换到“L”。
同样，也可于接收电平下降时，在接收电平未达RL2的时刻，将低噪声放大器3的增益切换到“H”，在接收电平未达RL1的时刻，将分级控制AGC13、14的增益切换为“H”，但在接收电平达到RL1的时刻则将分级控制AGC13、14的增益切换为“H”。这在以下说明的第三、第四实施例中也与此相同。
图9示明相对于图2所示第一、第二实施例中接收电平的增益控制特性的另一具体例，它与图7中相对应的部分附以相同标号而略去其说明。图10是说明用于进行图9所示作业的控制部19对分级控制AGC13与14、模拟控制AGC8与9以及放大器3的控制操作的流程图。
在此具体例中，相对于图7所示的具体例，如图9所示，作为分级控制AGC13、14的增益的切换点，追加了接收电平RL1′，而作为低噪声放大器3的增益切换点，则追加接收电平RL2′。当接收电平从低电平变到高电平时，与图7相同，分级控制AGC13、14在接收电平到达RL1时刻以及在低噪声放大器3到达接收电平RL2的时刻，分别进行增益切换。
另一方面，在接收电平从高电平变到低电平的情形，分级控制AGC13、14在接收电平未到达比RL1高的接收电平RL1′时刻与低噪声放大器3在接收电平未到达比RL2高的接收电平RL1′时刻，分别进行增益切换。具体地说，例如当接收电平从RL2′以上的状态变化到不足RL2′的状态时(步骤87)，则根据控制部19的数字增益控制信号G1，低噪声放大器3的增益从“L”切换到“H”(步骤84)。
当接收电平从RL1′以上的状态变化到不足RL1′的状态时(步骤86)，则根据控制部19的数字增益控制信号G4，使分级控制AGC13、14的增益从“L”切换到“H”(步骤83)。
这样就使得增益切换中具有滞后特性。具有此种滞后性的增益切换也如图10的流程图所示，在控制部19的控制下进行。
再者，接收电平RL1′也可以比接收电平RL1低。还有，与这种接收电平RL1′与接收电平RL1之间的大小关系无关，接收电平RL2′也可以比接收电平RL2低。主要的是，在此第二实施例中，相对于接收电平RL1、RL2的各个设定与它们分别不同的接收电平RL1′、RL2′，使增益切换中具有滞后性。于是，接收电平RL1′与RL1的差以及接收电平RL2与RL2′的差，在接收电平的幅度设为80dB时，以设定到约5-10dB为理想，但并不局限于这一范围。
如图7的具体例所示，对于在增益切换点而没有这种滞后性的情形，当于能切换增益的接收电平RL1、RL2附近，接收电平于短的时间间隔有上下变动时，分级控制AGC13、14与低噪声放大器3的增益会以短的时间间隔作“H”与“L”的切换，因而有可能发生瞬态响应障碍。但在图9所示的具体例子中，如上所示，由于使增益切换点具有滞后性，即使在能切换增益的接收电平附近，接收电平会以短的时间间隔上下变动，所述分级控制AGC13、14与低噪声放大器3的增益不会有“L”、“H”的反复连续变化，从而能防止瞬态响应障碍现象发生。
图11是示明本发明的接收装置与增益控制系统第三实施例的框图，31为ROM(只读存储器)，32为加法器，与图1中对应的部分附以相同标号而略去其说明。
下面参考图12所示流程图说明本实施例中控制部19的控制作业。图11中，在模拟控制AGC8、9的控制系统中设有加法器32与ROM31。此ROM31中存储有量值不同的偏置信号，对各偏置信号附加有地址。偏置信号SO的值设定为，由数字增益切换控制信号G4进行分级控制AGC13、14的转换时，与分级控制AGC13、14下增益变化的大小(增益变化幅度)相对应的值。具体地说，与增益变化大小相对应的值宜设定为较通过增益切换的分级控制AGC13、14下的增益变化的大小为小的值，且最好是尽可能地设定于增益变化大小的附近。