专利名称：自动增益控制方法和装置及具有该功能的无线电通信装置的利记博彩app
技术领域：
本发明涉及一种用于输出一输入信号的自动增益控制器和自动增益控制方法以及具有该自动增益控制功能的无线电通信装置，其中以这样的方式输出其电平变化的输入信号通过反馈环使输入信号保持恒定。
自动增益控制(通常缩写为AGC)已经应用在各种信号处理器中。例如，在无线电通信中，所接收的信号的信号电平由于在射频传播路径中的衰减而变化。因此无线电通信装置的接收系统装备有自动增益控制功能以使所接收的信号电平保持恒定并降低解调误差。
在自动增益控制中，希望引入操作是在通电之后的较早的阶段完成。例如，一些应用电池作为电源的无线电通信装置实施断续接收以延长电池的使用寿命。在这种无线电通信装置中，需要经常地反复接通/切断电源以便切实地降低初始的引入时间。
作为一种减少初始引入时间的技术，在日本专利公开No.H11-88083中描述了一种“高速AGC电路”。根据这种常规实例的“高速AGC电路”通过在通电时利用任意脉冲宽度的脉冲信号控制放大器的增益控制信号来保持AGC操作点，由此减少初始的引入时间。
然而，前述的常规自动增益控制器要求复杂的控制以减少在通电时的初始引入时间。这种控制仅能由在硬件结构的中的大多数的相关的部分实现。这就带来了电路规模扩大的问题。
考虑到前述的情况本发明的目的是，提供一种减少在通电时的初始引入时间的自动增益控制器和自动增益控制方法，以及提供一种具有该自动增益控制功能的无线电通信装置。
根据本发明的自动增益控制器的特征在于，自动增益控制器包括可变增益放大装置、增益控制信号发生装置、扫描信号输出装置、增益电压值检测装置以及增益控制信号提供装置；该可变增益放大装置基于增益控制信号放大输入信号以输出预定电平的信号，该增益控制信号发生装置基于在可变增益放大装置的输出信号电平和目标值之间的差值产生自动增益控制信号，该扫描信号输出装置输出用于在可变增益放大装置的可变增益范围中从最小值到最大值扫描的扫描信号，该增益电压值检测装置检测当输出信号的电平与目标值一致时所获得的扫描信号的控制电压值，该增益控制信号提供装置提供扫描信号作为在操作的初始阶段要提供到可变增益放大装置的增益控制信号、在利用扫描信号的扫描操作之后当输出信号的电平与目标值一致时所获得的控制电压值以及提供基于在输出控制电压值之后的差值的自动增益控制信号。
最好，当扫描信号扫过在可变增益范围中从最小值和最大值中的一个到另一个时增益控制信号提供装置完成扫描操作，并且一旦扫描操作完成输出控制电压值作为增益控制信号。或者，当输出信号的电平与目标值一致时增益控制信号提供装置停止扫描操作，并且一旦扫描操作停止输出控制电压值作为增益控制信号。
最好，自动增益控制器包括起动操作控制装置，该起动操作控制装置判定当输出信号的电平与目标值一致时所获得的扫描信号的控制电压值已经落在可变增益放大装置的可变增益范围的预定控制值范围内，并且当该控制电压值持续预定次数落在控制值范围内时在起动下一操作时向可变增益放大装置提供控制值范围的中间值作为增益控制信号。
最好，自动增益控制器包括扫描控制装置，该扫描控制装置用于判定当输出信号的电平与目标值一致时所获得的扫描信号的控制电压值已经偏置到可变增益放大装置的可变增益范围的一侧，并且当控制电压值已经持续预定次数落在这种偏置的控制值范围内时在起动下一操作时在与扫描信号的扫描方向相反的方向上执行扫描操作。
根据本发明的自动增益控制方法是一种通过可变增益放大装置基于增益控制信号对输入信号进行可变放大以输出预定电平的信号的自动增益控制方法，其特征在于该自动增益控制方法包括如下的步骤扫描信号提供步骤、控制电压值提供步骤和自动增益控制信号提供步骤，该扫描信号提供步骤用于在操作的初始阶段提供对可变增益放大装置的可变增益范围中从最小值到最大值进行扫描的扫描信号，该控制电压值提供步骤检测当可变增益放大装置的输出信号的电平与目标值一致时所获得的扫描信号的控制电压值并在利用扫描信号的扫描操作之后提供控制电压值，该自动增益控制信号提供步骤基于在可变增益放大装置的输出信号的电平和目标值之间的差值产生自动增益控制信号并在输出控制电压值之后提供该自动增益控制信号。
最好，当扫描信号扫过在可变增益范围中从最小值和最大值中的一个到另一个时扫描信号提供步骤完成扫描操作，并且作为控制电压值提供步骤的结果输出控制电压值。或者，当输出信号的电平与目标值一致时扫描信号提供步骤停止扫描操作，并且一旦控制电压值提供步骤停止扫描操作则提供控制电压值。
最好，自动增益控制方法包括起动操作控制步骤，该起动操作控制步骤判定当输出信号的电平与目标值一致时所获得的扫描信号的控制电压值已经落在可变增益放大装置的可变增益范围的预定控制值范围内，并且当该控制电压值持续预定次数落在控制值范围内时在起动下一操作时作向可变增益放大装置提供控制值范围的中间值作为增益控制信号。
