专利名称：具有迟滞切换的自动增益控制系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种自动增益控制系统，尤其涉及一种基于迟滞切换且总增益值稳定 变化的双回路自动增益控制系统。
背景技术：
图1为一现有自动增益控制(Automatic Gain Control, AGC)的方块图。一天线 102接收无线通讯信号。一协调器100包含一带通滤波器104，以选择一包含信号的宽频频 谱。一低噪声放大器106依据一固定的放大倍率，放大该带通滤波器104选择的宽频频谱 信号。一可变增益放大器108依据一控制信号Vkf以放大低噪声放大器106的输出信号。 一降频器110将可变增益放大器108的输出信号由射频降至中频。一带通滤波器112执行 窄频滤波，以过滤产生一窄频信号。一可变增益放大器114依据一控制信号Vif以放大带通 滤波器112的输出信号。一模数转换器116将可变增益放大器114的输出信号转成数字形 式。一自动增益控制装置120依据模数转换器116及功率监督装置122的输出信号，产生 可变增益放大器108的控制信号Vkf及可变增益放大器114的控制信号VIF。以前述现有技术为例，可变增益放大器114的输出电压Vz约为IlOdBy V，其对应 电压大小约为400mV 500mV，正好符合模数转换器116的输入电压范围。若协调器100输 入电压Vx约为60dB μ V，其为RF信号的强度，而带通滤波器112约有_20dB的增益损失。可 以推算出，协调器100及可变增益放大器114的增益加起来约为110-(60-20) = 70dByV, 其中，协调器100的增益包含低噪声放大器106的增益及可变增益放大器108的增益。然 而由于频道噪声，与信道变异性等诸多原因，常会使协调器100的输入电压Vx在60dB μ V 附近漂移，故自动增益控制装置120需调整控制信号Vkf及控制信号VIF。图2为一现有自动增益控制(Automatic Gain Control, AGC)的增益调整的运作 示意图。如图2所示，其依据输入信号的位准，即协调器100的输入电压Vx的位准，区分成 区域I及区域II。于区域I中，使用控制信号Vkf将可变增益放大器108的增益固定于一预 设最大增益GRFmax，而使用控制信号Vif调整可变增益放大器114的增益。于区域II中，使 用控制信号Vif将可变增益放大器114的增益固定于一预设最小增益GIFmin，而使用控制 信号Vkf调整可变增益放大器108的增益。可变增益放大器108的预设最大增益GRFmax并 非其真正的最大增益RFgainjnax，为了工作性能及放大线性，一般将预设最大增益GRFmax 设计为略小于最大增益RFgainjnax。同理，可变增益放大器114的预设最小增益GIFmin 并非其真正的最小增益IFgainjnin，一般将预设最小增益GIFmin设计为略大于最小增益 IFgain_min0如图2所示，当协调器100的输入电压Vx的位准为6(ΜΒμ V时，可变增益放大器 108与低噪声放大器106提供GRFmax (40dB)增益，可变增益放大器114提供GIFmin (30dB) 增益。当协调器100的输入电压Vx的位准为70(1Βμ V时，可变增益放大器114提供固定的 GIFmin (30dB)增益，可变增益放大器108则由自动增益控制装置120输出的控制电压Vkf调 整其增益，使得电压Vz约为IlOdB μ V，不会太大而超出模数转换器116的输入电压范围，也不会太小，而使模数转换器116无法有效转换。当协调器100的输入电压Vx的位准为5(ΜΒμν时，协调器100提供固定的 GRFmax (40dB)增益，可变增益放大器114则由自动增益控制装置120输出的控制电压Vif调 整其增益，使得电压Vz约为IlOdBy V。然而当电压Vx的位准约为60dB μ V附近时，整个自动增益控制系统则在区域I及 区域II之间频繁切换，不仅容易因切换产生低频噪音，而影响自动增益控制系统对增益的 调整，同时也容易让系统不稳定。因此现有的自动增益控制系统仍有诸多缺点而有予以改 善的必要。
发明内容
