自动增益控制器及其控制方法

专利名称：自动增益控制器及其控制方法
技术领域：
本发明是有关于一种自动增益控制器及其控制方法，且特别是有关于一 种三段双路自动增益控制器及其方法，用于适应性地控制射频放大器和中频 放大器的增益。
背景技术：
近年来随着科技的进步，收看电视节目己经不一定需要一台电视机，只 需利用机顶盒或视讯卡搭配任一显示器，即可收看电视节目。并且，由于通 信技术以及压縮技术的日新月异，传统的模拟电视广播已渐渐朝向数字电视
广播的发展迈进。使用者只需通过模拟调谐器(analog tuner)或数字调谐器 (digital tuner)，便可收看模拟电视信道或数字电视信道。
在无线传送电视信号的过程中，电视信号在发射端会先被转换至中频 (intermediate frequency)，之后再转换至射步页(radio frequency)。之后，转 换至射频的电视信号通过发射端的天线发射出去。另一方面，在接收端的天 线则会接收由发射端所传送的射频电视信号，之后所接收到的射频电视信号 会经过滤波、放大等处理，而转换为供显示器显示的视讯。通常，接收端所 接收到的射频电视信号的电平或信号强度很小，而不足以大到可以直接提供 给显示器使用。因此，接收器所接收到的射频电视信号得经过放大的处理。 请参考图1，图1为已知接收器10的功能方块图。接收器IO包含有天线(未 显示)、射频滤波器12、射频放大器14、中频滤波器16、中频放大器18以 及自动增益控制器20。射频滤波器12为一个跟踪滤波器(tracking filter)， 其会将天线所接收到的输入信号SrN转换为射频信号Srf。射频放大器14则会
将射频信号SRF放大而输出一放大后的射频信号Sarf。中频放大器16为一个
6表面声波滤波器(Surface Acoustic Wave filter, SAW filter)，其会过滤放大后
的射頻信号Sarf，而输出对应于所欲观看的电视信道的中频信号S!f。之后，
中频信号SIF会通过中频放大器18放大为中频的输出信号S0UT。 一般来说，
射频信号SRF的频率范围会较中频信号S!F的频率范围宽。
为了使中频输出信号SouT的电平落在显示器所能接受的范围内。自动增 益控制器20会依据中频输出信号Scxjt来判断瑜入信号S!n的强度，并输出增
益控制信号AGC1和AGC2，以分别控制射频放大器14和中频放大器18的 增益。这种控制增益的方式因其一路控制射频放大器14的增益，而另一路控 制中频放大器18的增益，故被称为双路自动增益控制(dual-loop Auto Gain Control, dual-loop AGC)。
请参考图2，图2为图1射频放大器14的射频增益Grf和中頻放大器18 的中频增益GzF对输入信号S:n的强度的关系图。其中，射频放大器14对于输 入信号Sjn的强度的关系可以用射频增益曲线32来表示，而中频放大器18对 于输入信号S:n的强度的关系可以用中频增益曲线34来表示。此外，图2中
绘示了三个不同的输入信号S!n的强度V" V2和V3，而V^V^V3。
一般说来，当自动增益控制器20控制射频放大器14和中频放大器18的 增益时，射频增益GRF不会超过G^"1，而中频增益G!f不会超过G「,1。举 例来说，当输入信号S:n的强度小于Vi时，射频增益GRF和中频增益GiF会分 别等于G^^和G;r1。此外，当输入信号S:n的强度介于V!和V2之间时， 射频增益Grf会維持在G^"1 ，而中频增益G:f则随着输入信号SrN的强度渐 增而逐渐地由G『1降至G，；当输入信号Sjn的强度介于V2和V3之间时，
中频增益Gff则维持在G^11 ，而射频增益GRF则随着输入信号SiN的强度渐
增而逐渐地由G『1降至G^nl;而当输入信号Sxn的强度大于V3时，射频增
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益grf和中频增益gjf会分别等于G^nl和说明书第3/15页
然而，上述双路自动增益控制的方式对于邻道信号干扰的问题并未予以 考虑，而会有邻道干扰的问题。换言之，当邻道的信号过强时，往往会影响 到欲观看的信道的画质。

发明内容
针对现有数字电视信号接收系统中，存在相邻广播电视信道干扰的情况 下会导致接收机性能急剧下降问题，本发明通过改变调节双路自动增益控制
的转换点(takeover-point)，来优化中频放大器和射频放大器的工作点，从而 获取更好的线性度，而达到提高诸如邻道抑制的性能的目的。
