专利名称：数字电视接收机的自动增益控制装置及其方法
技术领域：
本发明涉及一种使用残留边带(VSB)方式的数字电视接收机的自动增益控制装置及其方法(AGC apparatus and method in digital TV receiver)。它适用于VSB、QAM、QPSK、OFDM接收机等有线、无线通信领域。
关于这类数字电视，美国、欧洲、日本等国家正在分别制定符合自身的广播制式及规格来推进其标准化。以美国为例，传送形式采取了由美国杰尼斯(Zenith)提出的残留边带(VSB)方式；压缩形式方面的视频压缩采取了MPEG标准；音频压缩采取了杜比AC-3；显示形式则规定为与现有的显示方法保持互换性。
另一方面，由发信部发出的信号增益大小通常是一定的，但是，由于信号到达接收机所经过的距离，以及到达接收机的时候，通过各种通道，信号增益大小会有所改变。这样已经改变增益大小的信号将输入到接收机里。但在设计接收机中的大部分数字电路时，通常都假设输入信号是带有一定大小的增益来输入的。因此，就有必要调节输入到接收机的模拟信号增益，使之一向保持带有一定大小的增益，然后再转换成数字信号。
起到这种作用的就是自动增益控制(Auto Gain ControlAGC)装置。AGC装置是根据输入信号的平均值或功率(Power)来判断现在的输入信号增益。而且，根据判断的增益，控制射频和中频模拟电路中的放大器，使信号拥有所需的大小。
现在使用的大部分AGC装置都利用如
图1所示的延迟(Delayed)AGC方式。
首先，被调制的VSB高频(射频)信号通过天线输入之后，调谐器(101)通过调谐来选择所需通道的频率，然后转换为中频，输出到中频AGC放大部(102)。以上的中频在中频AGC放大部(102)中，增益得到控制之后，输出到VSB解调部(103)。
VSB解调部(103)将把增益得到控制的中频信号进行VSB解调之后加以输出，以便进行数字化。而且，VSB解调的信号为了AGC，将输出到电荷泵及滤波器(104)。
电荷泵及滤波器(104)储存着接收机从工作初始到现在使用在调节的情报。输入的VSB解调信号，跟已存的增益信息比较，假如接收的信号增益小，那么就会生成增大增益的信号；假如增益大，就会生成减少增益的信号；然后将这些生成的信号反馈到中频AGC放大部(102)上。
中频AGC放大部(102)会根据反馈的提升或降低增益的信号，增大或减小中频信号的增益，进而使中频的信号增益保持在所需的状态。
即，调节实际增益的方法是首先在打开电源或改变通道的时候，把它设定在接收机能达到的最大增益值，然后首先在中频AGC放大部(102)中，根据输入信号的增益大小来调节增益。
假如，中频AGC放大部(102)的增益调节能力已经达到了极限，但是，如果VSB解调部(103)的输出信号仍达不到所需的大小，那么就要从中频AGC放大部(102)重新向调谐器(101)传送延迟AGC信号，以此去调节调谐器(101)的增益。即调谐器(101)通过延迟AGC信号和已存的射频AGC基准值进行比较，然后自动地去控制射频信号的增益。
但是，以上说明的AGC方式存在着如下的问题。
第一，由于电荷泵中发生的漏电流将导致AGC产生波形的瞬间抖动。因此，就算过了很长的时间也得要继续进行抽运作业。
第二，因为电荷泵及滤波器都由模拟元件组成，所以，不易有选择地去调节AGC环形频带，电路也复杂，还有局限性。
第三，在形成两个以上的相异接收系统时，因为要分别使用自己的射频AGC基准值，所以，实现共有AGC比较困难。
第四，从AGC去检测接收信号的功率比较困难。
本发明的另一个目的在于提供一种从AGC检测出接收信号电平的AGC装置及其方法。
本发明的目的是这样实现的该数字电视接收机AGC装置的技术要点是包括调谐部、中频AGC放大部、解调部，其中调谐部将从通过天线而接收的射频信号中，只去调谐特定的射频信号，并按输入的射频增益控制信号，自动调节调谐的射频信号增益，然后将其转换为中频信号；中频AGC放大部将按输入的中频增益控制信号对由调谐器输出的中频信号增益进行自动调节，然后予以输出，以便进行解调；解调部将对由中频AGC放大部输出的中频信号进行解调；还设有一个AGC部，它将从解调的信号中求得AGC增益的误差，对其进行累积，并按累积的增益误差大小，从多个工作范围中确定其中的一个工作范围，再按其工作范围向调谐器和中频AGC放大部输出射频增益控制信号和中频增益控制信号。
AGC部具有下述特征，即按累积的增益误差大小把工作范围分为强电场的大范围、中电场的中范围、弱电场的小范围；在大范围里，调节中频信号的增益，使得射频信号的增益维持在最大限度地降低的状态；在中范围里，调节射频信号的增益，以保持中频信号的增益；在小范围里，调节中频信号的增益，使射频信号的增益维持在最大限度地增大状态。
