用于模数转换器的自动增益控制系统的制作方法
【专利摘要】用于控制自动增益控制（AGC）电路的方法和电路，其中，AGC电路用于调整输入至模数转换器的信号的增益。所述方法包括从模数转换器的输出获得多个样本，确定每一个样本的幅度是否大于阈值幅度值。如果样本的幅度大于阈值幅度值，则递增计数器值。随后基于计数器值，周期性地调整自动增益控制电路的目标平均幅度。
【专利说明】用于模数转换器的自动增益控制系统
【背景技术】
[0001]模数转换器(ADC)接收模拟输入信号，并将其转换为数字信号。该转换包括模拟输入信号的量化，其将模拟信号的几乎无限可变的幅度映射为一系列有限的离散级之一。这个多对一映射总是在数字信号中引入误差。输入模拟信号与输出数字信号之间的差称为量化误差或噪声。
[0002]为了使得量化噪声最小，自动增益控制(AGC)常常用于在模拟信号输入到ADC之前，调整模拟信号的幅度。
[0003]通常，AGC电路被配置为在预定数量的样本(例如10或100个样本)上计算ADC输出的平均幅度，并将其与目标平均幅度相比较。AGC电路随后调整施加到输入信号的增益，以使得ADC输出的平均幅度等于目标平均幅度。
[0004]然而，难以选择对各种输入信号都起作用的单一目标平均幅度。
[0005]以下说明的实施例不限于解决已知系统的任何或全部缺点的实现方式。
【发明内容】
[0006]提供本
【发明内容】
在于以简化的形式介绍概念的选择，在以下的详细说明中进一步对其加以说明。本
【发明内容】
并非旨在确定所要求主题的关键特征或基本特征，也不是旨在用于确定所要求主题的范围。
[0007]本文说明的是用于控制自动增益电路的方法和电路，自动增益电路用于调整模数转换器输入信号的增益。所述方法包括从模数转换器的输出获得多个样本。随后对于每一个样本，确定样本的幅度是否大于阈值幅度值，其中，阈值幅度值小于模数转换器的饱和点。如果样本的幅度大于阈值幅度值，则递增计数器值。随后基于计数器值，周期性地调整自动增益控制电路的目标平均幅度。
[0008]第一方面提供了一种控制自动增益控制电路的方法，自动增益控制电路用于调整输入至模数转换器的信号的增益，所述方法包括(a)对模数转换器的输出采样；(b)确定样本的幅度是否大于阈值幅度值，阈值幅度值小于模数转换器的饱和点；(C)如果样本的幅度大于阈值幅度值，则递增计数器值；(d)重复步骤(a)到(C);及(e)基于计数器值，周期性地调整自动增益控制电路的目标平均幅度。
[0009]第二方面提供了一种用于动态控制自动增益电路的电路，自动增益电路用于调整输入至模数转换器的信号的增益，所述电路包括:比较器电路，被配置为:获得模数转换器的输出的多个样本；对于每一个样本，确定样本的幅度是否大于阈值幅度值，阈值幅度值小于模数转换器的饱和点；以及如果样本大于阈值幅度值，则输出样本大于阈值幅度值的指示；计数器电路，耦合到比较器电路，计数器电路被配置为从比较器电路接收指示，并针对接收的每一个指示，递增计数器值；以及目标控制电路，耦合到计数器电路，目标控制电路被配置为从计数器电路周期性地接收计数器值，并基于计数器值，调整自动增益控制电路的目标平均幅度。
[0010]本文所述的方法可以由在实体存储介质上的机器可读形式的软件来执行，例如以计算机程序的形式，包括计算机程序代码模块，当程序在计算机上运行，并且计算机程序可以包含在计算机可读介质上的情况下，适于执行本文所述任何方法的全部步骤。实体(或非暂时)存储介质的实例包括磁盘、拇指驱动器、存储卡等，并且不包括传播的信号。软件可以适合于在并行处理器或串行处理器上执行，使得可以以任何适合的顺序或同时执行方法步骤。
[0011]这承认固件和软件可以是有价的、可单独交易的商品。其意图是包含软件，软件运行或控制“沉默”或标准硬件，以完成预期的功能。其意图还在于包含软件，软件“说明”或定义硬件的结构，例如HDL (硬件描述语言)软件，如用于设计硅芯片，或者用于配置通用可编程芯片一样，以完成预期的功能。
[0012]优选的特征可以按照需要结合，如对于技术人员显然的，并可以与本发明的任何
方面结合。
【专利附图】
【附图说明】
[0013]将借助实例并参考以下附图来说明本发明的实施例，其中:
[0014]图1是用于模数转换器的已知的自动增益控制回路的示意图；
[0015]图2是宽幅度分布信号和窄幅度分布信号的幅度分布图；
[0016]图3是用于模数转换器的示例性自动增益控制回路的示意图，其中，目标平均幅度是动态选择的；
[0017]图4是具有高斯幅度分布的信号相对于ADC回退(backoff)电平的信号与量化噪声比的曲线图 '及
[0018]图5是用于动态调整自动增益控制目标平均幅度的方法的流程图。
[0019]共同的参考标号在全部附图中用于指示相似的特征。
【具体实施方式】
[0020]以下仅借助实例来说明本发明的实施例。这些实例表示 申请人:目前已知的实现本发明的最佳方式，尽管它们不是可以实现其的仅有方式。说明阐述了实例的功能和用于构造并操作实例的步骤的顺序。然而，可以由不同实例来完成相同或等效的功能或顺序。
