专利名称：自动增益控制电路及方法
技术领域：
本发明涉及一种自动增益控制电路及方法，特别是，涉及一种应用时分双工(Time Division Duplexing，TDD)模式的自动增益控制电路及方法。
背景技术：
随着无线局域网络的逐渐普及，不仅各公司内对以笔记本电脑无线上网的户内用户的需求逐渐增多，且所谓的点对点或点对多点模式的各公司间或各建筑物间的无线传输等户外的应用也逐渐受到重视。
由于ISM的2.4GHz的无线传输公用频带目前已趋于饱和的状态，已有本领域技术人员利用升降频的技术调整到需授权的频带，例如提升至3.5GHz的频带，一来可增加频宽，二来可提高数据传输的保密性。传统的无线传输是采用频分双工(Frequency Division Duplexing，FDD)模式，其数据传输为连续性模式。一个应用频分双工模式的自动增益控制电路10如图1所示，显示一个利用升降频技术的无线传输系统的户外单元的电路结构。该自动增益控制电路10包含一个解复用器11、一个衰减器12，一个第一中频放大器13、一个第一混频器14、一个第一带通滤波器15、一个功率放大器16、一个传输振荡器17、一个积分器18、一个双工器(diplexer)19、一个低噪声放大器21、一个影像排除滤波器22、一个第二混频器23、一个接收振荡器24、一个第二带通滤波器25及一个第二中频放大器26、一个耦合器27以及一个二极管30。该第一中频放大器13、第一混频器14、第一带通滤波器15及功率放大器16可组成一个升频器28，可将该解复用器11的输入信号提升至所需的频率，再经由该双工器19传输至一个天线20，以进行无线传输。该低噪声放大器21、影像排除滤波器22、第二混频器23、第二带通滤波器25及第二中频放大器26则可组成一个降频器29，可降低该天线20所接收信号的频率，并经由该解复用器11，将信息送入户内使用。该二极管30可检测该耦合器27的感应电压，并将其经由该积分器18传回该衰减器12以调整其衰减功率。一般而言，信号由户内单元传输至户外单元时，因缆线长度的不同将产生约5至15dBm的损失。频分双工模式的数据传输为连续性的，故该自动增益控制电路10自激活经数秒至数十秒的时间而逐渐稳定后，其最终的输出功率可利用该耦合器27、二极管30及积分器18进行反馈控制，以调整该衰减器12的衰减功率，从而得以维持固定的功率输出，进而改善因缆线传输的损失所造成输出功率不稳定的现象。
然而，当无线传输采用时分双工模式时，其信息是以突发模式(burstmode)进行传输，且数据传输的时间长短不一，此时该自动增益控制电路10的输出功率常在尚未达到稳定状态时，便停止其数据传输。如此一来，不仅输出功率无法固定，且输出信号可能严重失真。
发明内容
本发明的主要目的是提供一种应用时分双工模式的自动增益控制电路及方法，可根据一个无线传输系统在户内及户外连接时的电缆损耗进行调整，使该无线传输系统的信号输出始终维持在固定功率。
相比于传统频分双工模式所使用的反馈回路，本发明的应用时分双工模式的自动增益控制电路及方法是采用前馈回路的设计，在信号进行升频前即进行衰减功率的控制，用以避免反馈回路可能造成的时间延迟。
本发明的应用时分双工模式的自动增益控制电路包含一个感应电路、一个第一切换器、一个第二切换器、一个衰减器、一个升频器、一个比较器及一个电压放大器。该感应电路用来感应一输入信号。该衰减器的输入端与该第一切换器电连接。该升频器的输入端与该衰减器的输出端电连接，而输出端则与该第二切换器电连接。该比较器的输入端接收该感应电路的输出电压，且其输出端电连接该第一及第二切换器，用以控制该第一及第二切换器的切换动作。该电压放大器可将该感应电路的输出电压进行放大，用以控制该衰减器的衰减功率。
本发明的应用时分双工模式的自动增益控制方法包含下列步骤(1)检测一个输入信号以产生一个第一电压；(2)利用该第一电压将该输入信号切换至一升频电路；(3)将该第一电压进行放大而得一个第二电压；(4)利用该第二电压在该输入信号进行升频前调整其衰减功率。
本发明将依照附图加以说明，其中图1是现有的应用频分双工模式的自动增益控制电路；图2是本发明的应用时分双工模式的自动增益控制电路；图3是检测二极管的输入功率与输出电压的关系图；图4是衰减器的控制电压与衰减功率的关系图。
图中组件符号说明50自动增益控制电路51感应电路，511耦合器，512检测二极管52比较器53电压放大器54第一切换器55衰减器56升频器，561第一中频放大器，562第一混频器，563第一带通滤波器，564功率放大器57降频器，571低噪声放大器，572第二带通滤波器，573第二混频器，574第三带通滤波器，575第二中频放大器58第二切换器59振荡器60缆线具体实施方式