本发明的目的主要在于提供一种具有迟滞切换的自动增益控制系统，其使用迟滞 比较器以解决频繁切换所产生系统不稳及噪声增加的问题。同时还解决因使用迟滞比较器 所产生增益突然变大或变小所引起误差的问题。依据本发明的特色，本发明提出一种自动增益控制系统，其包含一自动增益控制 路径及一控制装置。该自动增益控制路径包含一第一可变增益放大器(variable gain amplifier,VGA)及一第二可变增益放大器，该第一可变增益放大器具有一预设最大增益控 制电压，其对应该第一可变增益放大器的一预设最大增益，该第二可变增益放大器具有一 预设最小增益控制电压，其对应该第二可变增益放大器的一预设最小增益。该控制装置用 以控制该第一可变增益放大器及该第二可变增益放大器的增益。该控制装置包含一误差计 算器、一迟滞比较器、一第一自动增益控制回路、及一第二自动增益控制回路。该误差计算 器计算该自动增益控制路径的输出信号及一目标值，以产生一误差信号。该迟滞比较器比 较一第一预估信号及一预设换手值，以产生一控制信号。该第一自动增益控制回路连接至 该误差信号、该迟滞比较器及该第一可变增益放大器，依据该误差信号与控制信号产生一 第一增益控制信号，以控制该第一可变增益放大器的增益。该第二自动增益控制回路，也连 接至该误差信号、迟滞比较器及该第二可变增益放大器，依据该误差信号与控制信号产生 一第二增益控制信号，以控制该第二可变增益放大器的增益。其中，当第一预估信号离开该 迟滞比较器的迟滞区时，该第一增益控制信号及该第二增益控制信号为递增或递减改变。
图1为一现有自动增益控制的方块图。图2为一现有自动增益控制的增益调整的运作示意图。图3为本发明的一种自动增益控制系统的方块图。图4为本发明的RF自动增益控制回路的方块图。图5为本发明的IF自动增益控制回路的方块图。图6和图7为本发明的具有迟滞的自动增益控制回路的运作示意图。图8为本发明的一种自动增益控制系统另一实施例的方块图。图9为本发明的第一自动增益控制回路的方块图。图10为本发明的第二自动增益控制回路的方块图。图11及图12为本发明的具有迟滞的自动增益控制回路另一实施例的运作示意。
图13为本发明的第一自动增益控制回路的运作示意图。 图14为本发明的第二自动增益控制回路的运作示意图。 图15为本发明的第一自动增益控制回路再一实施例的方块图。 图16为本发明的该第二自动增益控制回路再一实施例的方块图。 图17为本发明的第一自动增益控制回路再一实施例的运作示意图, 图18为本发明的第二自动增益控制回路再一实施例的运作示意图, 图19为本发明的第一自动增益控制回路又一实施例的方块图。 图20为本发明的该第二自动增益控制回路又一实施例的方块图。主要组件符号说明
协调器100 带通滤波器104 可变增益放大器108 带通滤波器112 模数转换器116 自动增益控制装置120 自动增益控制路径130 误差计算器320 多任务器340，350 IF自动增益控制回路370 乘法器410 缓存器430 乘法器510 缓存器530 线 610,620,630,640 控制装置800 误差计算器820
天线102
低噪声放大器106 降频器110 可变增益放大器114 数字解调变装置118 功率监督装置122 控制装置300 迟滞比较器330 RF自动增益控制回路360 RF强度估测装置310 加法器420 多任务器440 加法器520 多任务器540
RF强度估测装置810 迟滞比较器830第--自动增益控制回路840第二二自动增益控制回路850
第--乘法器910第--多任务器920
第二二多任务器930第--加法器940
第--缓存器950第--比较器960
第二二乘法器1010第三三多任务器1020
第四多任务器1030第二二加法器1040
第二二缓存器1050第二二比较器1060
线 1110，1120，1130，1140
第三三乘法器1510第五多任务器1520
第--滤波器1530第三三加法器1540
第--减法器1550第三Ξ缓存器1560
第四乘法器1610第六多任务器1620
第二滤波器1630第二减法器1650第五乘法器1910第一查表装置1930第三减法器1950第六乘法器2010第二查表装置2030第四减法器2050
第四加法器1640 第四缓存器1660 第七多任务器1920 第五加法器1940 第五缓存器I960 第八多任务器2020 第六加法器2040 第六缓存器2060
具体实施例方式针对电压Vx的位准约为60dB μ V附近时，整个自动增益控制系统则在区域I及区 域II之间频繁切换的问题，本发明提出一使用迟滞比较器以解决频繁切换所产生系统不 稳及噪声增加的问题。图3与图8为本发明的两种自动增益控制系统的方块图。图3主要 包含一自动增益控制路径130及一控制装置300。该自动增益控制路径130包含一第一可变增益放大器(variable gainamplifier, VGA) 108及一第二可变增益放大器114，该第一可变增益放大器108具有 一预设最大增益控制电压VRFmax，其对应该第一可变增益放大器108的一预设最大增益 GRFmax,该第二可变增益放大器114具有一预设最小增益控制电压VIFmin，其对应该第二 可变增益放大器114的一预设最小增益GIFmin。