AGC部还具有下述特征，即设有一个AGC误差检测器，它对解调的信号进行平方处理之后，求取与已设定的功率值间的差值，并以此为增益误差值予以输出。设有一个射频环形滤波器，它去累积AGC误差检测器求得的增益误差之后，核对一下累积的增益误差在已经决定的工作范围内是否超出已设定的射频信号之上位临界值或下位临界值，并输出其射频范围控制信号；另外，还查出累积的增益误差值是超出射频信号的上位临界值，还是下位临界值，并输出表示超出方向的射频方向控制信号。还设有一个中频环形滤波器，它将累积AGC误差检测器求得的增益误差之后，核对一下累积的增益误差在已经决定的工作范围内是否超出已设定的中频信号之上位临界值或下位临界值，并输出其中频范围控制信号；另外，还查出累积的增益误差值是超出中频信号的上位临界值，还是下位临界值，并输出一个显示超出方向的中频方向控制信号。还设有一个滤波器控制部，它将接收从射频、中频环形滤波器输出的射频、中频方向控制信号和射频、中频范围控制信号，并以此决定其工作范围，并把相应的工作范围控制值输出到射频、中频环形滤波器。
本发明的数字电视接收机AGC方法的技术要点是它由下述的阶段组成，即第一阶段是对解调的信号进行平方处理，然后从平方处理的信号中减去已设定的基准功率值来求得增益误差，进而再行累积的阶段；再一个阶段是根据累积的增益误差的大小，去决定多个工作范围中的某一个工作范围，并根据决定的工作范围直接去控制射频信号的增益和中频信号增益的阶段。
还有一个特征是在增益控制阶段，按增益误差大小把工作范围分为强电场的大范围、中电场的中范围、弱电场的小范围；而在的大范围里，将维持最大限度地降低射频信号增益的状态下来调节中频信号的增益；在中范围里，保持中频信号增益的状态下调节射频信号的增益；在小范围里，将保持最大限度地增大射频信号增益的状态下来调节中频信号的增益。
另外一个特征是以上增益控制阶段又由下述的分阶段组成，即若现在的工作范围为小范围，而且累积的增益误差被判定为全都超出小范围所设定的射频信号的下位临界值和中频信号的下位临界值，则工作范围就决定为中范围，而把其余的情况都定为小范围；若现在的工作范围为中范围，而且判定为全都超出中范围所设定的射频信号的下位临界值和中频信号的下位临界值，则工作范围就决定为大范围；而把其余的情况都定为小范围；若累积的增益误差被判定为全部超出中范围所设定的射频信号的上位临界值和中频信号的上位临界值，则工作范围就定为小范围；并把其余的情况定为中范围；若现在的工作范围为大范围，并判定累积的增益误差全部超出大范围所设定的射频信号的上位临界值和中频信号的上位临界值，则工作范围就定为中范围，并把其余的情况定为大范围。
综上所述，本发明的数字电视接收机的AGC装置及方法，可以用接收芯片实行射频AGC和中频AGC，并从接收芯片内的AGC检测出接收信号的功率，因此，有以下几点好处。
第一，通过选择性的调节AGC环形频带，可以得到迅速收敛和波形瞬间微少的抖动噪声很小的特性。
第二，因为以数字形式组成，所以比较容易实现单一的芯片化。尤其在形成两种以上相异的接收系统时，可以按方式去选择射频AGC的基准值，因此可以共有AGC。
第三，可以按AGC的方式检测出接收信号的功率，因而可以得到广泛的应用。
本发明的其他目的和特征及益处将可通过对附加图实例的详细说明得以了解。
图1是一般的AGC装置组成框图。
图2是本发明的AGC装置组成框图。
图3是在图2中AGC部的动作范围和增益曲线随信号强度而变化的一个例图。
图4是图2中AGC部的详细框图。
图5是图4的增益误差检测器和循环增益选择器的详细框图。
图6是图4的滤波控制器详细框图。
图7是图4的滤波控制器的工作流程图。
图8是图4的射频环形滤波器的详细框图。
图9是图4的中频环形滤波器的详细框图。
图10是图4的迭耳塔，西格马1比特DAC的详细框图。
图11是图4的信号功率检测部的详细框图。
图12是图4的信号功率检测部的工作流程图。
图中主要序号说明201天线系统 202调谐器203中频AGC 204VSB解调部204-1 AGC部301信号功率检测部302天线控制部401AGC错误检测器402循环增益选择器403AGC锁定控制部404滤波控制器405射频环形滤波器406射频迭耳塔，西格马DAC(数-模转换器)407中频环形滤波器408中频迭耳塔，西格马DAC(数-模转换器)