[0021 ] 如本领域技术人员已知的，模数转换器(ADC)接收模拟输入信号，将其转换为数字信号。转换包括模拟输入信号的量化，其将模拟信号的几乎无限可变的幅度映射为一系列有限的离散级之一。这个多对一映射总是在数字信号中引入误差。输入模拟信号与输出数字信号之间的差称为量化误差或噪声。
[0022]常常按照其信噪比(SNR)来测量ADC的质量。SNR是在给定时间下输入信号的幅度与量化噪声的幅度的关系。通常以分贝(dB)来测量SNR，并由等式(I)给出:
[0023]
【权利要求】
1.一种控制自动增益控制电路的方法(500)，所述自动增益控制电路用于调整输入至模数转换器的信号的增益，所述方法包括: (a)对所述模数转换器的输出采样(504)； (b)确定样本的幅度是否大于阈值幅度值(506)，所述阈值幅度值小于所述模数转换器的饱和点； (c)如果所述样本的幅度大于所述阈值幅度值，则递增计数器值(508)； (d)重复步骤(a)到(c);以及 (e)基于所述计数器值，周期性地调整所述自动增益控制电路的目标平均幅度，所述自动增益控制电路被配置为调整输入至所述模数转换器的所述信号的增益，以使所述模数转换器的输出的平均幅度等于所述目标平均幅度，其中，调整所述目标平均幅度包括将所述计数器值与第一 阈值计数器值相比较，并且如果所述计数器值大于所述第一阈值计数器值，则减小所述目标平均幅度。
2.根据权利要求1所述的方法(500)，进一步包括在已经获得预定数量的样本后，重置所述计数器值(502)。
3.根据权利要求1所述的方法(500)，进一步包括在已经经过预定的时间后，重置所述计数器值。
4.根据权利要求1所述的方法(500)，其中，基于所述计数器值调整所述目标平均幅度进一步包括:如果所述计数器值小于第二阈值计数器值，则增大所述目标平均幅度。
5.根据权利要求4所述的方法(500)，其中，所述第一阈值计数器值与所述第二阈值计数器值相同。
6.根据权利要求5所述的方法(500)，其中，根据以下公式调整所述目标平均幅度: 新的AGC目标=当前AGC目标+k*误差 其中，k是回路增益，误差是所述第一阈值计数器值与所述计数器值之间的差。
7.根据任一前述权利要求所述的方法(500)，其中，使用第一阈值幅度值执行步骤(a)到(e)，以及使用第二阈值幅度值重复步骤(a)到(e)，其中，所述第二阈值幅度值高于所述第一阈值幅度值。
8.一种用于动态控制自动增益电路(106)的电路(302)，所述自动增益电路用于调整输入至模数转换器(104)的信号的增益，所述电路包括: 比较器电路(304)，被配置为: 获得所述模数转换器(104)的输出的多个样本；以及 对于每一个样本，确定所述样本的幅度是否大于阈值幅度值，所述阈值幅度值小于所述模数转换器(104)的饱和点；以及 如果样本大于所述阈值幅度值，则输出所述样本大于所述阈值幅度值的指示； 计数器电路(306)，耦合到所述比较器电路(304)，所述计数器电路(306)被配置为从所述比较器电路(304)接收所述指示，并针对接收的每一个指示，递增计数器值；以及 目标控制电路(308)，耦合到所述计数器电路(306)，所述目标控制电路(308)被配置为从所述计数器电路(306)周期性地接收所述计数器值，并基于所述计数器值，调整所述自动增益控制电路的目标平均幅度，所述自动增益控制电路被配置为调整输入至所述模数转换器的信号的增益，以使所述模数转换器的输出的平均幅度等于所述目标平均幅度，其中，调整所述目标平均幅度包括将所述计数器值与第一阈值计数器值相比较，并且如果所述计数器值大于所述第一阈值计数器值，则减小所述目标平均幅度。
9.根据权利要求8所述的电路(302)，其中，所述比较器电路(304)被配置为获得预定数量的样本。
10.根据权利要求9所述的电路(302)，其中，所述计数器电路(306 )和所述目标控制电路(308 )中的至少一个被进一步配置为在已经获得预定数量的样本后，重置所述计数器值。
11.根据权利要求8所述的电路(302)，其中，基于所述计数器值调整所述目标平均幅度进一步包括:如果所述计数器值小于第二阈值计数器值，则增大所述目标平均幅度。
12.根据权利要求11所述的电路(302)，其中，所述第一阈值计数器值与所述第二阈值计数器值相同。
13.根据权利要求12所述的电路(302)，其中，根据以下公式调整所述目标平均幅度: 新的AGC目标=当前AGC目标+k*误差 其中，k是回路增益，误差是所述第一阈值计数器值与所述计数器值之间的差。
14.根据权利要求8至13中的任一项所述的电路(302)，其中，所述阈值幅度值是第一阈值幅度值，并且所述比较器电路(304)被进一步配置为: 获得所述模数转换器(104)的输出的第二多个样本；以及 对于所述第二多个样本中的每一个样本，确定所述样本的幅度是否超过第二阈值幅度值，所述第二阈值幅度值小于所述模数转换器(104)的饱和点并且大于所述第一阈值幅度值；以及 如果样本大于所述第二阈值幅度值，则输出所述样本大于所述第二阈值幅度值的指/Jn ο
【文档编号】H03G3/30GK103929141SQ201410018470
【公开日】2014年7月16日 申请日期:2014年1月15日 优先权日:2013年1月15日
【发明者】山形拓, A·J·安德森 申请人:想象力科技有限公司