该控制装置300用以控制该第一可变增益放大器108及该第二可变增益放大器 114的增益，该控制装置300包含一误差计算器320、一迟滞比较器330、二个多任务器340， 350、一 RF自动增益控制回路360、一 IF自动增益控制回路370、及一 RF强度估测装置310。该RF强度估测装置310连接至该自动增益控制路径130，依据该自动增益控制路 径130的输出信号(Vz)，估测并产生一第一预估信号Xest。由于该控制装置300有该第一 可变增益放大器108及该第二可变增益放大器114的控制电压VI，V2，也可于设计前知道 该带通滤波器112有-20dB的增益损失，该RF强度估测装置310依据该第二可变增益放大 器114的输出电压Vz，估测该自动增益控制路径130的输入电压Vx而产生一第一预估信号 Xest0该误差计算器320连接至该该自动增益控制路径130，用以计算该自动增益控制 路径130的输出信号(Vz)及一目标值(Target)，以产生一误差信号Err。其中，目标值一 般设为IlOdByV0该迟滞比较器330比较该第一预估信号Xest及一预设换手值(takeover point, TOP)，以产生一控制信号Vctrl。于本实施例中，该预设换手值(TOP)为6(ΜΒμ V。所述多任务器340，350连接至该误差计算器320及该迟滞比较器330。当控制信 号Vctrl为高电位时，多任务器340选择误差信号Err输出，而多任务器350选择0输出。 当控制信号Vctrl为低电位时，多任务器340选择0输出，而多任务器350选择误差信号 Err输出。该RF自动增益控制回路360连接至该迟滞比较器330、多任务器340及该第一可 变增益放大器108，依据该控制信号Vctrl产生一第一增益控制信号(Vl)，以控制该第一可变增益放大器108的增益。图4为实施例图3的RF自动增益控制回路的方块图。该RF自动增益控制回路 360包含一乘法器410、一加法器420、一缓存器430、及一多任务器440。该IF自动增益控制回路370连接至该迟滞比较器330、多任务器350及该第二可 变增益放大器114，依据该控制信号Vctrl产生一第二增益控制信号(V2)，以控制该第二可 变增益放大器114的增益。图5为实施例图3的IF自动增益控制回路的方块图。该IF自动增益控制回路 370包含一乘法器510、一加法器520、一缓存器530、及一多任务器540。其中，当控制信号Vctrl为高电位时，设定该IF自动增益控制回路370的第二增 益控制信号(V2)，使得IF可变增益放大器114的增益为预设最小增益GIFmin，此时该第二 增益控制信号V2为该预设最小增益控制电压VIFmin，而该RF自动增益控制回路360的第 一增益控制信号(Vl)为Vl(n+1) = Vl (η)+Kl XErr (η),当中，Vl为第一增益控制信号，Kl为乘法器410的乘数，Err为误差信号。η为ηΤ 的简写、η+1为(η+1)Τ的简写，分别代表一个现行时间点与下一个时间点，此为控制系统或 信号处理中常用的表示方式，在此不再赘述。当控制信号Vctrl为低电位时，设定该RF自动增益控制回路360的第一增益控制 信号(Vl)，使得RF可变增益放大器108的增益为预设最大增益GRFmax，此时该第一增益控 制信号Vl为该预设最大增益控制电压VRFmax，而该IF可变增益放大器114的第二增益控 制信号(V2)为 V2 (n+1) = V2 (η) +Κ2 X Err (η)，当中，V2为第二增益控制信号，K2为乘法器210的乘数，Err为误差信号。图6及图7为实施例图3的具有迟滞的自动增益控制回路的运作示意图。图6为 当电压Vx从大于60dBl·! V逐渐降低至小于60dBl·! V时的自动增益控制。如图6所示，此时电压Vx大于60dB μ V，其对应的该第一预估信号Xest也大于 60dB μ V，故控制信号Vctrl为高电位，设定该IF自动增益控制回路370的第二增益控制信 号(V2)，使得第二可变增益放大器114的增益为预设最小增益GIFmin，而该RF自动增益控 制回路360的第一增益控制信号(Vl)为Vl (n+1) = Vl (η)+Kl X Err (η) 0即该RF自动增益 控制回路360的增益沿着线610移动，而IF可变增益放大器114的增益沿着线620移动。当该第一预估信号Xest小于60dB μ V且超过一迟滞范围ε时，控制信号Vctrl 为低电位，设定该RF自动增益控制回路360的第一增益控制信号(VI)，使得RF可变增益放 大器108的增益为预设最大增益GRFmax，而IF可变增益放大器114的第二增益控制信号 (V2)为V2 (n+1) = V2 (η)+K2 X Err (η)。即该RF自动增益控制回路360的增益沿着线630 移动，而IF可变增益放大器114的增益沿着线640移动。图7为当电压Vx从小于6(ΜΒμν逐渐增加至大于60dBuV时的自动增益控制。其 工作原理与图6相似，不再赘述。可变增益放大器108的预设最大增益GRFmax并非其真正 的最大增益RFgainjnax，为了工作性能及放大线性，一般将预设最大增益GRFmax设计为较 小于最大增益RFgainjnax。同理，可变增益放大器114的预设最小增益GIFmin并非其真正 的最小增益IFgainjnin，一般将预设最小增益GIFmin设计为较大于最小增益IFgainjnin。