图2是本发明的应用时分双工模式的自动增益控制电路50，显示一个利用升降频技术的无线传输系统的户外单元的电路结构。该自动增益控制电路50包含一个感应电路51、一个比较器52、一个电压放大器53、一个第一切换器54、一个衰减器55、一个升频器56、一个第二切换器58、一个降频器57及一个振荡器59。该感应电路51包含一个耦合器511及一个检测二极管512。该升频器56包含一个第一中频放大器561、一个第一混频器562、一个第一带通滤波器563及一个功率放大器564。该降频器57包含一个低噪声放大器571、一个第二带通滤波器572、一个第二混频器573、一个第三带通滤波器574及一个第二中频放大器575。该振荡器59用来提供射频信号供该第一混频器562及第二混频器573进行混频。该自动增益控制电路50与现有技术主要的差异在于该感应电路51设在信号的输入/输出端，当信号处于发射状态时，该检测二极管512可检测该耦合器511的感应电压，而输出一个第一电压，该第一电压约介于0.2至0.8V。该第一电压经由该比较器52与一个参考电压Vcc进行比较，从而产生一个控制电压SW CTRL，用以将该第一切换器54及第二切换器58切换至发射电路，即该第一切换器54、衰减器55、升频器56及第二切换器58形成通路。相反地，当信号处于接收状态时，该第一切换器54及第二切换器58将切换至接收电路，即与该降频器57形成导通。此外，该检测二极管512产生的第一电压经该电压放大器53放大后将产生一个第二电压(例如约0.6V)，用以控制该衰减器55的衰减功率，以维持固定的功率输出。通常衰减器是由二极管制成，故该检测二极管512的输入功率与输出电压及该衰减器55的控制电压与衰减功率均呈非线性的正向关系，其分别如图3及图4所示。因此，当该检测二极管512的输入功率较低时，其输出的第一电压也较低，以致于经该电压放大器53输出的第二电压较低，故该衰减器55的衰减功率较少。反之，当该检测二极管512的输入功率较高时，该检测二极管512输出的第一电压较高，以致于经该电压放大器53输出的第二电压较高，故该衰减器55的衰减功率较多。如此一来，虽然该自动增益控制电路50的输入端可能由于缆线长短不一而造成不同的缆线功率损耗，但通过该衰减器55的衰减功率的调整，则可维持固定的输出功率。
相比于现有技术的反馈回路设计，本发明的自动增益控制电路50是采用前馈回路的概念，在信号进入该升频器56之前即进行功率的调整。此外，本发明的设计在回路中不需积分器等容易造成时间延迟的组件，使得该第一切换器54及第二切换器58可更迅速地进行切换，因而非常适合时分双工模式的突发性数据传输。
本发明的技术内容及技术特点已揭示如上，然而熟悉本技术的技术人员仍可能基于本发明的教示及揭示而作种种不背离本发明精神的替换及修饰。因此，本发明的保护范围应不限于实施例所描述的内容，而应包括各种不背离本发明的替换及修饰，并为本专利申请权利要求所涵盖。
权利要求
1.一种自动增益控制电路，应用于时分双工模式，包含一个感应电路，用来感应一个输入信号；一个第一切换器，与所述输入信号电连接；一个第二切换器；一个衰减器，其输入端与所述第一切换器电连接；一个升频器，其输入端与所述衰减器的输出端电连接，且其输出端与所述第二切换器电连接；一个放大器，将所述感应电路的输出信号进行放大，用来控制所述衰减器的衰减功率。
2.根据权利要求1所述的自动增益控制电路，其特征在于所述感应电路包含一个耦合器及一个检测二极管。
3.根据权利要求1所述的自动增益控制电路，其特征在于其进一步包含一个比较器，其输入端用于接收所述感应电路的输出信号，而其输出端用于控制所述第一及第二切换器的切换动作。
4.根据权利要求1所述的自动增益控制电路，其特征在于所述升频器包含至少一个放大器、至少一个带通滤波器及一个混频器。
5.根据权利要求4所述的自动增益控制电路，其特征在于其进一步包含一个振荡器，用来提供一个射频信号供所述混频器进行混频。
6.根据权利要求1所述的自动增益控制电路，其特征在于其进一步包含一个降频器，其两端分别电连接至该第一及第二切换器。
7.根据权利要求6所述的自动增益控制电路，其特征在于所述降频器包含至少一个放大器、至少一个带通滤波器及一个混频器。
8.一种自动增益控制方法，应用于时分双工模式，包含下列步骤检测一个输入信号以产生一个第一电压；利用该第一电压将所述输入信号切换至一个升频电路；将所述第一电压进行放大而得一个第二电压；利用所述第二电压在该输入信号进行升频前调整其衰减功率。
9.根据权利要求8所述的自动增益控制方法，其特征在于所述第一电压和一个预定的参考电压进行比较，以判断是否将该输入信号切换至一个升频电路。
全文摘要
本发明涉及一种应用时分双工模式的自动增益控制电路及方法，其中该自动增益控制电路包含一感应电路、一第一切换器、一第二切换器、一衰减器、一升频器、一比较器及一电压放大器。该感应电路用来感应一输入信号。该衰减器的输入端与该第一切换器电连接。该升频器的输入端与该衰减器的输出端电连接，而输出端则与该第二切换器电连接。该比较器的输入端接收该感应电路的输出电压，且其输出端与该第一及第二切换器电连接，用以控制该第一及第二切换器的切换动作。该电压放大器可将该感应电路的输出电压进行放大，用以控制该衰减器的衰减功率。
文档编号H04W52/52GK1549446SQ03130990
公开日2004年11月24日 申请日期2003年5月12日 优先权日2003年5月12日
发明者萧兴隆 申请人:台扬科技股份有限公司