图2是本发明的数字电视接收机的组成框图。接收机VSB接收部(200)由下述部分构成。即调节天线定向性并用天线使接收的信号成为最佳的天线系统(201)；通过天线系统(201)接收的射频信号中，只调谐用户选择的通道频率，而且去控制调谐的射频信号增益，并将其转换为中频信号的调谐器(202)；控制由调谐器(202)输出的中频信号增益，并进行放大的中频AGC放大部(203)；对增益被控制的中频信号进行VSB解调，并向调谐器(202)和中频AGC放大部(203)输出增益控制信号(射频AGC、中频AGC)，借以直接去控制射频信号增益和中频信号增益的VSB解调部(204)。其中，VSB解调部(204)备有生成中频增益控制信号(中频AGC)和射频增益控制信号(射频AGC)的AGC部(204-1)。
图2的数字电视接收机还增设了信号功率检测部(301)和天线控制部(302)。前者将利用从VSB接收部(200)提供的AGC信息，去检测接收信号的功率；而后者将根据检测出的信号功率的大小去控制天线系统(201)。即天线系统(201)，将去调节天线的定向性，使天线控制部(302)输出的接收信号功率变得最大。
这时，天线控制部(302)根据需要将去控制AGC(204-1)的AGC方式，借以选择正常的AGC检测方式和快速的AGC检测方式。
图3示出了按本发明的信号强度变化的AGC部(204-1)的工作范围和增益曲线的例子。
工作范围根据信号的大小，即按强度分为大的(large)、中的(middle)、小的(small)范围。
即，在强电场的大范围内，将最大地降低射频增益，并去调节中频增益，以防放大器或混频器的饱和。这时，要去控制射频信号的增益误差，使其不能超出预先设定的大范围的上位临界值和下位临界值；还要去控制中频信号的增益误差，使其不能超出预先设定的大范围的上位临界值和下位临界值。
而在中范围里，中频增益要保持适当的大小，并去调节射频增益。这时，要去控制射频信号的增益误差，使其不能超出预先设定的中范围的上位临界值和下位临界值；还要去控制中频信号的增益误差，使其不能超出预先设定的中范围的上位临界值和下位临界值。
而在弱电场的小范围里，要把射频增益提到最大，并去调节中频增益。这时，要去控制射频信号的增益误差，使其不能超出预先设定的小范围的上位临界值和下位临界值；还要去控制中频信号的增益误差，使其不能超出预先设定的小范围的上位临界值和下位临界值。
图4是用来直接控制射频和中频信号增益的AGC部(204-1)的详细结构框图。它由AGC误差检测器(401)、循环增益选择器(402)、射频环形滤波器(405)、中频环形滤波器(407)、滤波控制器(404)及射频和中频1比特迭而塔，西格马DAC(数-模转换器)(406，408)组成。
图5是AGC误差检测器(401)和循环增益选择器(402)的详细框图。AGC误差检测器(401)由平方器(401-1)和减算器(401-2)组成。这时，平方器(401-1)将对接收的信号进行平方处理，并向减算器(401-2)输出；减算器(401-2)将从平方处理的信号中减去基准功率值(REF)，并将其输出到循环增益选择器(402)。这就是说减算器(401-2)的输出值就成为了AGC增益误差值。还有，循环增益选择器(402)是由减算器组成。它将从AGC误差检测器(401)的输出中减去常数(k)之后，把其结果输出到射频环形滤波器(405)和中频环形滤波器(407)。这时，常数(k)是由AGC锁定控制部(403)来提供。也就是说，环形滤波器选择机(402)将去调节射频环形滤波器(405)和中频环形滤波器(407)的循环增益，使其具有迅速收敛和抖动噪音小的特性。
图6示出了滤波控制器(404)的输入、输出信号的例子。工作范围将根据射频环形滤波器(405)输出的RF-Ref-con、RF-Lim-con信号和中频环形滤波器(407)输出的IF-Ref-con、IF-Lim-con信号来决定。即根据输入信号的大小，从小范围、中范围、大范围中决定一个工作范围，生成一个对应于工作范围的工作范围控制值(stat)，并分别向射频、中频环形滤波器(405，407)输出。射频、中频环形滤波器(405，407)的工作范围将受到工作范围控制值(stat)的限制，如图3所示。
作为一例，滤波控制器(404)输出的工作范围控制值(stat)为00时假设为小范围；01为中范围；10为大范围。这是一个实际例子，但随设计者不同也可不同。
图7是滤波控制器(404)的工作流程图。
首先核对累积到射频和中频环形滤波器(405，407)的增益误差值按其工作范围是否超出了其限制范围，如果已超出那么要核对向哪个方向超出，然后根据其结果来决定工作范围。为此，射频循环滤器(405)要生成RF-Ref-con信号和RF-Lim-con信号，并输出到滤波控制器(404)上；而中频循环滤器(407)要生成IF-Ref-con信号和IF-Lim-con信号，并输出到滤波控制器(404)上。