通过使用迟滞比较器330，本发明可避免现有技术中因自动增益控制系统则在区 域I及区域II之间频繁切换，容易产生噪音的问题。敬请参阅图6，当控制信号Vctrl由高电位变为低电位时，如图6中圆圈A所示，该 RF自动增益控制回路360会突然降低至预设最大增益GRFmax，如图6中圆圈B所示，该RF 自动增益控制回路360加该IF自动增益控制回路370的总增益也会产生一向下凸波，此会 影响后级，例如数字解调变装置118的操作，容易产生误差。同理，在图7中圆圈C所示，该 IF自动增益控制回路370会突然上升至预设最小增益GIFmin，如图7中圆圈D所示，该RF 自动增益控制回路360加该IF自动增益控制回路370的总增益也会产生一向上凸波。针对上述问题，本发明提出一种自动增益控制系统，图8为本发明的一种自动增 益控制系统另一实施例的方块图。其主要包含一自动增益控制路径130及一控制装置800。该自动增益控制路径130包含一第一可变增益放大器(variable gainamplifier, VGA) 108及一第二可变增益放大器114，该第一可变增益放大器108具有 一预设最大增益控制电压VRFmax，其对应该第一可变增益放大器108的一预设最大增益 GRFmax,该第二可变增益放大器114具有一预设最小增益控制电压VIFmin，其对应该第二 可变增益放大器114的一预设最小增益GIFmin。该控制装置800用以控制该第一可变增益放大器108及该第二可变增益放大器 114的增益。该控制装置800包含一 RF强度估测装置810、一误差计算器820、一迟滞比较 器830、一第一自动增益控制回路840、及一第二自动增益控制回路850。该RF强度估测装置810连接至该自动增益控制路径130，依据该自动增益控制路 径130的输出信号Vz，估测并产生一第一预估信号Xest。由于该控制装置800有该第一可 变增益放大器108及该第二可变增益放大器114的控制电压VI，V2,也可于设计前知道该 带通滤波器112有_20dB的增益损失，该RF强度估测装置810依据该第二可变增益放大 器114的输出电压Vz，估测该自动增益控制路径130的输入电压Vx而产生第一预估信号 Xest0该误差计算器820连接至该自动增益控制路径130，用以计算该自动增益控制路 径130的输出信号(Vz)及一目标值，以产生一误差信号Err。其中，目标值一般可设定为 IlOdBy V0该迟滞比较器830其比较该第一预估信号Xest及一预设换手值(takeover point, TOP)，以产生一控制信号Vctrl。该预设换手值可设定为60dBu V。该第一自动增益控制回路840连接至该迟滞比较器830、该误差计算器820及该第 一可变增益放大器108，依据该控制信号Vctrl产生一第一增益控制信号(Vl)，以控制该第 一可变增益放大器108的增益。该第二自动增益控制回路850连接至该迟滞比较器830、该误差计算器820及该第 二可变增益放大器114，依据该控制信号Vctrl产生一第二增益控制信号(V2)，以控制该第 二可变增益放大器114的增益。其中，当第一预估信号Xest位于该迟滞比较器830的迟滞区时，该第一增益控制 信号(Vl)及该第二增益控制信号(V2)为递增改变或递减改变，由此而改善前一实施例产 生凸波的现象。图9为本发明的第一自动增益控制回路840的方块图。该第一自动增益控制回路840包含一第一乘法器910、一第一多任务器920、一第二多任务器930、一第一加法器940、 一第一缓存器950、及一第一比较器960。图10为本发明的第二自动增益控制回路850的方块图。该第二自动增益控制回 路850包含一第二乘法器1010、一第三多任务器1020、一第四多任务器1030、一第二加法器 1040、一第二缓存器1050、及一第二比较器1060。图11及图12为本发明的具有迟滞的自动增益控制回路另一实施例的运作示意 图。由图9及图10可知，当系统位于区域II时，控制信号Vctrl为高电位时，该第一增益 控制信号(Vl)为下列公式Vl (n+1) =Vl (η) +Err (η) XΚΙ,当中，Vl为该第一增益控制信号，Err为该误差信号，Kl为该第一乘法器910的乘