最好，自动增益控制方法包括扫描控制步骤，该扫描控制步骤用于判定当输出信号的电平与目标值一致时所获得的扫描信号的控制电压值已经偏置到可变增益放大装置的可变增益范围的一侧，并且当控制电压值已经持续预定次数落在这种偏置的控制值范围内时在起动下一操作时在与扫描信号的扫描方向相反的方向上执行扫描操作。
根据本发明的无线电通信装置是一种包括自动增益控制特征的无线电通信装置，该自动增益控制特征用于利用可变增益放大装置基于增益控制信号可变化地放大输入信号以输出预定电平的信号，其特征在于该无线电通信装置包括增益控制信号发生装置、扫描信号输出装置、增益电压值检测装置以及增益控制信号提供装置，该增益控制信号发生装置基于在可变增益放大装置的输出信号和目标值之间的差值产生自动增益控制信号，该扫描信号输出装置输出用于在可变增益放大装置的可变增益范围中从最小值到最大值扫描的扫描信号，该增益电压值检测装置检测当输出信号的电平与目标值一致时所获得的扫描信号的控制电压值，该增益控制信号提供装置提供扫描信号作为在操作的初始阶段要提供到可变增益放大装置的增益控制信号、在利用扫描信号的扫描操作之后当输出信号的电平与目标值一致时所获得的控制电压值以及提供基于在输出控制电压值之后的差值的自动增益控制信号。
最好，无线电通信控制包括用于检测输入信号的衰减程度(fading pitch)的衰减程度检测装置和起动操作控制装置，当所检测的衰减程度的周期比预定的值更短时该起动操作控制装置判定当输出信号的电平与目标值一致时所获得的扫描信号的控制电压值已经落在可变增益放大装置的可变增益范围的预定控制值范围内，并且当控制电压值已经持续预定次数落在这种控制电压值范围内时在起动下一操作时向可变增益放大装置提供控制值范围的中间值作为增益控制信号。
本发明提供一种扫描信号作为在操作的初始阶段要提供到可变增益放大装置的增益控制信号，检测当输出信号与目标值一致时所获得的扫描信号的控制电压值，在扫描操作之后提供控制电压值，基于输出信号的电平和目标值之间的差值提供自动增益控制信号，然后起动并执行自动增益控制。这就使得能在起动操作时通常在通电时较早的引入操作，并使得能经过闭环实现快速地转移到基本自动增益控制。因此能够通过简单的结构降低在通电时的初始引入时间而不扩大电路规模。
在这种实际应用中，尤为可取在电平检测电路例如检测输出信号的电平的检测电路中在利用扫描信号进行扫描操作之前通过降低该电路的时间常数或者说使该电路的时间常数更短，使得能更快地引入操作，进一步提高在通电时自动控制的精度。
当通过接通/切断电源来断续地执行自动增益控制时，判定在输出信号的电平与目标值一致时所获得的扫描信号的控制电压值已经落入在可变增益放大装置的可变增益范围的预定控制值内，并且在控制电压值已经持续预定次数落在这种控制值范围内的情况下向可变增益放大装置提供控制值范围的中间值作为在下一次操作起动时或通电时的增益控制信号。当控制电压值保持稳定时，通过应用控制值范围的中间值这能够进一步促进(boost)在起动操作时的引入操作，而同时断续地几次执行自动增益控制。
当通过接通/切断电源断续地执行自动增益控制时，判定在输出信号的电平与目标值一致时所获得的扫描信号的控制电压值已经偏置到可变增益放大装置的可变增益范围的一侧，并且当控制电压值已经持续预定的次数落在这种偏置的控制值范围时在起动下一次操作或通电时在与扫描信号的扫描方向相反的方向上执行扫描操作。例如，在控制电压值已经持续预定次数落在偏置到可变增益范围的最大值一侧而同时应用扫描信号从可变增益放大装置的可变增益范围的最小值到最大值进行扫描的情况下，应用扫描信号在下一次通电时从最大值到最小值进行扫描以提供扫描信号并检测当输出信号的电平与目标值一致时所获得的控制电压值。在扫描起动电压值远离作为在断续地几次执行自动增益控制时所获得的收敛的结果的控制电压值的情况下，通过反向扫描方向进一步促进了在起动操作时的引入操作。
当通过无线电通信装置以断续的操作断续地执行自动增益控制时，检测输入信号或所接收的信号的衰减程度。然后判定在输出信号的电平与目标值一致时所获得的扫描信号的控制电压值已经落入在可变增益放大装置的可变增益范围的预定值范围内，并且在控制电压值已经持续预定次数落在这种控制值范围内的情况下在起动下一次操作或通电时向可变增益放大装置提供控制值范围的中间值作为增益控制信号。根据所接收的信号的衰减程度，即根据所接收的随着传播速度变化的接收状态在衰减程度的周期较短的情况下，通过应用控制值范围的中间值进一步促进在起动操作时的引入操作。
在这种实际应用中，尤为可取在自动增益控制的通电周期或操作周期较长或较慢的情况下在起动操作时执行前述的扫描操作，并且应用控制值范围的中间值来执行引入操作。这就使得它更适合于起动自动增益控制。
附