图8和图9是射频和中频环形滤波器(405，407)的详细框图。按滤波控制器(404)发出的工作范围控制值(stat)(即工作范围)，它有三个工作范围。即先去判断射频和中频环形滤波器(405，407)累积的增益误差值在相应的工作范围里是否已超出了其限制范围。如果超出了限制范围，那么要核对一下是向哪个方向超出的，并把其结果输出到滤波控制器(404)上。
首先，在图8中，第1MUX(多路复用器)(801)，如果从滤波控制器(404)输出的工作范围控制值(stat)的上位比特为0，那么要选择已设定的临界值maxrf，并向第1比较器(803)输出；如果是1，那么要选择已设定的临界值rfthddn，并向第1比较器(803)输出。对第2MUX(802)，如果从滤波控制器(404)输出的工作范围控制值(stat)的下位比特为0，那么要选择已设定的临界值rfthdup，并向第2比较器(804)输出；如果是1要选择已设定的临界值minrf，并向第2比较器(804)输出。也就是说第1MUX(801)将选择输出滤波控制器(404)所定的工作范围的上位临界值；而第2MUX(802)则将选择输出下位临界值。
例如，假设由滤波控制器(404)输出的工作范围控制值(stat)为00，即小范围，那么第1MUX(801)将选择输出小范围的上位阈临界值maxrf到第1比较器(803)；而第2MUX(802)则选择输出小范围的下位临界值rfthdup到第2比较器(804)。
第1比较器(803)将对由第1MUX(801)输出的上位临界值和由积分器(807)输出的射频信号的实际增益误差值进行比较，并把其结果输出到控制信号发生部(805)；第2比较器(804)将对由第2MUX(802)输出的下位临界值和由积分器(807)输出的射频信号的实际增益误差值进行比较，并把其结果输出到控制信号发生部(805)控制信号发生部(805)要根据的第1比较器(803)的输出值(U)和第2比较器(804)的输出值(D)，生成方向控制信号RF-Ref-con和表示是否超出临界值的信号RF-Lim-con信号。
为了便于说明起见，本发明将设定第1比较器(803)的射频信号实际增益误差值大于上位临界值时，即超出上位临界值时，让其输出1；如果没有超出时，则让其输出0。另外设定第2比较器(804)的射频信号实际增益误差值小于下位临界值时，即超出下位临界值时，让其输出1；如果没有超出时，让其输出0。
这时，由控制信号发生部(805)生成的RF-Ref-con信号和RF-Lim-con信号将按下面的表1来决定。
表1
在表1中，RF-Ref-con信号表示射频信号的实际增益误差值是否超出上
制信号。如果是0，就设定为超出了下位临界值；如果是1，就设定为超出上位临界值。而RF-Lim-con则表示射频信号的实际增益误差值是否超出已设定的上位或下位临界值的信号。如果是0，就设定没有超出临界值；如果是1，就设定超出了临界值。
如此被定的RF-Ref-con信号和RF-Lim-con信号将输出到滤波控制器(404)，与此同时RF-Ref-con信号将以第3MUX(806)的选择信号输出，而RF-Lim-con信号则以积分器(807)的第4MUX(807-1)的选择信号输出。
第3MUX(806)，当RF-Ref-con信号为1时，为了把射频信号的实际增益误差值限制为上位临界值，将选择从第1MUX(801)输出的上位临界值输出到第4MUX(807-1)；如果为0时，为了把射频信号的实际增益误差值限制为下位临界值，将选择从第2MUX(802)输出的下位临界值输出到第4MUX(807-1)。
第4MUX(807-1)，当RF-Lim-con信号为1时，将选择从第3MUX(806)输出的上位或下位临界值输出到累积器(807-2)；如果为0时，将选择在累积器里(807-2)中被累积而反馈的射频信号实际增益误差，输出到累积器(807-2)。
在累积器(807-2)中累积的增益误差值，向第5MUX(808)输出的同时，还输出到积分器(807)的加算器(807-3)。
加算器(807-3)将向被累积在累积器(807-2)的增益误差值上叠加一个从增益误差检测器(401)输出的增益误差值之后，向第4MUX(807-1)和第1、第2比较器(803、804)输出。
第5MUX(808)将根据由天线控制部(302)输出的AGC-mode信号，去选择输出一个事先固定为特定值的射频增益误差值(RF-FAST-AGC)(809)，或者去选择从积分器(807)输出的正常射频信号的增益误差值，并将其输出到射频迭而塔、西格马DAC(406)。
即，如果能迅速地判断出在固定射频、中频信号增益的状态下接收的信号比一个特定电平小或大，那么将去选择由AGC-mode事先固定为特定值的射频增益误差值(RF-FAST-AGC)。