法常数。当控制信号Vctrl为高电位且该第二增益控制信号(V2)小于该预设最小增益控 制电压VIFmin时，该第二增益控制信号(V2)为下列公式V2(n+1) = V2(n)+s2,当中，V2为该第二增益控制信号，s2为一第二调整步阶，当控制信号Vctrl为高电 位且该第二增益控制信号(V2)非小于该预设最小增益控制电压VIFmin时，该第二增益控 制信号(V2)为下列公式V2(n+1) = VIFmin,当中，VIFmin为该预设最小增益控制电压。S卩，如图14所示，该第二增益控制信 号(V2)会依据公式V2(n+1) =V2(n)+s2逐渐递增至该预设最小增益控制电压VIFmin。当 该第二增益控制信号(V2)稍微大于该预设最小增益控制电压VIFmin，则依据公式V2(n+1) = VIFmin,该第二增益控制信号(V2)会等于该预设最小增益控制电压VIFmin。由上述说明及图11可知，该第一自动增益控制回路840的增益沿着线1110移动， 而第二可变增益放大器850的增益则沿着线1120移动。当该第一预估信号Xest小于于60dB μ V且超过一迟滞范围ε时，控制信号Vctrl 为低电位，且由于该第一增益控制信号(Vl)为公式Vl (n+1) = Vl (η)+Err XKl，故该第一增 益控制信号(Vl)大于该预设最大增益控制电压VRFmax。当控制信号Vctrl为低电位且该第一增益控制信号(Vl)大于该预设最大增益控 制电压VRFmax时，该第一增益控制信号(Vl)为下列公式Vl (n+1) = Vl (η)+ (-Si),当中，Vl为该第一增益控制信号，si为一第一调整步阶。当控制信号Vctrl为低电位且该第一增益控制信号(Vl)非大于该预设最大增益 控制电压VRFmax时，该第一增益控制信号(Vl)为下列公式Vl (n+1) = VRFmax,当中，VRFmax为该预设最大增益控制电压。S卩，如图13所示，该第一增益控制信号(Vl)会依据公式Vl (n+1) =Vl (η)+ (-si) 逐渐递减至该预设最大增益控制电压VRFmax。当该第一增益控制信号(Vl)稍微小于该预 设最大增益控制电压VRFmax，则依据公式Vl (n+1) = VRFmax，该第一增益控制信号(Vl)会 等于该预设最大增益控制电压VRFmax。
由上述说明及图11可知，该第一自动增益控制回路840的增益沿着线1130移动， 而第二可变增益放大器850的增益则沿着线1140移动。当控制信号Vctrl为低电位时，该第二增益控制信号(V2)为下列公式V2(n+1) = V2 (η)+Err XK2,当中，V2为该第二增益控制信号，Err为该误差信号，K2为该第二乘法器的乘法常 数。如图11中圆圈A所示，该第一自动增益控制回路840不会突然降低至预设最大增 益GRfmax，而是如图13所示，该第一增益控制信号(Vl)会逐渐递减至该预设最大增益控制 电压VRFmax。同时，该第一自动增益控制回路840加该第二自动增益控制回路850的总增 益，如图11中圆圈B所示，也不会产生一向下凸波。同理，当系统位于区域I而向区域II移动时，如图12中圆圈C所示，该第二自动 增益控制回路850不会突然上升至该预设最小增益控制电压VIFmin，而是如图14所示，该 第二增益控制信号(V2)会逐渐递增至该预设最小增益控制电压VIFmin。同时，该第一自动 增益控制回路840加该第二自动增益控制回路850的总增益，如图12中圆圈D所示，也不
会产生一向上凸波。图15为本发明的第一自动增益控制回路840再一实施例的方块图。该第一自动 增益控制回路840包含一第三乘法器1510、一第五多任务器1520、一第一滤波器1530、一第 三加法器1540、一第一减法器1550、及一第三缓存器1560。图16为本发明的该第二自动增益控制回路850再一实施例的方块图。该第二自 动增益控制回路850包含一第四乘法器1610、一第六多任务器1620、一第二滤波器1630、一 第四加法器1640、一第二减法器1650、及一第四缓存器1660。该第一滤波器1530及该第二 滤波器1630优选为低通滤波器。当控制信号Vctrl为高电位时，该第一增益控制信号(Vl)为下列公式Vl(n+1) = Vl (η)+Err X K3,当中，Vl为该第一增益控制信号，Err为该误差信号，Κ3为该第三乘法器的乘法常 数。该第二增益控制信号(V2)为下列公式V2 (n+1) = V2 (η)+Filter2 (VIFmin-V2 (η)),当中，V2为该第二增益控制信号，VIFmin为该预设最小增益控制电压， Filter2(VIFmin-V2(n))为该第二滤波器对该第二减法器输出信号(VIFmin-V2 (η))所执 行的滤波后的输出信号。