一种接收机快速自动增益控制系统及控制方法
【技术领域】
[0001]本发明属于微电子学与固体电子学的射频集成电路设计领域，涉及一种接收机快速自动增益控制系统及控制方法。
【背景技术】
[0002]近些年来，无线通信技术的迅速发展极大地促进了社会的进步。诸如智能手机，智能手环，智能手表等设备已经或正在成为人们日常生活中不可或缺的一部分。此类电子设备在提供丰富多彩功能的同时，还存在一些亟需解决的问题，其中最具挑战的就是电池续航能力。受限于电子设备体积的限制，电池的容量往往也受到严格限制，降低电子设备功耗就变得十分重要。
[0003]无线接收机是上述电子设备实现无线通信功能的关键部分，也是电量消耗的重要部分。平时的生活经验告诉我们，设备在打开wifi或蓝牙等无线功能后，电池续航会大大降低。零中频和滑动中频接收机的中频电路工作在基带，相比于其他结构的接收机在降低功耗方面具有较大优势，所以得到越来越多的研宄和应用。
[0004]自动增益控制是无线接收机中不可或缺的功能，可以在接收机收到不同强度的无线信号时都能自动地检测信号强度并对应地控制增益，以保证接收机的动态范围和灵敏度。正是由于零中频和滑动中频接收机的中频电路工作在基带，中频信号的波动比较慢，传统的自动增益控制电路检测信号强度的时间也就不得不成倍增加，进而导致整个自动增益控制的过程速度大大降低。现有通信协议中定义的数据包结构中往往预留了不同长度的前导码(preamble)，用于完成自动增益控制等功能，进而识别数据包。不同长度的前导码就会对自动增益控制的速度有不同的要求，以低功耗蓝牙的协议为例，前导码长度为8个比特(bit)，这对自动增益控制提出了严苛的速度要求。
【发明内容】
[0005]为了克服上述现有技术存在的问题，本发明的目的在于提供一种接收机快速自动增益控制系统及控制方法，能够使零中频和滑动中频接收机在较短前导码时间内快速完成增益控制。
[0006]为了实现上述目的，本发明采用的技术方案是:
[0007]一种接收机快速自动增益控制系统，射频自动增益控制电路和中频自动增益控制电路；
[0008]所述射频自动增益控制电路包括与接收机连接的射频检测器，射频检测器的输出端与射频控制器的输入端连接，射频控制器的输出端与接收机连接；所述射频检测器用于检测射频信号的强度，所述射频控制器根据射频信号强度来控制接收机射频电路的增益；
[0009]所述中频自动增益控制电路包括与接收机连接的干扰检测器和有用信号检测器，干扰检测器的输出端和有用信号检测器的输出端分别与中频控制器的输入端连接，中频控制器的输出端与接收机连接，中频控制器的输入端还与射频控制器的输出端连接；所述干扰检测器提取出所接收到的干扰信号，并将干扰信号强度传递给中频控制器，所述中频控制器还获取有用信号检测器检测的有用信号强度和射频控制器发送的射频增益信息，综合以上信息控制接收机中频电路的增益。
[0010]所述射频检测器为包络检测器、幅度检测器或能量检测器。
[0011]上述所述接收机快速自动增益控制系统的控制方法，包括如下步骤:
[0012]步骤1:射频控制器通过射频检测器获取接收机射频信号的强度，并且判断射频信号强度是否在预期范围内，如果射频信号强度超出了预期范围，则改变射频增益，重复检测和判断的过程；如果射频强度达到了预期的范围，则执行下一步；
[0013]步骤2:中频控制器根据射频控制器发送的射频增益计算理想情况下的中频增益，然后根据干扰检测器给出的干扰信号强度来调整中频增益；检测接收机模数转换器输出的中频有用信号强度是否在预期范围内，如果超出了预期范围，则根据中频有用信号强度再次计算增益，并重复根据干扰强度调整增益的过程；如果中频有用信号强度落在预期范围内，则自动增益控制过程结束。
[0014]本发明的自动增益控制方法不同于简单的零中频和滑动中频接收机中的增益控制方法，该发明充分考虑到接收机不同电路模块处的信号频率，尽可能利用高频信号来实现强度检测，同时利用干扰信号来帮助决策，有效提高了自动控制的速度。具体的，该控制方法中步骤I利用了射频信号的强度作为判决标准，信号频率很高，所以速度很快；步骤2利用了干扰信号的强度来协助增益控制，干扰信号的频率高于有用信号频率，速度也得到了提升。
【附图说明】
[0015]图1是本发明的快速自动增益控制系统的示意图。
[0016]图2是本发明的一个实施例的电路结构框图。
[0017]图3是本发明的一个实施例的自动增益控制流程图。
【具体实施方式】
[0018]下面结合附图和实施例，对发明的【具体实施方式】作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。
[0019]如图1所示，本发明一种接收机快速自动增益控制系统，射频自动增益控制电路和中频自动增益控制电路；所述射频自动增益控制电路包括与接收机连接的射频检测器，射频检测器的输出端与射频控制器的输入端连接，射频控制器的输出端与接收机连接；所述射频检测器用于检测射频信号的强度，所述射频控制器根据射频信号强度来控制接收机射频电路的增益；所述中频自动增益控制电路包括与接收机连接的干扰检测器和有用信号检测器，干扰检测器的输出端和有用信号检测器的输出端分别与中频控制器的输入端连接，中频控制器的输出端与接收机连接，中频控制器的输入端还与射频控制器的输出端连接；所述干扰检测器提取出所接收到的干扰信号，并将干扰信号强度传递给中频控制器，所述中频控制器还获取有用信号检测器检测的有用信号强度和射频控制器发送的射频增益信息，综合以上信息控制接收机中频电路的增益。
[0020]如图2为本发明实施例的快速自动增益控制接收机的结构框图。该图将零中频和滑动中频两种结构的接收机融合在一起，避免对两种情况重复介绍。当阴影部分电路(即第一级混频器和分频器)不存在时，该图适用于零中频接收机，反之，当阴影部分存在时，该图则适用于滑动中频接收机，下面对于自动增益控制方法的讨论中不再对两者做区分。整个自动增益控制接收机包括以下模块:天线11、接收机12、本振13、数字基带电路14、射频自动增益控制电路15和中频自动增益控制电路16。接收机12包括与天线连接的低噪声放大器121，低噪声放大器121的输出连接第一级下变频器12