本发明提出一种自动增益控制方法，用于控制一射频放大器和一中频放 大器的增益，并将一输入信号通过该射频放大器和该中频放大器放大。该方 法包括判断该输入信号的强度；调降该射频放大器的增益曲线；调升该中 频放大器的增益曲线；以及当该输入信号的强度大于一门限值时，提供一增 益补偿至该中频放大器，以降低该中频放大器的增益。其中该射频放大器所 输出的信号的频率范围大于该中频放大器所输出的信号的频率范围。
本发明提出一种自动增益控制器，该自动增益控制器包括一能量计算器、 一比较器、 一增益步进选择器、 一射频自动增益控制器以及一中频自动增益控 制器。该能量计算器用于判断出一输入信号的信号强度。该比较器耦接于该能 量计算器，并会将该输入信号的信号强度与一预设的门限值比较。该增益步进 选择器耦接于该比较器。该射频自动增益控制器耦接于该增益步进选择器，并 会调降一射频放大器的增益曲线。该中频自动增益控制器耦接于该增益步进选 择器，且具有一第一中频自动增益控制回路和一第二中频自动增益控制回路。 该第一中频自动增益控制回路和该第二中频自动增益控制回路用于控制一中 频放大器的中频增益。其中该增益步进选择器会依据该比较器的比较结果，步 进地启动该第一中频自动增益控制回路和该第二中频自动增益控制回路。
在本发明的一实施例中，上述的方法还包括将该中频放大器的增益曲线的一转换点由一第一转换点切换至一第二转换点，以将该增益补偿提供给该 中频放大器。
本发明提出 一种三段双路自动增益控制的方法，用于控制一射频放大器 和一中频放大器的增益，并将一输入信号通过该射频放大器和该中频放大器 放大。该方法包括判断该输入信号的强度；倘若该输入信号的强度小于一
门限值时，则调降该射频放大器的增益曲线，并调升该中频放大器的增益曲 线；以及倘若该输入信号的强度大于该门限值时，则将该中频放大器的增益 曲线的一转换点由一第一转换点切换至一第二转换点，其中该第二转换点所 对应的该输入信号的强度大于该第一转换点所对应的该输入信号的强度，该 第二转换点所对应的该中频放大器的增益小于该第一转换点所对应的该中频 放大器的增益。其中该射频放大器所输出的信号的频率范围大于该中频放大 器所输出的信号的频率范围。
在本发明的一实施例中，当上述的中频放大器的增益曲线的转换点由该 第一转换点切换至该第二转换点时， 一增益补偿被提供至该中频放大器，而 降低该中频放大器的增益。
在本发明的一实施例中，上述的射频放大器的增益曲线表示该射频放大 器的增益与该输入信号的强度之间的关系，而该中频放大器的增益曲线表示 该中频放大器的增益与该输入信号的强度之间的关系。
在本发明的一实施例中，上述的输入信号先通过该射频放大器放大后， 再通过该中频放大器放大。
在本发明的一实施例中，上述的输入信号的强度为该输入信号的能量或 电位。
在本发明的一实施例中，上述的第一中频自动增益控制回路、该第二中 频自动增益控制回路和该射频自动增益控制器各包括一回路滤波器和一积分 器，每一个回路滤波器为一个低通滤波器，用于低通过滤该增益步进选择器 所输出的信号，而每一个积分器会累加计算对应的回路滤波器所输出的信号。在本发明的一实施例中，上述的中频自动增益控制器另具有一加法器、
一迭耳塔-西格码数字模拟转换器以及一 RC模拟滤波器，该加法器会加总该 第一中频自动增益控制回路和该第二中频自动增益控制回路的积分器的数字 输出，该迭耳塔-西格码数字模拟转换器会对该加法器的输出进行迭耳塔-西格 码数字模拟转换，该RC模拟滤波器会将该迭耳塔-西格码数字模拟转换器的 交流输出转换为直流输出。
在本发明的一实施例中，上述的射频自动增益控制器另具有一迭耳塔-西 格码数字模拟转换器以及一 RC模拟滤波器，该迭耳塔-西格码数字模拟转换 器会对该射频自动增益控制器的积分器的输出进行迭耳塔-西格码数字模拟转 换，而该RC模拟滤波器会将该迭耳塔-西格码数字模拟转换器的交流输出转 换为直流输出。
在本发明的一实施例中，当该输入信号的信号强度小于该预设的门限值 时，该增益步进选择器会启动该第一中频自动增益控制回路并关闭该第二中 频自动增益控制回路，而当该输入信号的信号强度大于该预设的门限值时， 该增益步进选择器会启动该第二中频自动增益控制回路并关闭该第一中频自 动增益控制回路。
在本发明的一实施例中，当该输入信号的信号强度小于该预设的门限值 时，该第一中频自动增益控制回路会调升该中频放大器的增益曲线。
在本发明的一实施例中，当该输入信号的信号强度大于该预设的门限值 时，该第二中频自动增益控制回路会提供一增益补偿至该中频放大器，以降 低该中频放大器的增益。