控制部19为了在与增益切换基本同时或在此之前，从ROM31有选择地读出偏置信号SO而提供给加法器32，将指定此偏置信号SO的地址信号Ad输出给ROM31。这就是说，在接收电平递增到达RL1的情形或接收电平降低而到达RL1的情形(步骤82)，控制部19应从ROM31读出对应的偏置信号SO，将指定偏置信号SO的地址信号Ad给予ROM31。在ROM31中，由该地址信号Ad指定的地址读出相应的偏置信号SO，提供给加法器32。加法器32将此偏置信号SO加到此时从控制部19输出的数字增益控制信号G2之上，将这种信号的数字增益控制信号G2′供给DA转换器10，生成模拟控制AGC8、9的模拟增益控制信号G3，提供给模拟控制AGC8、9(步骤88)。
再者，从RMO31读出偏置信号SO给予加法器32的时刻虽是与增益切换基本同时或在此切换之前，但最好是在此增益切换时刻之前的2-3个时间片之内。这里的1个时间片在WCDMA方式中为667μsec。
此外，上述实施例中，分级控制AGC13、14的增益切换是“H”与“L”的两级切换，但偏置信号SO可以是1个。因此，在按3级进行分级控制AGC13、14的增益切换时，也可将作为偏置信号SO不同的2个以上的值存储于ROM31中，以便对应于分级控制AGC13、14的增益切换作为选择的读出。
在低噪声放大器3的增益切换之际，也可同样地将对应于低噪声放大器3的增益变化大小的偏置信号加和到数字增益控制信号G1之上。亦即在接收电平增高到达RL2的情形或接收电平降低到达RL2的情形(步骤83)时，控制部19从ROM31读出对应的偏置信号SO′，将此偏置信号加到数字增益控制信号G1之上，再给予模拟控制AGC8、9(步骤89)。
这样，在由数字增益控制信号G4切换分级控制AGC13、14的增益时，通过ROM31的偏置信号SO使模拟控制AGC8、9的模拟增益控制信号G3变化，而不使由于分级控制AGC13、14的增益切换致接收处理部18的增益变化过大，从而使接收处理部18成为不饱和状态。
图13是示明本发明的接收装置与增益控制系统的第四实施例的框图，其中与图11相对应的部分附以同一标号而略去其重复说明。
此第四实施例与图11所示第三实施例相反，使分级控制AGC13与14同模拟控制AGC8与9的排置关系相逆转。
具体地说，如图13所示，将分极控制AGC13、14设于滤波器11、12的输入侧，而将模拟控制AGC8、9与由DA转换器10和ROM31、加法器32组成的它们的增益控制系统一起，设于滤波器11、12的输出侧，这些AGC的控制与全部作业与图11所示第三实施例的相同。因而此第四实施例也可取得与第三实施例相同的效果。
下面对第三、四实施例中有关通过分级控制AGC13、14增益切换导致接收处理部18的增益变化，用图14A与14B，再考虑说明控制部19的控制作业的流程图，进行说明。首先说明先前的实施例，例如用图14B说明图1、图2所示的第一、第二实施例。
现在，于时刻t0，分级控制AGC13、14的增益G3根据数字增益切换控制信号G4作分级变化后，首先如图7所述，低噪声放大器3和模拟控制AGC8与9以及分级控制13与14的增益，导致接收处理部18的增益GR于时刻t0时也分级增加。此后，根据模拟增益控制偏偏号G3，模拟控制AGC8、9的增益GA便徐缓地减少，与此相同，接收处理部18的增益GR也缓慢减少，呈有可能大致收敛到原来的值的趋势。于是，当分级控制AGC13、14的增益G3有很大变化时，接收处理部18的增益GR虽然基本上收敛到原来的值，但接收处理部18有时会产生暂时饱和的问题。