另外，由图9可知，它与图8的组成及工作流程很相似。在图9中，也为了便于说明，规定901为第1MUX；902为第2MUX；906为第3MUX；907-1为第4MUX；908为第5MUX；903为第1比较器；904为第2比较器。
这时，选择信号生成部(910)将按滤波控制器(404)输出的工作范围控制值，生成如下表2的选择信号(MUX-con1，MUX-con0)分别向第1和第2MUX□901□902□输□□表2
那么，第1MUX(901)，当由选择信号生成部(910)输出的选择信号MUX-con1为0时，将选择已设定的临界值maxif，并输出到第1比较器(903)；如果是1，则要选择已设定的临界值rfthdup，并输出到第1比较器(903)。第2MUX(902)，当由选择信号生成部(910)输出的选择信号MUX-con0为0时，将选择已设定的临界值rfthddn，并输出到第2比较器(904)；如果是1，则要选择已设定的临界值minif，并输出到第2比较器(904)。即第1MUX(901)选择输出由滤波控制器(404)决定的工作范围的上位临界值，第2MUX(902)选择输出下位临界值。
例如，设由滤波控制器(404)输出的工作范围控制值(stat)为00，即为小范围，那么第1MUX(901)要选择小范围的上位临界值maxif，并输出到第1比较器(903)；第2MUX(902)则选择小范围的下位临界值rfthddn，并向第2比较器(904)输出。
第1比较器(903)将对由第1MUX(901)输出的上位临界值和由积分器(907)输出的中频信号的实际增益误差值进行比较，并把其比较结果输出到控制信号发生部(905)；第2比较器(904)则对由第1MUX(902)输出的下位临界值和由积分器(907)输出的中频信号的实际增益误差值进行比较，并把其比较结果输出到控制信号发生部(905)控制信号发生部(905)根据第1比较器(903)的输出值(U)和第2比较器(904)的是输出值(D)，生成方向控制信号—IF-Ref-con信号和表示是否超出临界值信号——IF-Lim-con信号。
在图9中，也为了便于说明，如果中频信号实际增益误差值大于上位临界值，即超出上位临界值，那么第1比较器(903)设为输出1；如果没有超出，则设为输出0。还有，如果中频信号实际增益误差值小于下位临界值，即超出下位临界值，那么第2比较器(904)设为输出1；如果没有超出，则设为输出0。
这时，由控制信号发生部(905)生成的IF-Ref-con信号和IF-Lim-con信号如下列表3来决定。
表3
在表3中，IF-Ref-con信号表示中频信号的实际增益误差值是否超出了上位临界值或是否超出了下位临界值的一个方向控制信号。如果为0，就设定为超出了下位临界值；如果为1，就设定为超出了上位临界值。而IF-Lim-con则表示中频信号的实际增益误差值是否超出了已设定的上位或下位临界值的信号。如果为0，就设定为没有超出临界值；如果为1，则就设定为超出临界值。
这样设定的IF-Ref-con信号和IF-Lim-con信号将输出到滤波控制器(404)，与此同时IF-Ref-con信号将以第3MUX(906)的选择信号来输出；IF-Lim-con信号则以积分器(907)第4MUX(907-1)的选择信号来输出。
如果IF-Ref-con信号为1，那么，第3MUX(906)为了把中频信号的实际增益误差值限制为上位临界值，将选择由第1MUX(901)输出的上位临界值，并输出到第4MUX(907-1)；如果是0，则为了把中频信号的实际增益误差值限制为下位临界值，它将选择由第2MUX(902)输出的下位临界值，并输出到第4MUX(907-1)。
如果IF-Lim-con信号为1，那么第4MUX(907-1)将选择由第3MUX(906)输出的上位或下位临界值，并输出到累积器(907-2)；如果是0，则选择在累积器(907-2)中累积并反馈的中频信号实际增益误差，并将其输出到累积器(907-2)。
累积在累积器(907-2)的增益误差值，向第5MUX(908)进行输出的同时，还输出到积分器(907)的加算器(907-3)。
加算器(907-3)将在累积器(907-2)累积的增益误差值上叠加通过增益误差检测器(401)输出的增益误差值，然后向第4MUX(907-1)和第1、第2比较器(903、904)输出。
第5MUX(908)将根据由天线控制部(302)输出的AGC-mode信号，去选择输出一个事先已固定为任意值的中频增益误差值(IF-FAST-AGC)(909)，或选择积分器(907)的输出，并将其输出到中频迭而塔、西格马DAC(408)上。