本发明的设计基于先前技术在实际应用中的问题提出解决的方案，而提 供一种三段双路自动增益控制架构。其中一路对射频放大器提供自动增益控 制，另一路对中频放大器提供自动增益控制，而对中频放大器所提供自动增 益控制又可区分为二段自动增益控制。因此本发明所提供三段双路自动增益 控制架构简单而实用，且不但可以解决邻道抑制的问题，同时也能保证强信
10号接收的状况。
为让本发明的上述特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并 配合附图，作详细说明如下。


图1所示为已知接收器的功能方块图。
图2所示为图1中射频放大器的射频增益和中频放大器的中频增益对输 入信号的强度的关系图。
图3所示为本发明的一实施例中接收器的功能方块图。 图4所示为图3中射频放大器的增益曲线以及中频放大器的增益曲线。 图5所示为图3中射频放大器的增益曲线以及中频放大器的补偿增益曲线。 图6所示为图3中射频放大器的增益曲线以及中频放大器的等效增益曲线。 图7所示为图3中射频控制信号及中频控制信号与输入信号的强度的关 系图。
图8用于图示说明以软件来控制中频增益曲线转换点的切换。 图9所示为本发明切换中频增益曲线转换点的流程图。 图IO所示为本发明另一实施例中的接收器的功能方块图。 图11所示为图10中接收器相较于其他装置在抑制邻道信号干扰表现上 的比较表。
图12所示为图10中接收器在不同测试环境下相较于其他装置在抑制邻 道信号干扰表现上的比较表。
图13所示为图10中接收器相较于其他装置的信噪比的比较表。
图14所示为本发明第二实施例中射频放大器的增益曲线以及中频放大器
的补偿增益曲线。
图15所示为本发明第二实施例中射频放大器的增益曲线以及中频放大器 的补偿增益曲线。图16所示为本发明第二实施例中射频放大器的增益曲线以及中频放大器 的等效增益曲线。
具体实施例方式
请参考图3,图3为本发明的一实施例中的接收器40的功能方块图。接收 器40具有一调谐器(tuner) 50以及一自动增益控制器60。调谐器50会将所
接收到的射频的输入信号S!n转换为中频的输出信号Sout。调谐器50具有射频
滤波器52、射频放大器54、中频滤波器56以及中频放大器58。在本发明中， 为凸显本发明与已知技术的差异，射频滤波器52、射频放大器54、中频滤波 器56以及中频放大器58的电路特性与架构分别与图1中的射频滤波器12、射 频放大器14、中频滤波器16和中频放大器18相同。换句话说，射频滤波器 52为一个跟踪滤波器(tracking filter)，它会将天线所接收到的输入信号Sjn 转换为射频信号Srp。射频放大器54则会将射频信号Srf放大而諭出一放大后 的射頻信号Sarf。中频滤波器56为一个表面声波滤波器(SAW filter)，它会 过滤放大后的射频信号S，，而输出对应于所欲观看的电视信道的中频信号
S!f。之后，中频信号S^会通过中频放大器58放大为中频的输出信号SouT。同 样地，射频信号Srf的频率范围会较中频信号S!f的频率范围来得宽。
自动增益控制器60包含有一能量计算器62、 一比较器64、 一增益步进 选择器66、 一中频自动增益控制器70以及一射频自动增益控制器100。能量 计算器62的输入端耦接于调谐器50的输出端，用于依据中频放大器58所输
出的中频的输出信号SouT，来判断出输入信号S:n的信号强度。其中能量计算
器62所判断出的输入信号的信号强度，可以是输入信号S:n的能量或电平， 而其单位通常以dBuV来表示。比较器64的输入端耦接于能量计算器62的输 出端，它会将输入信号S:n的信号强度与预设的门限值作比较，并依据比较后 的结果来控制增益步进选择器66的操作。增益步进选择器66的输入端耦接 于比较器64的输出端，它会依据比较器64的比较结果，来步进地启动中频
12自动增益控制器70的第一中频自动增益控制回路80和第二中频自动增益控
制回路90。举例来说，当输入信号S!N的信号强度小于上述预设的门限值时，
增益步进选择器66会启动第一中频自动增益控制回路80，而关闭第二中频自
动增益控制回路90;当输入信号S!N的信号强度大于上述预设的门限值时，增
益步进选择器66会启动第二中频自动增益控制回路80并关闭第一中频自动 增益控制回路90。此外，中频自动增益控制器70和射频自动增益控制器100 会依据能量计算器62所判断的输入信号SjN的信号强度，分别输出中频控制 信号IF_AGC和射频控制信号RF—AGC至中频放大器58和射频放大器54， 以控制中频放大器58和射频放大器54的增益。