图1所示为根据本发明的实施例的自动增益控制器的主要结构的方块图。
附图2所示为第一实施例的操作程序流程图。
附图3所示为在根据第一实施例的操作中的增益控制电压的波形图。
附图4所示为第二实施例的操作程序流程图。
附图5所示为在根据第二实施例的操作中的增益控制电压的波形图。
附图6所示为第三实施例的操作程序流程图。
附图7所示为第四实施例的操作程序流程图。
附图8所示为在根据第四实施例的操作中的增益控制电压的波形图。
附图9所示为第五实施例的操作程序流程图。
附图10所示为在根据第五实施例的操作中的增益控制电压的波形图。
附图11所示为根据本发明的实施例具有自动增益控制特征的无线电通信装置的主要结构的方块图。
附图12所示为第六实施例的操作程序流程图。
下文参考附图描述本发明的实施例。
(第一实施例)附图1所示为根据本发明的实施例的自动增益控制器的结构的方块图。虽然本实施例为应用到无线电通信装置中，但是自动增益控制器可以应用到各种信号处理器中。
根据本实施例的自动增益控制器包括可变增益放大器1(可变增益放大装置)，该可变增益放大器1基于施加到增益控制输入端的增益控制信号b可变化地放大输入信号例如所接收的信号，并且在随后的阶段中将结果信号输出到信号处理系统。这种自动增益控制器具有闭环控制系统，该闭环控制系统基于可变增益放大器1的输出信号c产生增益控制信号b以稳定地控制输出信号c。
闭环控制系统配备有检测可变增益放大器1的输出信号的电平的电平检测电路2、将从电平检测电路2输出的模拟电平检测值数字化的A/D转换器3以及获得在从A/D转换器3输出的输出电平值d和从外部输入的控制目标值的收敛值e之间的差值f的加法器4(增益控制信号发生器)。至于电平检测电路2a，应用检测电路例如用于通过包络线检测可变增益放大器1的输出信号c的检测电路。
闭环系统还配备有控制电压发生器5、扫描信号发生器6、选择器开关7以及D/A转换器8，该控制电压发生器5根据输出差值f产生增益控制电压值g，该扫描信号发生器6输出电压扫描信号h以扫描在与可变增益放大器1的可变增益范围相对应的增益控制电压范围p的最小值和最大值之间的增益控制信号和预定的扫描电压值j(一种控制值)，该选择器开关7选择并输出增益控制电压值g或扫描信号发生器6的输出信号(电压扫描信号h或扫描电压j)作为增益控制信号k，该D/A转换器8将从选择器开关7输出的数字增益控制信号转换为模拟信号并向可变增益放大器的增益控制输入端输出该模拟信号作为增益控制信号b。闭环控制系统还配备有由定时器、存储器和判定单元构成的判定部分9以执行操作控制例如对扫描信号发生器6的输出控制和选择器开关7的转换控制。这种判定部分9具有增益控制信号供应器、控制电压值检测器、起动操作控制器以及扫描控制器的特征。
接着，描述根据本发明的第一实施例的自动增益控制器的操作。附图2所示为第一实施例的操作程序的流程图。附图3所示为在根据第一实施例的操作中的增益控制电压的波形图。
当自动增益控制器通电时(步骤S1)，判定部分9向选择器开关7输出开关控制信号m并选择扫描信号发生器6的输出(步骤S2)。同时，判定部分9将指令发送到扫描信号发生器6以产生电压扫描信号h(步骤S3)并起动定时器以计数一预定的周期T1(步骤S4)。
在实际应用中，扫描信号发生器6输出电压扫描信号h以扫描可变增益放大器1的增益控制电压范围p，以使电压值单调地或基本线性地增加，例如在周期T1内从最小值增加到最大值。通过这个特征，基本在相同的时间可变增益放大器1通电，将电压扫描信号h施加到增益控制输入端作为增益控制信号b，而增益控制电压范围p从最小值扫描到最大值，增益相对地变化。结果，将根据与扫描信号h的值相对应的增益放大输入信号所获得的信号作为输出信号c输出。输出信号c的电平通过电平检测电路2检测，通过A/D转换器3数字化，并作为输出电平值d输入到加法器4的一个输入端中。然后计算在输出电平值d和从控制器输入到其它的输入端(未示出)的收敛值e之间的差值f。将差值f发送到控制电压发生器5和判定部分9。控制电压发生器5产生与差值f相对应的增益控制电压值g并将增益控制电压值g输出到选择器开关7的一个输入端中，同时选择器开关7选择扫描信号发生器6的输出。
判定部分9获得作为加法器4的输出值的差值f(步骤S5)并监测差值f变为零(步骤S6)。当可变增益放大器1的输出电平与控制目标值(收敛值e)一致时加法器4的差值f变为零。在电压扫描信号h扫描增益控制电压范围p的同时进行这些。在步骤S6中f=0的情况下，检测电压扫描信号h的对应电压值(扫描电压值j)并将其存储在存储器中(步骤S7)。执行进入到等待状态直到已经历周期T1以使定时器超时，即直到电压扫描信号h扫描到增益控制电压范围p的最大值(步骤S8)。