滤波控制器(404)是通过输入由图8和图9生成的RF-Ref-con信号，RF-Ref-con信号，IF-Ref-con信号以及IF-Lim-con信号之后，决定其工作范围的。下面，参照图7的流程图详细说明其工作过程。
即，滤波控制器(404)将把初始的工作范围控制值(stat)设定为00，即初始化为小范围(701阶段)。
并且，如果RF-Ref-con信号和IF-Lim-con信号全部为1(702阶段)，即射频信号和中频信号被判断为都已超出了设定的临界值，那么，就要去判断其工作范围控制值(stat)是否为00(小范围)(703阶段)。
在703阶段中，如果工作范围控制值(stat)为00(小范围)，那么就要确认RF-Ref-con信号和IF-Ref-con信号是否都是0(704阶段)。在这里，RF-Ref-con信号和IF-Ref-con信号都为0，说明射频信号和中频信号的增益误差值，都小于小范围的下位临界值(即rfthdup，rfthddn)的值，即说明它已超出了下位临界值(即rfthdup，rfthddn)。这时，工作范围要转换成中范围，除此之外，将照旧维持原来的小范围。
即，在704阶段，如果RF-Ref-con信号和IF-Ref-con信号中，某一个不为0，那么要把工作范围控制值(stat)设定为00，并将其输出到射频、中频环形滤波器(405，407)(705阶段)。这就是说它将照旧维持原来的小范围。但是，在704阶段，如果RF-Ref-con信号和IF-Ref-con信号都为0，那么将把工作范围控制值(stat)转换为01(中范围)，并将输出到射频、中频环形滤波器(405，407)(706阶段)。
在703阶段，如果判断工作范围控制值(stat)不是00(小范围)，那么要确认是否为01(中范围)(707阶段)。在707阶段，如果判断工作范围控制值(stat)为01，那么要确认RF-Ref-con信号和IF-Ref-con信号是否都是1(708阶段)。
在708阶段，如果RF-Ref-con信号和IF-Ref-con信号都是1，就表示射频信号和中频信号的增益误差值都超出了中范围设定的上位临界值；如果是0，就表示射频信号和中频信号的增益误差值都超出了中范围设定的下位临界值。
因为，在708阶段，如果RF-Ref-con信号和IF-Ref-con信号都是1，就表示射频信号和中频信号的增益误差值都超出了已设定的上位临界值，所以，要把工作范围控制值(stat)转换为00(小范围)，并将输出到射频、中频环形滤波器(405，407)(712阶段)。
一方面，在708阶段，如果判断RF-Ref-con信号和IF-Ref-con信号当中，不论哪一个都不为1，那么，要重新确认RF-Ref-con信号和IF-Ref-con信号是否都是0(709阶段)。
在709阶段，如果判断RF-Ref-con信号和IF-Ref-con信号当中，不论哪一个都不为0，那么，要使工作范围控制值(stat)维持为01(中范围)状态，然后输出到射频、中频环形滤波器(405，407)(710阶段)。
在709阶段，如果两个信号都是0，就表示射频、中频增益误差值超出已设定的下位临界值，因此，要把工作范围控制值(stat)转换为10(大范围)并输出到射频、中频环形滤波器(405，407)(711阶段)。
另一方面，在707阶段，如果判断工作范围控制值(stat)不是01(中范围)，那么要确认是否为10(大范围)(713阶段)。在713阶段，如果判断工作范围控制值(stat)为10，要确认RF-Ref-con信号和IF-Ref-con信号是否都是1(714阶段)。
在714阶段，RF-Ref-con信号和IF-Ref-con信号都是1，那么表示射频信号和中频信号的增益误差值都超出大范围的上位临界值，因此，这时要转换为中范围，除此之外，维持原来的大范围。
即如果在714阶段中，RF-Ref-con信号和IF-Ref-con信号当中，无论哪一个都不是1，要把工作范围控制值(stat)维持原来的10(大范围)，并将其输出到射频、中频环形滤波器(405，407)(715阶段)。并且，在714阶段，如果RF-Ref-con信号和IF-Ref-con信号都是1，那么要把工作范围控制值(stat)转换为01(中范围)，并将其输出到射频、中频环形滤波器(405，407)(716阶段)。
而且，在713阶段，如果判断工作范围控制值(stat)不是10，那么要确认是否是11(717阶段)。这时，不应发生工作范围控制值(stat)为11的情况，但因错误等原因也可能发生这种现象。因此，在717阶段，如果判断工作范围控制值(stat)为11，要退回到701阶段，并使工作范围控制值(stat)初始化为00；如果判断不是11，要退回到702阶段，并重复决定工作范围控制值(stat)的过程。