与此相反，在图11、图13所示的第三、第四实施例中，如图14A所示，在分级控制AGC13、14的增益G3切换时刻t0之前Δt(Δt＞0)的时刻，通过由加法器32将ROM31的偏置信号SO加到数字增益控制信号G2上，使模拟增益控制信号G3变化而减少模拟控制AGC8、9的增益GA。这时，接收处理部18的增益GR于时刻t0之前的时间Δt开始减少，但在时刻t0处开始的值变化，因而能抑制过大现象。这里，分级控制AGC13、14的增益GS愈大，则由ROM31读出的偏置信号SO产生的模拟增益控制信号G3的变化也越大，以使模拟控制AGC8、9的增益GA能有更大的减少，由此常能抑制接收处理部18的增益GR变得过大，而接收处理部18不会有信号特性饱和。
模拟控制AGC8、9的增益GA由于偏置信号SO的影响而急剧减小，于此一同，时刻t0后的接收处理部18的增益GR也急剧减少。这样，当由于这种偏置信号SO导致的急剧减少结束后，接收处理部18的增益GR便从这时的状态变为基本收敛到原有值的状态，而模拟增益AGC8、9的增益GA降低。于是，当分级控制AGC13、14的增益GR切换到增加的方向时，模拟控制AGC8、9的增益GA根据偏置信号SO而急剧减少，由此能抑制使接收处理部18饱和的增益GR的加大，也能够缩短由于分级控制AGC13、14的增益GR的加大(时刻t0)而收敛到原有值的时间。
图15是示明采用本发明的接收装置与增益控制系统的WCDMA方式通信终端一具体例的框图，由AD(模数)转换器33、数字信号处理部34、DA转换器35、发送处理部36与PA(功率放大器)37构成，其中与前述附图中对应的部分附以同一标号而略去重复性说明。
图15中，来自天线1的接收信号(RF信号)SR经分波器2与发送信号SR分波，供给于前述第一第四实施例的接收处理部18，进行前述的接收处理。从接收处理部18输出的I、Q信号经AD转换器33转换为数字信号后，供给数字信号处理部34，经过规定的处理，生成数据。
另一方面，处理基带处理部34发送的数据而生成的I、Q信号，由DA转换器35转换为模拟的I、Q信号后，进行用于由发送处理部36发送的处理，成为发送信号。此发送信号ST由PA37作功率放大后，通过分波器而由天线1发送。
这样，在此具体例中，由于将上述第一-第四实施例的接受装置与增益控制系统用作接收处理部18，故可以与这些实施例取得相同的效果。
此外，本发明的接收装置与增益控制系统并不局限用于WCDMA方式，还可以适用于GSM方式等的通信终端，也能够适用于无线LAN。
如上所述，根据本发明，作为直接转换方式接收机等用于基带的AGC方式，由于共同采用分级控制AGC和模拟控制AGC，就能减少模拟控制AGC的级数，可以有效地降低电能消耗而通过由模拟控制AGC进行细微的增益控制，可以扩展分级控制AGC的增益控制时间间隔，故能不受瞬态影响障碍的影响。此外，在由分级控制AGC改变增益时，通过与模拟控制AGC联动地进行控制，就能进行控制不使发生急剧的增益变动。
权利要求
1.一种将接收的高频信号变频为基带信号进行处理的接收装置，它具有可使增益连续变化的模拟控制AGC(8，9)；与此模拟控制AGC连接，使增益分级切换的分级控制AGC(13，14)，由上述模拟控制AGC与上述分级控制AGC的一方进行上述基带信号的增益控制，进而由此模拟控制AGC与分级控制AGC的另一方对该进行了增益控制的信号进行增益控制。
2.权利要求1所述的接收装置，其中还设有在该分级控制AGC的增益切换时将与此增益变化幅度相对应的偏置信号进行存储的存储部；从该存储部读出该偏置信号(SO)，在与该分级控制AGC的增益切换时刻基本上同时或比其更早的时刻，根据该偏置信号对控制模拟控制AGC增益的信号(G3)进行控制的控制部。