请参考图4，图4所示为射频放大器54的增益曲线102以及中频放大器 58的增益曲线104。增益曲线102用于表示射频放大器54的增益G虹与输入 信号SjN的强度之间的关系，而增益曲线104则用于表示中频放大器58的增 益Gff与输入信号Sjn的强度之间的关系。为达到抑制邻道的信号干扰的目的， 本发明会降低射频放大器54的增益Grf并提高中頻放大器58的增益GIF。详 言之，射频放大器54的增益曲线会由预设的增益曲线32调降至增益曲线102， 而中频放大器58的增益曲线会由预设的增益曲线34调升至增益曲线104。如
图所示， 一方面，射频放大器54的增益Grf的最大值会由G^"1调降至G^"，
而其最小值会由G^m调降至G^112。另一方面，中频放大器58的增益GIF
的最大值会由G^^调升至G^342，而其最小值会由G^m调升至G^12。其 中，因射频放大器54的增益曲线被调降，邻道信号的能量可以有效地被抑制。 此外，当收看信道的信号增益因射频放大器54的增益曲线被调降而降低时， 因中频放大器58的增益曲线被调升，而使得收看信道的信号在射频增益上的 损失可受到中频增益的补偿。如此一来，不但邻道信号干扰的情况可以被抑 制，而且收看信道的信号增益可被维持。
此外，为了避免输入信号S!N的强度过强(例如大于90dBiiv)，而造成接收品质下降并使画面出现严重的马赛克，本发明还会再针对过强的输入信
号S:n的情况作调节。请参考图5并同时参照图3和图4。图5所示为射频放 大器54的增益曲线102以及中频放大器58的补偿增益曲线106。在本实施例 中，当输入信号SrN的强度小于V2时，第一中频自动增益控制回路80会被启 动，而第二中频自动增益控制回路90会被关闭，而使得中频放大器58的增
益曲线为增益曲线104。然而，当输入信号SxN的强度大于V2时，第一中频自
动增益控制回路80被关闭而第二中频自动增益控制回路90被启动，而产生 补偿增益曲线106，以提供一增益补偿至中频放大器58，以降低中频放大器 58的增益&。因此，当输入信号S!n的强度过大时，通过补偿增益曲线106 所提供的增益补偿，可以使得中频放大器58的增益Gn:不致太高，而可避免 信号能量过早溢出。
在本发明的另一实施例中，上述的补偿增益曲线106可通过调整中频放 大器58的增益曲线的转换点(takeover-point, TOP)来获得。详言之，当输入 信号S:n的强度小于V2时，中频放大器58的增益曲线为增益曲线104，而其 转换点为第一转换点TOPl。而当输入信号SjN的强度大于V2后，中频放大器 58的增益曲线会由增益曲线104转为补偿增益曲线106，而其转换点会由第 一转换点T0P1切换至第二转换点TOP2。如图4和图5所示，第二转换点TOP2 所对应的输入信号Sin的强度V4大于第一转换点T0P1所对应的输入信号Sxn
的强度V2，且第二转换点TOP2所对应的中频放大器的增益G^^小于第一
转换点TOP1所对应的该中频放大器的增益G^12 。
不论是提供一增益补偿至中频放大器58，或是切换中频放大器58的增益 曲线的转换点，其目的皆在于降低中频放大器58的增益G!f，以避免当输入信
号SjN的强度太大时，中频的输出信号SouT的强度会连带地过大。此外，因本
发明对于中频放大器58的增益GzF的控制是采取两阶段的控制，故有别于已知 技术的一阶段式中频放大器的自动增益控制。另因射频放大器54采用一阶段
14式的自动增益控制，故本发明的自动增益控制器60可称为三段双路自动增益 控制器，而本发明自动增益控制的方法可称为三段双路自动增益控制方法。
请参考图6，图6所示为射频放大器54的增益曲线102以及中频放大器 58的等效增益曲线108。其中，等效增益曲线108为增益曲线104与补偿增 益曲线106加成后的结果。此外，为方便区别本发明与已知技术之间的差异， 图6还示出了射频放大器54的预设增益曲线32以及中频放大器58的预设增 益曲线34,以供比对。
请参考图7，图7为射频控制信号RF一AGC及中频控制信号IF一AGC与
输入信号SrN的强度的关系图。其中，横轴表示输入信号S!n的强度，而纵轴
则表示射频控制信号RF一AGC及中频控制信号IF_AGC的控制电压。关系曲 线110和120分别用于表示射频控制信号RF一AGC及中频控制信号IF_AGC
与输入信号S!n的强度之间的关系。如图所示，当输入信号SrN的强度越大时，
射频控制信号RP一AGC及中频控制信号IF一AGC的电压会越小。反之，当输 入信号S:n的强度越小时，射频控制信号RF一AGC及中频控制信号IF—AGC 的电压会越大。需要注意，在本实施例中，射频放大器54的增益GRp与中频 放大器58的增益Gff会随着射频控制信号RF一AGC及中频控制信号IF一AGC 的电压的变化而改变。电压越大的射频控制信号RF_AGC，其所对应的射频 放大器54的増益Grp也会越大；同样的，电压越大的中频控制信号IF—AGC， 其所对应的中频放大器58的增益Gff也会越大。