图10是射频、中频迭而塔、西格马DAC(406，408)的详细框图，把射频环形滤波器(405)和中频环形滤波器(407)的值(RF-acc，IF-acc)分别转换为1位模拟信号(射频AGC，中频AGC)，并分别向调谐器(202)和放大部(203)输出。
即减算器(1011)将把由环形滤波器(405或407)输出的增益误差值(RF-acc，IF-acc)和通过MUX(1016)输出的最大值或最小值的差值，输出到加算器(1012)。加算器(1012)要在减算器(1011)的输出上叠加一个后面要出现的延迟器(1013)反馈的值，并将把它输出到延迟器(1013)。延迟器(1013)对加算器(1012)的输出进行一定时间的延迟后，只把最高位输出到转换器(1014)和MUX(1016)，同时反馈到加算器(1012)。转换器(1014)将把延迟器(1013)的最高位加以反转之后，通过延迟器(1015)重新延迟一定时间后输出。
另外，图11示出了图2中信号功率检测部(301)的输出、输入信号。它将从AGC部(204-1)输入射频增益误差值(RF-acc)、中频增益误差值(IF-acc)及工作范围控制值(stat)来检测信号功率。即，射频、中频环形滤波器(405，407)，如图3所示，将根据接收的信号强度，去决定其增益误差值；因此，信号功率检测部(301)将接收这个值来检测信号功率的。而且，如果把这样检测的信号功率与实际信号功率表格进行对比，那么能正确地计算出信号的功率值。这里检测的信号功率值可以用做非常重要的通道信息。
图12是信号功率检测部(301)的工作流程图，如果是允许锁定的状态(1201阶段)，那么将利用由射频、中频循环滤波器(405，407)输出的增益误差值(RF-acc，IF-acc)，去检测现在的中频、射频信号功率(1202阶段)。即，在接收机能够拥有的最大信号功率(MAX-ACC)上，分别相加增益误差值(RF-acc，IF-acc)(MAX-ACC+RF-acc，MAX-ACC+IF-acc)，就能求得现在的接收信号功率(RF-PW，IF-PW)。这时，如果工作范围控制值(stat)为10，即表示为大范围(1203阶段)，就要最大限度地降低射频增益。这是因为调节中频增益的范围，信号功率检测部(301)要以输出到天线控制部(302)的信号功率值(Power info.)去决定IF-PW(1204阶段)。
一方面，在1203阶段，如果判断出工作范围控制值(stat)不是10，那么要重新确认是否是01(1205阶段)。在1205阶段，如果是01，即表示中范围，那么要以适当的大小去维持中频增益；并且因为是调节射频增益的范围，信号功率检测部(301)将要以输出到天线控制部(302)的信号功率水平值(Power info.)来决定射频-PW(1206阶段)。
而且，在1205阶段，如果是00，即表示为小范围，那么这是要最大限度地增大射频增益的状态下，去调节中频增益的一个范围，因此信号功率检测部(301)将以输出到天线控制部(302)的信号功率值(Power info.)来决定中频-PW(1207阶段)。
天线控制部(302)将根据信号功率值(Power info.)去控制天线系统(201)，调节天线的定向性，使其检测出最大的功率。于是，通过天线，由天线系统(201)接收的信号达到最佳化。
本发明可以适用于VSB、QAM、QPSK、OFDM接收机等有线、无线通信领域。
通过以上的说明，如果是专业人员，那么就可以在不脱离本发明的设计思想的技术范围内，进行多种变更或修正。所以，本发明的技术范围不应局限于
权利要求
1.一种数字电视接收机的自动增益控制装置，包括调谐部、中频AGC放大部、解调部，其特征在于调谐部将从通过天线而接收的射频信号中，只去调谐特定的射频信号，并按输入的射频增益控制信号，自动调节调谐的射频信号增益，然后将其转换为中频信号；中频AGC放大部将按输入的中频增益控制信号对由调谐器输出的中频信号增益进行自动调节，然后予以输出，以便进行解调；解调部将对由中频AGC放大部输出的中频信号进行解调；还设有一个AGC部，它将从解调的信号中求得AGC增益的误差，对其进行累积，并按累积的增益误差大小，从多个工作范围中确定其中的一个工作范围，再按其工作范围向调谐器和中频AGC放大部输出射频增益控制信号和中频增益控制信号。2、根据权利要求1所述的数字电视接收机的自动增益控制装置，其特征在于按累积的增益误差大小把工作范围分为强电场的大范围、中电场的中范围、弱电场的小范围；在大范围里，调节中频信号的增益，使得射频信号的增益维持在最大限度地降低的状态；在中范围里，调节射频信号的增益，以保持中频信号的增益；在小范围里，调节中频信号的增益，使射频信号的增益维持在最大限度地增大状态。