在步骤S8中当经历周期T1时，向扫描信号发生器6发送指令以停止输出电压扫描信号h，并替代输出存储在存储器中的电压值作为扫描电压值j(步骤S9)。利用这种特征，当在输出信号的电平检测值c和收敛值e之间的差值f为0时所获得的扫描电压值j作为增益控制信号b替代电压扫描信号h施加向可变增益放大器1的增益控制输入端。因此，在经历周期T1之后，可变增益放大器1转移到基于预定的增益控制值的放大操作中。
几乎在相同，判定部分9向选择器开关7输出开关控制信号m以选择由控制电压发生器5输出的增益控制电压值g(步骤S10)。利用这种特征，基于在输出信号的电平检测值c和收敛值e之间的差值f的增益控制电压值g作为增益控制信号b施加到可变增益放大器1的增益控制输入端。这就通过闭环控制系统起动了基本自动增益控制。
在这种实际应用中，由于通过选择器开关7的开关操作之后的增益控制信号b所表示的增益控制值(增益控制电压值g)是接近正好在开关之前的增益控制信号b的值(扫描电压值j)，起动通过这种闭环控制系统的自动增益控制并由该操作的起动基本以稳定的方式平滑地执行。
附图3所示为根据前述的第一实施例在起动操作时的增益控制电压。在第一实施例中，当该装置通电时，向可变增益放大器1的增益控制输入端施通电压扫描信号(1)。电压扫描信号(1)在增益控制电压范围p中变化以使信号值沿着基本线性的斜率从控制电压的最小值增加到控制电压的最大值，并且当经历周期T1时达到控制电压的最大值。利用这种特征，在间隔T1中利用电压扫描信号(1)扫描可变增益放大器1的增益。在通电之后，达到这样的一种状态可变增益放大器1的输出电平变得与收敛值e相同。检测在这种状态中的电压扫描信号(1)的扫描电压值并将其存储在存储器中。
经历周期T1后，在当输出信号的电平检测值和存储在存储器中的收敛值e之间的差值f为0时所获得的扫描电压值作为增益控制电压(2)施加，替代电压扫描信号(1)，基本在同时，切换到可变增益放大器1的增益控制输入端的输入信号。随后，施加由控制电压发生器5产生并基于在输出信号的电平检测值c和收敛值e之间差值的增益控制电压(3)并通过闭环控制系统执行自动增益控制。
因此，在第一实施例中，在周期T1中扫描可变增益放大器1的增益控制值，并检测可变增益放大器1的输出电平与控制目标值一致的状态，并在经历周期T1后将在该状态中的增益控制值传输到自动增益控制器。从自动控制刚起动这就确保了稳定的控制而不会造成增益控制值的波动。
另一方面，当基于在输出信号c的电平检测值和收敛值e之间的差值f通过闭环控制系统正好自通电起动时进行自动增益控制时，增益控制电压如在附图3中(4)所示。当起动自动增益控制时该增益控制电压具有较大的变化，在增益控制电压收敛到控制目标值之前它需要相当长的时间。附图3所示为在经历比周期T1更长的周期之后增益控制电压收敛的情况。通过将电压扫描信号(1)的扫描周期的周期T1设定得比周期T2更短，其中在这种闭环控制系统中增益控制电压收敛，可以降低在自动增益控制器中在通电时的初始引入时间。
因此，根据第一实施例，在通电时在初始引入操作中扫描可变增益放大器1的增益，在可变增益放大器1的输出电平与目标值一致时的增益控制电压在通电后的早期产生以通过闭环切换到自动增益控制。这就降低了初始引入时间。在本实施例中，仅通过附加软件处理实现降低初始引入时间并且不要求附加的硬件电路来执行高速处理所需的复杂控制。这就可以通过简单的结构降低初始引入时间而不增通电路规模。
(第二实施例)附图4所示为第二实施例的操作程序的流程图。附图5所示为在根据第二实施例的操作中的增益控制电压的波形图。自动增益控制器的结构与在附图1中所示的第一实施例的自动增益控制器的结构相同，因此省略了相应的描述。对于操作，主要描述与第一实施例的差别。
当自动增益控制器通电时(步骤S1)，判定部分9向选择器开关7输出开关控制信号m并选择扫描信号发生器6的输出(步骤S12)。与此同时，判定部分9将一指令发送到扫描信号发生器6以产生电压扫描信号h(步骤S13)。判定部分9获得作为加法器4的输出值的差值f(步骤S14)并监测差值f变为0(步骤S15)。在步骤S15中在f=0的情况下，判定部分检测电压扫描信号h的电压值(扫描电压值j)(步骤S16)。然后判定部分9立即向扫描信号发生器6发送一指令以停止输出电压扫描信号h，替代产生所检测的电压值作为扫描电压值j(步骤S17)。利用这种特征，在通过电压扫描信号h的扫描过程中当输出信号c的电平检测值和收敛值e之间的差值f为0时所获得的扫描电压值j作为增益控制信号b施加到可变增益放大器1的增益控制输入端。因此，可变增益放大器1转移到基于比实施例1更早的预定增益控制值的放大操作上。
基本在同时，判定部分9向选择器开关7输出开关控制信号m以选择由控制电压发生器5所输出的增益控制电压值g(步骤S18)。利用这种特征，基于在输出信号c的电平检测值和收敛值e之间的差值f的增益控制电压值g作为增益控制信号b施加到可变增益放大器1的增益控制输入端，与第一实施例相同。这就通过闭环控制系统起动了基本自动增益控制。