3.权利要求1或2所述的接收装置，其中还设有使接收的上述高频信号放大，使增益分级切换的放大器(3)；将此放大器(3)的高频信号变频为上述基带信号的变频器(4，5)，由第一接收电平(RL1)进行上述分级控制AGC的增益切换，由比此第一接收电平高的第二接收电平(RL2)进行该放大器的增益切换。
4.权利要求1或2所述的接收装置，其中还设有使接收的上述高频信号放大，使增益分级切换的放大器(3)；将此放大器(3)的高频信号变频为上述基带信号的变频器(4，5)；在接收电平增加时由第一接收电平(RL1)进行上述分级控制AGC的增益切换，在接收电平降低时，由不同于此第一接收电平(RL1)的第二接收电平(RL1′)进行上述分级控制AGC的增益切换；在接收电平增加时，由第三接收电平(RL2)进行该放大器的增益切换，当接收电平降低时由不同于此第三接收电平(RL2)的第四接收电平(R2′)进行该放大器的增益切换，上述第一接收电平(RL1)与第二接收电平(RL1′)分别小于上述第三接收电平(RL2)与第四接收电平(RL2′)。
5.一种将接收的高频信号变频为基带信号处理的接收信号处理方法，它包括下述各步骤之一(a)使该基带信号与接收的信号的电平对应进行分级增益控制，还使该进行了增益控制的信号与接收的信号的电平相对应，作连续的增益控制；(b)将该基带信号与接收的信号的电平对应，连续地进行增益控制，还使该进行了增益控制的信号与接收的信号的电平相对应，作分级增益控制。
6.一种将接收的高频信号变频为基带信号进行处理的接收信号处理方法，它包括下述步骤应用增益连续可变的模拟控制AGC与增益分级切换的分级控制AGC两者中的一方进行上述基带信号的增益控制，进行应用上述模拟控制AGC与上述分级控制AGC两者中的另一方对上述进行了增益控制的信号进行增益控制。
7.权利要求6所述的接收信号处理方法，其中还包括在与上述分级控制AGC的增益切换时刻基本同时或较此增益切换时刻为早的时刻，将控制此模拟控制AGC的增益的信号(G3)，根据与此分级控制AGC的增益切换时的增益变化幅度相对应的偏置信号进行控制的步骤。
8.权利要求6或7所述的接收信号处理方法，它还包括将接收的上述高频信号通过其增益被分级切换的放大器(3)进行放大的步骤，其中由第一接收电平(RL1)进行上述分级控制AGC的增益切换，由比上述第一接收电平高的第二接收电平(RL2)进行上述放大器的增益切换。
9.权利要求6或7所述的接收信号处理方法，它还包括将接收的上述高频信号通过其增益被分级切换的放大器(3)进行放大的步骤，其中在接收电平增加时由第一接收电平(RL1)进行上述分级控制AGC的增益切换，在接收电平降低时，由不同于此第一接收电平(RL1)的第二接收电平(RL1′)进行上述分级控制AGC的增益切换；在接收电平增加时，由第三接收电平(RL2)进行该放大器的增益切换，而当接收电平降低时由不同于此第三接收电平(RL2)的第四接收电平(RL2′)进行该放大器的增益切换。上述第一接收电平(RL1)与第二接收电平(RL1′)分别小于上述第三接收电平(RL2)与第四接收电平(RL2′)。
全文摘要
本发明提供采用模拟控制AGC与分级控制AGC的接收装置与增益控制方法。其中应用增益连续可变的模拟控制AGC与增益分级切换的分级控制的AGC两者中的一种进行基带信号的增益控制，对于已被进行增益控制的信号，还应用此模拟控制AGC与分级控制AGC两者中的另一种进行增益控制。
文档编号H03G3/04GK1496014SQ0314764
公开日2004年5月12日 申请日期2003年7月15日 优先权日2002年7月15日
发明者山本昭夫, 五十嵐丰, 生田功, 丰 申请人:株式会社日立制作所