3.根据权利要求2所述的数字电视接收机的自动增益控制装置，其特征在于设有一个AGC误差检测器，它对解调的信号进行平方处理之后，求取与已设定的功率值间的差值，并以此为增益误差值予以输出；设有一个射频环形滤波器，它去累积AGC误差检测器求得的增益误差之后，核对一下累积的增益误差在已经决定的工作范围内是否超出已设定的射频信号之上位临界值或下位临界值，并输出其射频范围控制信号；另外，还查出累积的增益误差值是超出射频信号的上位临界值，还是下位临界值，并输出表示超出方向的射频方向控制信号；设有一个中频环形滤波器，它将累积AGC误差检测器求得的增益误差之后，核对一下累积的增益误差在已经决定的工作范围内是否超出已设定的中频信号之上位临界值或下位临界值，并输出其中频范围控制信号；另外，还查出累积的增益误差值是超出中频信号的上位临界值，还是下位临界值，并输出一个显示超出方向的中频方向控制信号；设有一个滤波器控制部，它将接收从射频、中频环形滤波器输出的射频、中频方向控制信号和射频、中频范围控制信号，并以此决定其工作范围，并把相应的工作范围控制值输出到射频、中频环形滤波器。
4.根据权利要求1所述的数字电视接收机的自动增益控制装置，其特征在于设有信号功率检测部，它将根据从AGC部输出的射频和中频信号累积增益误差值和工作范围，去检测现接收的信号功率值；设有天线控制部，它将根据由信号功率检测部检测的信号功率，去输出控制信号；还备有天线系统，它将根据天线控制部的控制信号，去调整天线的定向性。
5.一种数字电视接收机的自动增益控制方法，其特征在于从通过天线接收的射频信号中，只去调谐特定的射频信号，并把被调谐的射频信号转换成中频信号之后，进行解调，包括以下阶段第一阶段是对解调的信号进行平方处理，然后从平方处理的信号中减去已设定的基准功率值来求得增益误差，进而再行累积的阶段；再一个阶段是根据累积的增益误差的大小，去决定多个工作范围中的某一个工作范围，并根据决定的工作范围直接去控制射频信号的增益和中频信号的增益。
6.根据权利要求5所述的数字电视接收机的自动增益控制装置，其特征在于增益控制阶段按增益误差大小把工作范围分为强电场的大范围、中电场的中范围、弱电场的小范围；而在的大范围里，将维持最大限度地降低射频信号增益的状态下来调节中频信号的增益；在中范围里，保持中频信号增益的状态下调节射频信号的增益；在小范围里，将保持最大限度地增大射频信号增益的状态下来调节中频信号的增益。
7.根据权利要求6所述的数字电视接收机的自动增益控制装置，其特征在于增益控制阶段又由下述的分阶段组成，即若现在的工作范围为小范围，而且累积的增益误差被判定为全都超出小范围所设定的射频信号的下位临界值和中频信号的下位临界值，则工作范围就决定为中范围，而把其余的情况都定为小范围的阶段；若现在的工作范围为中范围，而且判定为全都超出中范围所设定的射频信号的下位临界值和中频信号的下位临界值，则工作范围就决定为大范围；而把其余的情况都定为小范围；若累积的增益误差被判定为全部超出中范围所设定的射频信号的上位临界值和中频信号的上位临界值，则工作范围就定为小范围；并把其余的情况定为中范围的阶段；若现在的工作范围为大范围，并判定累积的增益误差全部超出大范围所设定的射频信号的上位临界值和中频信号的上位临界值，则工作范围就定为中范围，并把其余的情况定为大范围的阶段。
8.根据权利要求5所述的数字电视接收机的自动增益控制装置，其特征在于累积的增益误差值，若超出工作范围的射频信号上位临界值或下位临界值，则将累积的增益误差值限制在上位临界值或下位临界值。
9.根据权利要求5所述的数字电视接收机的自动增益控制装置，其特征在于累积的增益误差值，若超出工作范围的中频信号上位临界值或下位临界值，则将累积的增益误差值限制在上位临界值或下位临界值。
全文摘要
本发明涉及一种使用残留边带(VSB)方式的数字电视接收机的自动增益控制装置及其方法,尤其是它将接收的VSB调制信号,通过一种解调接收芯片,可直接去完成射频AGC(射频自动增益控制)和中频AGC(中频自动增益控制)；并通过接收芯片内的AGC,还能检测出接收信号功率。由此,可选择性地去调节AGC环形频带,进而得到迅速收敛和波形瞬间微少的抖动噪声小的特性。如果在去形成两种以上相异的接收系统时,由于各自的射频AGC基准值可以按其方式来进行选择,因而可以共有AGC；而且,它还能按AGC的方式去检测出接收信号功率,因而它能适用于更为广泛的领域。
文档编号H04N5/52GK1423486SQ02156910
公开日2003年6月11日 申请日期2002年12月23日 优先权日2002年12月23日
发明者李太源 申请人:乐金电子(沈阳)有限公司