在本发明中，除了可通过如图3的电路架构来达到三段双路的自动增益 控制之外，本发明也可通过软件，来达到类似的自动增益控制的效果。请参 考图8，图8用于图示说明以软件来控制中频增益曲线转换点的切换。在本实
施例中，射频增益GRF会被用来作为切换中频增益曲线的转换点的依据。详
言之，如图8所示，第一射频增益比较门限G^^和第二射频增益比较门限 会被用来作为判断是否切换中频增益曲线转换点的依据。当射频增益GRF小于G^f时，表示输入信号SjN为强信号，需要较小的增益，而此时中
频增益Gff的最小转换点门限会被设置为G^13，即中频增益Gjf不会小于
Gg113。另一方面，当射频增益GRF大于G^f时，表示输入信号S!N为弱信
号，需要较大的增益，而此时中频增益GIF的最小转换点门限会被设置为 G^n2 ，即中频增益Gn:不会小于G^112 ，而如图8所示，G;in2大于G^13 。 请继续参考图9，图9为本发明切换中频增益曲线转换点的流程图。首先， 中频放大器的最小转换点门限会被预设为G^"2，此外，用于表示累计次数的 参数Nc、用于表示射频平均增益的参数Gain—mean、用于表示射频增益累计的 参数Gain—sum以及用于表示切换状态的参数flag会被预设为零(见步骤S902)。 之后，每间隔一预定时间延迟At，当时的射频增益GRF(t)会累加至射频平均增 益GaiiiLmean，且累计次数Nc会累加1 (见步骤S904)，其中预定时间延迟 At预设为10ms，而GRF(t)表示当时间为t时的射频增益GRF。须注意的是，预 定时间延迟At也可设为其他值。之后，累计次数Nc会与系统累计次数门限
Nra比较(见步骤S卯6)，其中上述的系统累计次数门限NTH为大于1的正整 数，而本实施例中，Nra设定为20。须注意的，为方便计数及归零Nc， Nra可 设定为2的次方，例如8、 16、 32等。当进行完步骤S906后，倘若Nc不等 于Nth，则系统会等待上述的预定时间延迟厶t (步骤S920)，再重复进行步 骤S卯4;而倘若Nc等于Nra，则会依据当时的射频增益累计Gain—sum，计算 出射频平均增益 Gain—mean (见步骤 S908 )， 其中 Gain—mean 二 Gain—sum + Nc 。之后，倘若Gain—mean小于G^1且flag=0，
则中频增益Gjf的最小转换点门限会由Ggin2切换至G^13 ，并将参数flag设
为l (见步骤S910、 S912)。另一方面，倘若Gain—mean大于G^f且flag-l，
则中频增益G:f的最小转换点门限会由G^in3切换至C ^n2 ，并将参数flag设为
160 (见步骤S914、 S916)。由此可知，依据参数flag的值，即可判断目前的中 频增益G!f的最小转换点门限是G客"还是G，。最后，Nc以及Gain—sum 会被归零(见步骤S918)，并重复执行步骤S920、 S904和S906。如此一来， 系统即可依据累计的射频增益，来动态地调整中频增益Gif的最小转换点门限。 请参考图10和图3，图10为本发明的另一实施例中的接收器150的功能 方块图。接收器150除了具有调谐器50以及一自动增益控制器160之外，另 包括一模拟数字转换器(Analog to Digital Converter, ADC) 152以及一混频器 154。模拟数字转换器152会将调谐器50所输出的模拟信号转换为数字信号， 而混频器154为一种正交调幅混频器(Quadrature Amplitude Modulation downmixer， QAM downmixer)，用于将模拟数字转换器152所输出的数字信号 转换为互相正交的I信号及Q信号。自动增益控制器160包含有能量计算器62、 比较器64、增益步进选择器66、 一中频自动增益控制器170以及一射频自动 增益控制器200。能量计算器62的输入端耦接于模拟数字转换器152的输出端， 用于依据模拟数字转换器152所输出的数字信号，来判断出输入信号S:n的信 号强度。比较器64会将输入信号S!n的信号强度与预设的门限值作比较，并依 据比较后的结果来控制增益步进选择器66的操作。增益步进选择器66的输入 端耦接于比较器64的输出端，它会依据比较器64的比较结果，来步进地启动 中频自动增益控制器170的第一中频自动增益控制回路180和第二中频自动增 益控制回路190。