在这种实际应用中，由于在通过选择器开关7的开关操作之后通过增益控制信号b表示的增益控制值(增益控制电压值g)是一种基本等于正在开关切换之前的增益控制信号b的值(扫描电压值j)，起动通过这种闭环控制系统的自动增益控制并且基本自起动该操作起以比第一实施例更稳定的方式平稳地执行。
附图5所示为在根据前述的第二实施例的操作起动时的增益控制电压。在第二实施例中，当该装置通电时，与第一实施例相同，将电压扫描信号(5)施加到可变增益放大器1的增益控制输入端，该电压扫描信号(5)在增益控制电压范围p中变化以使信号值基本沿着线性斜率从控制电压的最小值增加到控制电压的最大值增加。
当在通过电压扫描信号(5)进行扫描的过程中可变增益放大器1的输出电平与收敛值e一致并且所检测的差值为0时，则扫描电压值立即作为增益控制电压(2)而不是电压扫描信号(5)提供到可变增益放大器1的增益控制输入端。基本在同时，切换到可变增益放大器1的增益控制输入端的输入信号。随后，施加增益控制电压(3)，该增益控制电压(3)基于在输出信号c的电平检测值和通过控制电压发生器5所产生的收敛值e之间的差值f，并且通过闭环控制系统执行自动增益控制。
另一方面，当正好自起动通电时通过闭环控制系统基于在输出信号c的电平检测值和收敛值e之间的差值f执行自动增益控制时，如在附图5中的(4)所示的增益控制电压在自动增益控制起动时具有较大的变化，并且在增益控制电压收敛到控制目标值之前它需要相当长的时间。
因此，在第二种实施例中，扫描可变增益放大器1的增益控制值并检测可变增益放大器1的输出电平与控制目标值一致的状态，在该状态中的增益控制值立即传输到自动增益控制器。这就确保恰好从起动自动控制时稳定地控制而没有增益控制值的波动。第二实施例相对于第一实施例能够更加进一步地降低初始引入时间并且更早地转移到基本自动增益控制以实现稳定控制。
(第三实施例)附图6所示为第三实施例的操作过程的流程图。该自动增益控制器的结构与在附图1中所示的第一实施例的自动增益控制器的结构相同，因此省略相应的描述。对于操作，主要描述与第一和第二实施例的不同之处。
与在附图4中的步骤S11至S15相同，当自动增益控制器通电时(步骤S21)，判定部分9向选择器开关7输出开关控制信号m并选择扫描信号发生器6的输出(步骤S22)。与此同时，判定部分9向扫描信号发生器6发送指令以产生电压扫描信号h(步骤S23)。判定部分9获得差值f，该差值f是加法器4的输出值(步骤S14)并监测该差值f变为0(步骤S25)。在步骤S25中f=0的情况下，判定部分向选择器开关7输出开关控制信号m而不检测扫描电压值，并选择由控制电压发生器5所产生的增益控制电压值g(步骤S26)。利用这种特征，在通过电压扫描信号h扫描的过程中，在输出信号c的电平检测值和收敛值e之间的差值f为0时所获得的增益控制电压值g作为增益控制信号施加到可变增益放大器1的增益控制输入端。这就通过闭环控制系统起动了基本自动增益控制。
因此，在第三实施例中，扫描可变增益放大器1的增益控制值。当可变增益放大器1的输出电平与控制目标值一致时，执行过程转移到自动增益控制。这就确保了正好从自动控制起动时稳定地控制而不会造成增益控制值的波动。因此，与第二实施例一样，还可以降低初始引入时间并即时地执行稳定的控制。
(第四实施例)附图7所示为第四实施例的操作过程的流程图。附图8所示为在根据第四实施例的操作中的增益控制电压的波形图。该自动增益控制器的结构与在附图1中所示的第一实施例的自动增益控制器的结构相同，因此省略相应的描述。对于操作，主要描述与第一实施例的不同之处。
在附图7中，在步骤S31至S40中的处理与在附图1所示的第一实施例的步骤S1至S10的处理过程相同。即，从自动增益控制器通电时起通过与第一实施例相同的过程起动自动增益控制直到执行过程转移到通过闭环的基本增益控制。
在步骤S40中在自动增益控制起动之后，判定部分9判定从控制电压发生器5输出的增益控制电压值g是否落入在预定的控制值范围A1中(步骤S41)。例如按照基于增益控制电压值g的要求设定这一预定的控制值范围A1，该增益控制电压值g是在从控制器(未示出)输入的增益控制电压范围p中当加法器4的输出f=0时所获得的。因此根据收敛值e在增益控制电压范围p的预定区间中设定预定的控制值范围A1。
在步骤S41中如果增益控制电压值g没有落入在控制值范围A1中，执行过程继续到步骤S42并设定在判定部分9中的计数器的计数器值n为n=1，然后返回到步骤S32。再次执行对自动增益控制的初始引入操作的处理，并在步骤S41中判定增益控制电压值g。