即，在图12中C圆圈处，由于该第二增益控制信号V2小于该预设 最小增益控制电压VIFmin该预设最小增益控制电压，故Filter2(VIFmin-V2(n))为正值， 该第二增益控制信号V2会逐渐递增至该预设最小增益控制电压VIFmin。当控制信号Vctrl为低电位时，该第一增益控制信号(Vl)为下列公式Vl (n+1) = Vl(η)+Filterl(VRFmax-Vl(η))，当中，Vl为该第一增益控制信号，VRFmax为该预设最大增益控制电压VRFmax， Filterl(VRFmax-VKn))为该第一滤波器对该第一减法器输出信号(VRFmax-Vl (η))所执 行的滤波后的输出信号。即，在图11中圆圈A处，由于该第一增益控制信号Vl大于该预设 最大增益控制电压VRFmax，故FiIterl(VRFmaX-Vl (η))为负值，该第一增益控制信号Vl会 逐渐递减至该预设最大增益控制电压VRFmax。该第二增益控制信号(V2)为下列公式
V2 (n+1) = V2 (η) +Err X K4，当中，V2为该第二增益控制信号，Err为该误差信号，K4为该第四乘法器的乘法常 数。如图17所示，由于使用第一滤波器1530，该第一增益控制信号(Vl)会依据公式 Vl (n+1) = Vl (η)+Filterl (VRFmax-Vl (η))逐渐递减至该预设最大增益控制电压VRFmax。 同时，如图18所示，由于使用第二滤波器1630，该第二增益控制信号V2会依据公式 V2 (n+1) = V2(n)+Filter2(VIFmin-V2(n))逐渐递增至该预设最小增益控制电压VIFmin。图19为本发明的第一自动增益控制回路840又一实施例的方块图。该第一自动 增益控制回路840包含一第五乘法器1910、一第七多任务器1920、一第一查表装置1930、 一第五加法器1940、一第三减法器1950、及一第五缓存器1960。当中，该第一查表装置 1930具有一第一致能输入1931，该第一致能输入1931为低电位时，该第一查表装置1930 被致能。当该第一查表装置1930被致能后，其依序输出一组单调递增的数值。当该第 一查表装置1930未被致能时，其输出一 0数值。该组单调递增的数值均小于0，例如可 为-100 Δ，-50 Δ，-25 Δ ...，Δ为大于0。由此使该第一增益控制信号Vl为单调递减。图20为本发明的该第二自动增益控制回路850又另一实施例的方块图。该第二自 动增益控制回路850包含一第六乘法器2010、一第八多任务器2020、一第二查表装置2030、 一第六加法器2040、一第四减法器2050、及一第六缓存器2060。当中，该第二查表装置2030 具有一第二致能输入2031，该第二致能输入2031为高电位时，该第二查表装置2030被致 能。当该第二查表装置2030被致能后，其依序输出一组单调递增的数值，该组单调递减的 数值均大于0。当该第二查表装置2030未被致能时，其输出一 0数值。该组单调递减的数 值均大于0，例如可为100Δ，50Δ，25Δ...，Δ为大于0。由此使该第二增益控制信号V2 为单调递增。当控制信号Vctrl为高电位时，该第一增益控制信号(Vl)为下列公式Vl (n+1) = Vl (η)+Err X K5,当中，Vl为该第一增益控制信号，Err为该误差信号，Κ5为该第五乘法器的乘法常 数。该第二增益控制信号V2 (n+1)为下列公式 V2(n+1) = V2 (η) +Look_up (VIFmin-V2 (η))，当中，V2为该第二增益控制信号，VIFmin为该预设最小增益控制电压，Look_ up(VIFmin-V2(n))为该第二查表装置2030依据该第二致能输入的输出信号，Look_ up (VIFmin-V2 (η))可为100 Δ，50 Δ，25 Δ…。即，在图12中C圆圈处，由于该第二增益控 制信号V2小于该预设最小增益控制电压VIFmin，故该第二查表装置2030被致能，并依序输 出一组单调递增的数值Look_up (VIFmin-V2 (η))，由于Look_up (VIFmin_V2 (η))为正值，故 该第二增益控制信号V2会逐渐递增至该预设最小增益控制电压VIFmin。当控制信号Vctrl为低电位时，该第一增益控制信号(Vl)为下列公式Vl (n+1) =Vl (η) +Look_up (VRFmax-Vl (η))，当中，Vl为该第一增益控制信号，VRFmax为该预设最大增益控制电压，Look_ up(VRFmax-VKn))为该第一查表装置1930依据该第一致能输入的输出信号，Look_ up (VRFmax-Vl (η))可为-100 Δ，-50 Δ , -25 Δ ... 