举例来说，当输入信号S:n的信号强度小于上述预设的门限值 时，增益步进选择器66会启动第一中频自动增益控制回路180，而关闭第二中 频自动增益控制回路190;当输入信号S:n的信号强度大于上述预设的门限值 时，增益步进选择器66会启动第二中频自动增益控制回路180并关闭第一中 频自动增益控制回路l卯。同样地，射频自动增益控制器200和中频自动增益 控制器170会依据能量计算器62所判断的输入信号SrN的信号强度，分别输出 射频控制信号RF—AGC和中频控制信号IF—AGC至调谐器50中的射频放大器 54和中频放大器58，以控制中频放大器58和射频放大器54的增益。第一中频自动增益控制回路180具有回路滤波器182和积分器184。同样地， 第二中频自动增益控制回路190具有回路滤波器192和积分器194，而射频自动 增益控制器200也具有回路滤波器202和积分器204。回路滤波器182、 192和 202为低通滤波器，用来低通过滤增益步进选择器66所输出的信号。积分器184、 194和204则分别用来累加计算回路滤波器182、 192和202所输出的信号。
中频自动增益控制器170另具有加法器195、迭耳塔-西格码数字模拟转 换器(Delta-Sigma Digital to Analog Converter, △ 2DAC) 196以及RC模拟 滤波器198。射频自动增益控制器200则另包含迭耳塔-西格码数字模拟转换 器206以及RC模拟滤波器208。加法器195用来加总积分器184和194的数 字输出，然而因为当第一中频自动增益控制回路180被启动时，第二中频自 动增益控制回路190会被关闭，而当第二中频自动增益控制回路l卯被启动 时，第一中频自动增益控制回路180会被关闭，因此在同一时间，两积分器 184和194当中只有一个积分器会有输出。故在本发明的另一实施例中会将加 法器195省略，而让积分器184和194的输出端直接耦接至迭耳塔-西格码数 字模拟转换器196。在本实施例中，迭耳塔-西格码数字模拟转换器196和206 则分别用来对加法器195和积分器204的输出进行迭耳塔-西格码数字模拟转 换。然而，在本发明的另一实施例中，因为加法器195已被省略，迭耳塔-西 格码数字模拟转换器196则是用来对积分器184或积分器194的输出进行迭 耳塔-西格码数字模拟转换。RC模拟滤波器198和208则会将迭耳塔-西格码 数字模拟转换器196和206的交流输出转换为直流输出(即射频控制信号 RF—AGC及中频控制信号IF—AGC)。
请参考图11，图11为图10中接收器150相较于其他装置A和B在抑制 邻道信号干扰表现上的比较表。在比较接收器150与装置A和B在抑制邻道 信号干扰上的表现时，为使比较结果能客观地反应实际的情况，所要观看的 信道N的输入信号SxN强度会都设定为60dBuV，并分别在输入信号Sjn的頻 率分别为500 MHz和858 MHz的两种情况下，观测信道N所能容忍的邻道(N+l)和(N-l)的最大信号强度。关于所能容忍的邻道最大信号强度，举 例来说，在输入信号SiN的频率为500MHz的情况下，本发明中的信道N所 能容忍的邻道(N+l)的最大信号强度为29.1 dB。即当邻道(N+l)的信号 比信道N的信号高29.1 dB时，本发明中信道N的节目不受邻道信号的影响， 而仍然可以正常地观看。此外，在进行比较时，模拟数字转换器152的符号 率皆设定为6.875 MHz，而混频器154则采用64正交调幅(64-QAM)程序。 如图11的比较表所示，相较于其他装置A和B，本发明一实施例中的接收器 150具有较高的所谓能容忍的邻道最大信号强度，故本发明具有良好的邻道抑 制的性能。请另参考图12，图12为图10中接收器150在不同测试环境下所 得到的比较表。图12所测得的比较图，其测试条件除了混频器154则采用256 正交调幅(256-QAM)程序之外，其余条件皆与获得图11的比较表时的测试 条件相同。相较之下，本发明的确具有良好的邻道抑制的性能。
请参考图13，图13为图10接收器150相较于其他装置A和B的信噪比 (Signal to Noise Ratio, SNR)的比较表。其测试条件分别在不同的混频器154 的正交调幅(QAM)程序、模拟数字转换器152的符号率以及采用加性高斯 白噪声(Additive White Gaussian Noise，AWGN)信道的条件下测得。由图13 的比较表可看出，本发明在信噪比的表现上，仍具相当的水准。
请参考图14并同时参照图4，图14所示为本发明第二实施例中的射频放大 器的增益曲线222以及中频放大器的补偿增益曲线224。在本实施例中，图4中 的w相当于图14中的Vnn，图4中的V2相当于图14中的VR^和V!f2，而图4 中的V3相当于固14中的Vrf2。其中，Vjf2可以小于、等于或大于Vrh，而Vn