在步骤S41中在增益控制电压值g已经落入在控制值范围A1的情况下，计数器的计数器值n增加1，即n=n+1(步骤S43)，并判定计数器值n是否等于N1(步骤S44)。在N不等于N1的情况下，即作为在自动增益控制起动时的收敛结果的增益控制电压值g少于N1次落在控制值范围A1内，执行过程返回到步骤S32并且重复相同的处理过程。即，当增益控制电压值g已连续收敛在控制值范围A1内时增加在判定部分9中的计数器。在增益控制电压值g超出控制值范围A1的情况下，计数器重新从n=1起动计数。
在步骤S44中在n=N1的情况下，并且增益控制电压值g已经连续N1次收敛在控制值范围A1内，则检测控制值范围A1的中间值并将该值存储在存储器中(步骤S45)。当作为收敛结果的增益控制电压值g已经持续预定次数(N1次)落入在预定的控制值范围A1中并且同时自动增益控制的引入操作断续地执行时，判定部分9判定增益控制电压值g已经稳定地落入在控制值范围A1中，并将控制值范围A1的中间值存储在存储器中。
在下一次通电时，判定部分9产生通过前述的过程所获得的控制值范围A1的中间值作为扫描电压值j，并向可变增益放大器1输出该中间值作为增益控制信号b(步骤S46)。这就极大地减少了在下一次通电的初始引入时间。
附图8所示为在根据前述的第四实施例的操作中的增益控制电压。在第四实施例中，当通过接通/切断该装置的电源来断续地执行自动增益控制时，通过第一实施例的过程执行在每次自动增益控制循环的初始引入操作，并判定增益控制电压值g已经连续N1次落入在控制值范围A1中。在增益控制电压值g的收敛结果是稳定并已经连续N1次落入在控制值范围A1中的情况下，判定部分9将控制值范围A1的中间值存储在存储器中。在下一次通电时，判定部分9从起动起动自动增益控制时起向可变增益放大器1的增益控制输入端提供作为增益控制信号b的控制值范围A1的中间值。
因此，在第四实施例中，在输入信号a的电平是稳定的并且增益控制电压值g已经连续以预定次数落在控制值范围A1中的情况下，可以通过应用控制值范围A1的中间值作为下一次的增益控制电压值来降低初始引入时间。
在第四实施例中虽然在应用第一实施例作为在通过闭环控制系统的基本自动增益控制起动时的操作，但是同样可以应用第二实施例或第三实施例。当增益控制电压值g已经持续预定次数落入在控制值范围A1中时，还可以执行通常处理而在自动增益控制的引入操作的过程中不进行扫描操作，并且在下一次通电时提供控制值范围A1的中间值。控制值范围A1或其中间值并不限于预定的固定范围或预定固定值而是可以根据增益控制电压值g的波动情况进行变化。
(第五实施例)附图9所示为第五实施例的操作过程的流程图。附图10所示为在根据第五实施例的操作中的增益控制电压的波形图。该自动增益控制器的结构与在附图1中所示的第一实施例的自动增益控制器的结构相同，因此省略相应的描述。至于操作，主要描述与第一实施例的不同之处。
在附图9中，在步骤S51至S58中的处理与在附图2所示的第二实施例的步骤S11至S18的处理相同。即，从自动增益控制器通电时起通过与第二实施例相同的过程起动自动增益控制直到执行过程转移到通过闭环的基本增益控制。第五实施例所示为优选用于如下情况的操作实例预定的控制值范围A2偏置到增益控制电压范围p的一侧。在此描述将A2偏置到增益控制电压范围p的最大值一侧的情况。
在步骤S58中在起动自动增益控制之后，判定部分9判定由控制电压发生器5所产生的增益控制电压值g是否已经落入在预定的控制值范围A2中(步骤S59)。例如按照基于增益控制电压值g的要求设定这种预定的控制值范围A2，该增益控制电压值g是在加法器4的输出f=0时在从控制器(未示出)的输入的增益控制电压范围p中所获得的。因此，根据收敛值e在增益控制电压范围p的预定区域中设定预定的控制值范围A2。在本实施例中，在预定的控制值范围A2偏置到电压扫描信号h的扫描开始电压的相反侧即增益控制电压范围p的最大值侧的情况下，电压扫描信号h的扫描方向反向。
在步骤S59中在增益控制电压值g没有落入控制值范围A2中的情况下，执行过程进行到步骤S60，并设定在判定部分9中的计数器的计数器值n为n=1，然后返回到步骤S52。再次执行对自动增益控制的初始引入操作的过程并在步骤S59中判定增益控制电压值g。
在步骤S59中在增益控制电压值g已经落入到控制值范围A2的情况下，计数器的计数器值n增加1，即n=n+1(步骤S61)，判定计数器值n是否等于N2(步骤S62)。如果N不等于N2，即在自动增益控制的开始作为收敛结果的增益控制电压值g少于N2次落入在控制值范围A2内，执行过程返回到步骤S52，重复相同的处理过程。即当在增益控制电压值g已经连续地收敛在控制值范围A2中时在判定部分9中的计数器增加。在增益控制电压值g处于控制值范围A2之外的情况下，重新起动从n=1再次计数。