0即，在图11中A圆圈处，由于该第一增 益控制信号Vl大于该预设最大增益控制电压VRFmax，故该第一查表装置1930被致能，并依序输出一组单调递增的数值Look_up (VRFmax-Vl (η))，由于Look_up (VRFmax-Vl (η))为负 值，故该第一增益控制信号Vl会逐渐递减至该预设最大增益控制电压VRFmax。当控制信号 Vctrl为低电位时，该第二增益控制信号(V2)为下列公式V2(n+1) = V2 (η)+ErrXK6,当中，V2为该第二增益控制信号，Err为该误差信号，K6为该第六乘法器的乘法常数。由前述说明可知，现有技术并未考虑自动增益控制系统则在区域I及区域II之间 频繁切换所产生系统不稳及噪声增加的问题。而本发明使用迟滞比较器以解决频繁切换所 产生系统不稳及噪声增加的问题。同时，本发明非仅解决频繁切换所产生的问题，也考虑实 际使用迟滞比较器时所引起增益突然改变的问题，而解决增益突然变大或变小所引起误差 的问题，能较现有技术提供系统优选的稳定度及自动控制性能。由上述可知，本发明无论就目的、手段及功效，在均显示其迥异于现有技术的特 征，极具实用价值。但是应注意的是，上述诸多实施例仅为了便于说明而举例而已，本发明 所主张的权利范围自应以申请专利保护的范围所述为准，而非仅限于上述实施例。
权利要求
一种自动增益控制系统，其包含一自动增益控制路径，包含一第一可变增益放大器及一第二可变增益放大器，该第一可变增益放大器具有一预设最大增益控制电压，其对应该第一可变增益放大器的一预设最大增益，该第二可变增益放大器具有一预设最小增益控制电压，其对应该第二可变增益放大器的一预设最小增益；以及一控制装置，用以控制该第一可变增益放大器及该第二可变增益放大器的增益，该控制装置包含一误差计算器，其计算该自动增益控制路径的输出信号及一目标值，以产生一误差信号；一迟滞比较器，其比较一第一预估信号及一预设换手值，以产生一控制信号；一第一自动增益控制回路，连接至该迟滞比较器及该第一可变增益放大器，依据该控制信号产生一第一增益控制信号，以控制该第一可变增益放大器的增益；以及一第二自动增益控制回路，连接至该迟滞比较器及该第二可变增益放大器，依据该控制信号产生一第二增益控制信号，以控制该第二可变增益放大器的增益；其中，当第一预估信号离开该迟滞比较器的迟滞区时，该第一增益控制信号及该第二增益控制信号为递增或递减改变。
2.根据权利要求1所述的自动增益控制系统，其还包含一 RF强度估测装置，连接至该自动增益控制路径，依据该自动增益控制路径的输出信 号，估测并产生该第一预估信号。
3.根据权利要求2所述的自动增益控制系统，其中，该第一自动增益控制回路包含一第一乘法器、一第一多任务器、一第二多任务器、一第一加法器、一第一缓存器、及一第一比 较器。
4.根据权利要求3所述的自动增益控制系统，其中，该第二自动增益控制回路包含一第二乘法器、一第三多任务器、一第四多任务器、一第二加法器、一第二缓存器、及一第二比 较器。
5.根据权利要求4所述的自动增益控制系统，其中，当控制信号为高电位时，该第一增 益控制信号为下列公式Vl(n+1) = Vl (η)+Err (η) XΚΙ,当中，Vl为该第一增益控制信号，Err为该误差信号，Kl为该第一乘法器的乘法常数。
6.根据权利要求5所述的自动增益控制系统，其中，当控制信号为高电位且该第二增 益控制信号小于该预设最小增益控制电压时，该第二增益控制信号为下列公式V2 (n+1) = V2 (n)+s2,当中，V2为该第二增益控制信号，s2为一第二调整步阶，当控制信号为高电位且该第 二增益控制信号大于或等于该预设最小增益控制电压时，该第二增益控制信号为下列公 式V2 (n+1) = VIFmin,当中，VIFmin为该预设最小增益控制电压。
7.根据权利要求6所述的自动增益控制系统，其中，当控制信号为低电位且该第一增 益控制信号大于该预设最大增益控制电压时，该第一增益控制信号为下列公式Vl(n+1) = Vl (n)+ (-s1),当中，Vl为该第一增益控制信号，si为一第一调整步阶，当控制信号为低电位且该第 一增益控制信号小于或等于该预设最大增益控制电压时，该第一增益控制信号为下列公 式Vl(n+1) = VRFmax，当中，VRFmax为该预设最大增益控制电压。
8.根据权利要求8所述的自动增益控制系统，其中，当控制信号为低电位时，该第二增 益控制信号为下列公式V2 (n+1) = V2(n)+Err(n) XK2,当中，V2为该第二增益控制信号，Err为该误差信号，K2为该第二乘法器的乘法常数。
9.根据权利要求2所述的自动增益控制系统，其中，该第一自动增益控制回路包含一第三乘法器、一第五多任务器、一第一滤波器、一第三加法器、一第一减法器、及一第三缓存器。