^Vjn^V!2， V^^ViF2芸V22， V2^Vrh芸V22，且V31芸Vrf2S V32。就中频增益
GjF来说，当输入信号SjN的强度小于Vin时，中频增益Gn:会等于g^S当输 入信号SrN的强度介于Vm和VzF2之间时，中频增益GjF会随着渐增的输入信号
sjn的强度而逐渐地由g;t2降至g;f2;而当输入 号S:n的强度等于V!f2时，中频增益G:f会等于G^12 。就射频增益GRF来说，当输入信号Sin的強度小于
VRF,时，射频增益GRF会等于G^f;当输入信号SzN的强度介于VRF,和Vrf2 之间时，射频增益GRF会随着渐增的输入信号S:N的强度而逐渐地由G^"2降至 G^f ;而当输入信号Sjn的强度等于Vrp2时，射频增益Grp会等于G^12 。
请参考图15并同时参照图5和图14，图15所示为本发明第二实施例中 射频放大器的增益曲线222以及中频放大器的补偿增益曲线226。补偿增益曲 线226的功能与补偿增益曲线106的功能相当，用来当输入信号S!n的强度过 大时，提供的增益补偿至中频放大器，以使得中频放大器的增益Gn^不致太高，
而可避免信号能量过早溢出。其中图5中的V3相当于图15中的Vrf2和Vbp3， 而图5中的V4相当于图15中的Vxf4。其中，V^可以小于、等于或大于Vrp2，
而V31^VIF3^V32， V4iSVif4^V42。同样地，补偿增益曲线226也可通过调 整中频放大器的增益曲线224的转换点来获得。
请参考图16，图16所示为本发明第二实施例中的射频放大器的增益曲线 222以及中频放大器的等效增益曲线228。其中，等效增益曲线228为图14 中的增益曲线224与图15中的补偿增益曲线226加成后的结果。
综上所述，本发明一方面通过降低射频放大器的增益来抑制邻道干扰， 另一方面提高中频放大器的增益，以弥补所欲观看的节目信道的射频增益损 失，同时又使中频放大器有较佳的线性度。此外，当输入信号过强时，增益 补偿会提供给中频放大器，以降低中频放大器的增益，以避免信号能量过早 溢出。因此，依据本发明自动增益控制的架构不但可以解决邻道抑制的问题， 同时也能保证强信号接收状况下的输出信号品质。
虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然其并非用于限定本发明，任何 所属技术领域中具有通常知识者，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作 些许的更动与润饰。
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权利要求
1.一种自动增益控制方法，其特征在于，该方法用于控制一射频放大器和一中频放大器的增益，并将一输入信号通过该射频放大器和该中频放大器放大，包括判断所述输入信号的强度；调降所述射频放大器的增益曲线；调升所述中频放大器的增益曲线；以及当所述输入信号的强度大于一门限值时，提供一增益补偿至所述中频放大器，以降低所述中频放大器的增益；其中所述射频放大器所输出的信号的频率范围大于所述中频放大器所输出的信号的频率范围。
2. 根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述射频放大器的增益曲线表示所述射频放大器的增益与所述输入信号的强度之间的关系，而所述中频放大器的增益曲线表示所述中频放大器的增益与所述输入信号的强度之间的关系。
3. 根据权利要求1所述的方法，其特征在于将所述中频放大器的增益曲线的一转换点由一第一转换点切换至一第二转换点，以将所述增益补偿提供给所述中频放大器。
4. 根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述输入信号先通过所述射频放大器放大后，再通过所述中频放大器放大。
5. —种三段双路自动增益控制方法，其特征在于，该方法控制一射频放大器和一 中频放大器的增益，并将一输入信号通过所述射频放大器和所述中频放大器放大，包括判断所述输入信号的强度；倘若所述输入信号的强度小于一门限值，则调降所述射频放大器的增益曲线，并调升所述中频放大器的增益曲线；以及倘若所述输入信号的强度大于所述门限值，则将所述中频放大器的增益曲线的一转换点由一第一转换点切换至一第二转换点，其中所述第二转换点所对应的所述输入信号的强度大于所述第一转换点所对应的所述输入信号的强度，所述第二转换点所对应的所述中频放大器的增益小于所述第一转换点所对应的所述中频放大器的增益；其中所述射频放大器所输出的信号的频率范围大于所述中频放大器所输出的信号的频率范围。