在步骤S62中在n=N2并且增益控制电压值g已经连续N2次收敛在控制值范围A2内的情况下，将这个控制值范围A2存储在存储器中(步骤S63)。当作为收敛结果的增益控制电压值g已经持续预定的次数(N2次)落入在预定的电压值A2内而同时断续地执行自动增益控制的引入操作时，判定部分9判定增益控制电压值g已经稳定地落入在偏置到在增益控制电压范围p中的最大值一侧的控制值范围A2内，并且将偏置到最大值一侧的控制值范围A2存储在存储器中。
在下一次通电时，判定部分9向扫描信号发生器6发送指令以使电压扫描信号h的扫描方向反向。即，判定部分9指令扫描信号发生器6产生电压扫描信号h以使该信号可以从增益控制电压范围p的最大值变化到最小值，然后起动自动增益控制过程(步骤S64)。利用这种特征，从最大值起动执行通过电压扫描信号h的扫描操作并在偏置到最大值一侧的控制值范围A2中较早地检测差值f=0，因此极大地降低了初始引入时间。
附图10所示为在根据前述的第五实施例的操作中的增益控制电压。在第五实施例中，当通过接通/切断该装置的电源来断续地执行自动增益控制时，通过第二实施例的程序执行在每次自动增益控制循环开始时的初始引入操作，并且判定增益控制电压值g已经连续N2次落在偏置到增益控制电压范围p的最大值的预定的控制值范围A2内。在增益控制电压值g的收敛结果为稳定的并且已经连续地N2次落入在控制值范围A2的情况下，判定部分9将偏置到在增益控制电压范围p中的最大值一侧的稳定地收敛的控制值范围A2存储在存储器中。在下一次通电时，判定部分9向可变增益放大器1的增益控制输入端提供从增益控制电压范围p的最大值到最小值变化的电压扫描信号h作为增益控制信号b，以起动自动增益控制。
因此，在第五实施例中，在增益控制电压值g已经以持续预定的次数落入在控制值范围A2内并且该控制值范围A2偏置到与增益控制电压范围p的最小值相反的最大值情况下，该增益控制电压范围p是电压扫描信号h的扫描起动电压值，则可以通过使电压扫描信号h的扫描方向反向并从在下一次通电时增益控制电压范围p的最大值起动扫描操作来降低初始引入时间。
在第五实施例中虽然应用第二实施例作为在通过闭环控制系统起动基本自动增益控制时的操作，但是同样可以应用第三实施例。在初始通电时偏置控制值范围A2的电压扫描信号h的扫描方向和扫描操作的反向方向可以与在前述的描述中的相应的方向相反。
(第六实施例)附图11所示为具有根据本发明的实施例的自动增益控制功能的无线电通信装置的结构的方块图。本第六实施例所示为将前述的实施例应用到移动通信的无线电通信装置的实例性结构。虽然该无线电通信装置可以应用到任何类型的移动站和基站中，但是本实施例具体设想为用于在衰减的环境中执行断续接收的移动站，由此以相对较短的时间间隔反复地接通/切断接收器的电源。向与在附图2中相同的部件提供相同的信号，在此省略了相应的详细描述。
除了在附图1中所示的结构外无线电通信装置的射频增益控制器还包括用于检测可变化地放大所接收的信号的可变增益放大器1的输出的检测电路和基于检测电路10的输出检测所接收信号a的衰减程度的衰减程度检测电路11(衰减程度检测器)。根据第六实施例的判定部分9除了在第一至第五实施例中所描述的特征外还基于从衰减程度检测电路11输出的衰减程度r和从控制器(未示出)输入的阈值u执行操作控制。例如所接收的信号a是通过对射频(RF)信号进行频率转换所获得的中频(IF)信号。
在前述的结构中，基于增益控制信号b通过可变增益放大器1可变化地放大并使所接收的信号a的电平保持恒定获得所接收的信号c，输出该所接收的信号c。通过检测电路10检测所接收的信号c并在随后的阶段中输出到接收处理系统(未示出)作为接收数据q。在该过程中，通过衰减程度检测电路11从所接收的数据q中检测接收信号a的衰减程度r并输入到判定部分9中。判定部分9将衰减程度r与来自控制器(未示)的阈值u相比较并根据该比较的结果切换自动增益控制的操作。可以应用通常在移动通信装置例如蜂窝通信系统的携带式电话机(PDC个人数字通信)中所提供的衰减程度检测电路11，只要该电路能够检测在所接收的信号中由于衰减所引起的电平变化的周期的任何结构都可以使用。配置该衰减程度检测电路11以直接输入用于后面的检测的所接收的信号。
下文描述根据第六实施例的无线电通信装置的自动增益控制器的操作。附图12所示为第六实施例的操作程序的流程图。
在附图12中，在步骤S71至S80中的处理过程与在附图2中所示的第一实施例中的步骤S1至S10的处理过程相同。即，当自动增益控制器通电时(步骤S71)，判定部分9向选择器开关7输出开关控制信号m并选择扫描信号发生器6的输出(步骤S72)。同时，判定部分9向扫描信号发生器6发送指令以产生电压扫描信号h(步骤S73)并起动定时器以计数预定的周期T1(步骤S74)。判定部分9获得从加法器4输出的差值f(步骤S75)并监测该差值f变为0(步骤S76)。