10.根据权利要求9所述的自动增益控制系统，其中，该第二自动增益控制回路包含一 第四乘法器、一第六多任务器、一第二滤波器、一第四加法器、一第二减法器、及一第四缓存器。
11.根据权利要求10所述的自动增益控制系统，其中，当控制信号为高电位时，该第一 增益控制信号为下列公式Vl (n+1) = Vl (η)+Err (η) ΧΚ3,当中，Vl为该第一增益控制信号，Err为该误差信号，Κ3为该第三乘法器的乘法常数。
12.根据权利要求11所述的自动增益控制系统，其中，当控制信号为高电位时，该第二 增益控制信号为下列公式V2 (n+1) = V2 (η)+Filter2(VIFmin-V2(η))，当中，V2为该第二增益控制信号，VIFmin为该预设最小增益控制电压， Filter2(VIFmin-V2(n))该第二滤波器对该第二减法器输出信号(VIFmin-V2 (η))所执行 的滤波后的输出信号。
13.根据权利要求12所述的自动增益控制系统，其中，当控制信号为低电位时，该第一 增益控制信号为下列公式Vl (n+1) = Vl (η)+Filterl(VRFmax-Vl(η))，当中，Vl为该第一增益控制信号，VRFmax为该预设最大增益控制电压， Filterl(VRFmax-VKn))为该第一滤波器对该第一减法器输出信号(VRFmax-Vl (n))所执 行的滤波后的输出信号。
14.根据权利要求13所述的自动增益控制系统，其中，当控制信号为低电位时，该第二 增益控制信号为下列公式V2(n+1) = V2(η)+Err(η)XΚ4,当中，V2为该第二增益控制信号，Err为该误差信号，Κ4为该第四乘法器的乘法常数。
15.根据权利要求2所述的自动增益控制系统，其中，该第一自动增益控制回路包含一 第五乘法器、一第七多任务器、一第一查表装置、一第五加法器、一第三减法器、及一第五缓 存器，当中，该第一查表装置具有一第一致能输入，当该第一查表装置被致能后，其依序输出一组单调递增的数值，当该第一查表装置未被致能时，其输出一 0数值。
16.根据权利要求15所述的自动增益控制系统，其中，该第二自动增益控制回路包含 一第六乘法器、一第八多任务器、一第二查表装置、一第六加法器、一第四减法器、及一第六 缓存器，当中，该第二查表装置具有一第二致能输入，当该第二查表装置被致能后，其依序 输出一组单调递增的数值，当该第二查表装置未被致能时，其输出一 0数值。
17.根据权利要求16所述的自动增益控制系统，其中，当控制信号为高电位时，该第一 增益控制信号为下列公式Vl(n+1) = Vl (η)+Err (η) ΧΚ5,当中，Vl为该第一增益控制信号，Err为该误差信号，Κ5为该第五乘法器的乘法常数。
18.根据权利要求17所述的自动增益控制系统，其中，当控制信号为高电位时，该第二 增益控制信号为下列公式V2 (n+1) = V2 (η)+Look_up(VIFmin-V2(η))，当中，V2为该第二增益控制信号，VIFmin为该预设最小增益控制电压，Look_ up (VIFmin-V2 (η))该第二查表装置依据该第二致能输入而产生的输出信号。
19.根据权利要求18所述的自动增益控制系统，其中，当控制信号为低电位时，该第一 增益控制信号为下列公式Vl (n+1) = Vl (η)+Look_up(VRFmax-Vl(η))，当中，Vl为该第一增益控制信号，VRFmax为该预设最大增益控制电压，Look_ up(VRFmax-VKn))该第一查表装置依据该第一致能输入而产生的输出信号。
20.根据权利要求19所述的自动增益控制系统，其中，当控制信号为低电位时，该第二 增益控制信号为下列公式V2 (n+1) = V2 (η)+Err (η) ΧΚ6,当中，V2为该第二增益控制信号，Err为该误差信号，K6为该第六乘法器的乘法常数。
全文摘要
本发明提供一种具有迟滞切换的自动增益控制系统，其包含误差计算器计算第一预估信号及预设换手值(take over point，TOP)，以产生误差信号。迟滞比较器比较第一预估信号及预设换手值，以产生控制信号。第一自动增益控制回路依据此控制信号以产生第一增益控制信号，用以控制该第一可变增益放大器的增益。第二自动增益控制回路依据该控制信号产生第二增益控制信号，以控制该第二可变增益放大器的增益。其中，当第一预估信号离开该迟滞比较器的迟滞区时，该第一增益控制信号及该第二增益控制信号为递增或递减改变，使总增益值稳定变化。
文档编号H03G3/20GK101989843SQ200910159019
公开日2011年3月23日 申请日期2009年7月29日 优先权日2009年7月29日
发明者马清文 申请人:凌阳科技股份有限公司