6. 根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述射频放大器的增益曲线表示所述射频放大器的增益与所述输入信号的强度之间的关系，而所述中频放大器的增益曲线表示所述中频放大器的增益与所述输入信号的强度之间的关系。
7. 根据权利要求5所述的方法，其特征在于，当所述中频放大器的增益曲线的转换点由所述第一转换点切换至所述第二转换点时， 一增益补偿被提供至所述中频放大器，而降低所述中频放大器的增益。
8. 根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述输入信号先通过所述射频放大器放大后，再通过所述中频放大器放大。
9. 一种自动增益控制器，其特征在于，该自动增益控制器包括-一能量计算器，用于判断出一输入信号的信号强度；一比较器，耦接于所述能量计算器，所述比较器会将所述输入信号的信号强度与一预设的门限值比较；一增益步进选择器，耦接于所述比较器；一射频自动增益控制器，耦接于所述增益步进选择器，所述射频自动增益控制器会调降一射频放大器的增益曲线；以及一中频自动增益控制器，耦接于所述增益步进选择器，所述中频自动增益控制器具有一第一中频自动增益控制回路和一第二中频自动增益控制回路，用于控制一中频放大器的中频增益；其中所述增益步进选择器会依据所述比较器的比较结果，步进地启动所述第一中频自动增益控制回路和所述第二中频自动增益控制回路。
10. 根据权利要求9所述的自动增益控制器，其特征在于，所述第一中频自动增益控制回路、所述第二中频自动增益控制回路和所述射频自动增益控制器各包括一回路滤波器和一积分器，每一个回路滤波器为一个低通滤波器，用于低通过滤所述增益步进选择器所输出的信号，而每一个积分器会累加计算对应的回路滤波器所输出的信号。
11. 根据权利要求10所述的自动增益控制器，其特征在于，所述中频自动增益控制器另具有一加法器、 一迭耳塔-西格码数字模拟转换器以及一 RC模拟滤波器，所述加法器会加总所述第一中频自动增益控制回路和所述第二中频自动增益控制回路的积分器的数字输出，所述迭耳塔-西格码数字模拟转换器会对所述加法器的输出进行迭耳塔-西格码数字模拟转换，所述RC模拟滤波器会将所述迭耳塔-西格码数字模拟转换器的交流输出转换为直流输出。
12. 根据权利要求10所述的自动增益控制器，其特征在于，所述射频自动增益控制器还具有一迭耳塔-西格码数字模拟转换器以及一 RC模拟滤波器，所述迭耳塔-西格码数字模拟转换器会对所述射频自动增益控制器的积分器的输出进行迭耳塔-西格码数字模拟转换，而所述RC模拟滤波器会将所述迭耳塔-西格码数字模拟转换器的交流输出转换为直流输出。
13. 根据权利要求9所述的自动增益控制器，其特征在于，当所述输入信号的信号强度小于所述预设的门限值时，所述增益步进选择器会启动所述第一中频自动增益控制回路并关闭所述第二中频自动增益控制回路，而当所述输入信号的信号强度大于所述预设的门限值时，所述增益步进选择器会启动所述第二中频自动增益控制回路并关闭所述第一中频自动增益控制回路。
14. 根据权利要求13所述的自动增益控制器，其特征在于，当所述输入信号的信号强度小于所述预设的门限值时，所述第一中频自动增益控制回路会调升所述中频放大器的增益曲线。
15. 根据权利要求13所述的自动增益控制器，其特征在于，当所述输入信号的信号强度大于所述预设的门限值时，所述第二中频自动增益控制回路会提供一增益补偿至所述中频放大器，以降低所述中频放大器的增益。
16. 根据权利要求13所述的自动增益控制器，其特征在于，所述中频自动增益控制器另具有一迭耳塔-西格码数字模拟转换器以及一 RC模拟滤波器，所述迭耳塔-西格码数字模拟转换器会对所述第一中频自动增益控制回路的数字输出或所述第二中频自动增益控制回路的数字输出进行迭耳塔-西格码数字模拟转换，所述RC模拟滤波器会将所述迭耳塔-西格码数字模拟转换器的交流输出转换为直流输出。
全文摘要
本发明揭露一种自动增益控制器及其控制方法。输入信号会经过射频放大器和中频放大器放大。当输入信号的信号强度小于一门限值时，射频放大器的增益曲线会被调降，而中频放大器的增益曲线会被调升。当输入信号的信号强度大于所述门限值时，中频放大器的转换点会由第一转换点切换至第二转换点。
文档编号H04N5/52GK101674441SQ20081021591
公开日2010年3月17日 申请日期2008年9月9日 优先权日2008年9月9日
发明者曾智鸣 申请人:扬智科技股份有限公司