在步骤S76中在f=0的情况下，检测电压扫描信号h的相应的电压值(扫描电压值j)并存储在存储器中(步骤S77)。执行过程进入等待状态直到经历周期T1以使定时器暂停，即直到电压扫描信号h扫描到增益控制电压范围p的最大值(步骤S78)。当在步骤S78中经过了周期T1时，将指令发送到扫描信号发生器6以停止输出电压扫描信号h，并将存储在存储器中的电压值作为扫描电压值j产生(步骤S79)。通过这个特征，当在输出信号c的电平检测值和收敛值e之间的差值f为0时所获得的扫描电压值j作为增益控制信号b而替代电压扫描信号h施加到可变增益放大器1的增益控制输入端。因此，在经历周期T1后可变增益放大器1转移到基于预定的增益控制值的放大操作。
基本在同时，判定部分9向选择器开关7输出开关控制信号m以选择从控制电压发生器5中输出的增益控制电压值g(步骤S80)。通过这个特征，基于在输出信号c的电平检测值和收敛值e之间的差值f的增益控制电压值g作为增益控制信号b施加到可变增益放大器1的增益控制输入端。这就起动了通过闭环控制系统的基本自动增益控制。
在第六实施例中，通过衰减程度检测电路11检测所接收信号的衰减程度r并在自动增益控制操作过程中提供到判定部分9。衰减程度q提供用于获得移动站的移动速度以及在无线电通信装置的移动站的应用中的信号接收状态的信息。具体地说，判定当衰减程度q(或在这种情况下的周期)较大时移动速度较低而当q较小时较高。
在步骤S80中在转移到通过闭环控制系统的自动增益控制之后，判定部分9将衰减程度r与阈值u相比较(步骤S81)。在起动本实例性的流程图中的自动增益控制之后判定衰减程度的同时，当加法器4输出差值f=0时判定衰减程度。
在步骤S81中在衰减程度q大于阈值u的情况下，判定移动速度较低并且信号接收状态稳定，获得所接收的基本恒定电平的信号。因此开始并执行基本自动增益控制。在衰减程度q小于阈值u的情况下，判定移动速度较高而信号接收状态不稳定。因此执行过程进行到步骤S80，在步骤S82到S87中执行与在第四实施例中的步骤S41至S46相同的处理。
判定部分9判定通过控制电压发生器5输出的增益控制电压值g是否落入在预定的控制值范围A1中(步骤S82)。在增益控制电压值g没有落入在控制值范围A1中的情况下，执行过程进行到步骤S83并设定在判定部分9中计数器的计数器值n为n=1并返回到步骤S72。再次执行对自动增益控制的初始引入操作的处理，并且在步骤S82中判定增益控制电压值g。在步骤S82中增益控制电压值g已经落在控制值范围A1中的情况下，计数器的计数器值n增加1，即n=n+1(步骤S84)并判定计数器值n是否等于N1(步骤S85)。在N不等于N1的情况下，在自动增益控制起动时作为收敛结果的增益控制电压值g少于N1次在控制值范围中，执行过程返回到步骤S72并重复相同的处理。在增益控制电压值g超出控制值范围A1的情况下，从n=1重新起动计数。
在步骤S85中在n=N1的情况下增益控制电压值g连续N1次收敛在控制值范围A1中，检测控制值范围A1的中间值并将该值存储在存储器中(步骤S86)。判定部分9产生通过前述的过程获得的控制值范围的中间值作为扫描电压值j并向可变增益放大器1输出该中间值作为增益控制信号b(步骤S87)。
因此，在第六实施例中，在该无线电通信装置中通过接通/切断该装置的电源来执行断续的接收和断续的增益控制，在衰减程度的周期较长的情况下信号接收状态是稳定的，因此每次执行在第一实施例中的引入操作。在衰减程度的周期较短的情况下，判定在自动增益控制起动时作为收敛结果的增益控制电压值g以预定次数N1落在控制值范围A1中，并且一旦判定，在下一次通电时提供控制值范围A1的中间值。
虽然在第六实施例中应用第一实施例作为在通过闭环控制系统的基本自动增益控制起动时的操作，但是也可以应用第二实施例或第三实施例。还可以执行通常的引入操作处理而在自动增益控制的引入操作的过程中不执行扫描操作，并且还可以仅在衰减程度的周期较短时对增益控制电压值g已经落在控制值范围A1的次数进行计数，当增益控制电压值g已经持续预定的次数落在控制值范围A1中时，在下一次通电时提供控制值范围A1的中间值。还可以只根据衰减程度的周期的长度切换在下一次通电时提供增益控制电压值的操作，而不对增益控制电压值g已经落在控制值范围A1的次数进行计数。在这种情况下，可以考虑收敛值e按照要求设定增益控制电压值。
在无线电通信装置的移动站中，在如下情况执行操作控制当判定在衰减程度的周期较长的情况下移动速度较低时扩展断续接收的通电周期，当判定在衰减程度的周期较短的情况下移动速度较高时减小断续接收的通电周期。第六实施例的装置对于执行如上文所描述的这种操作比较可取。在这种情况下，倘若衰减程度的周期较长，即断续接收的周期较长，在该装置每次通电时通过扫描操作执行引入操作，并起动和执行自动增益控制。在衰减程度周期较短的情况下，即断续接收的周期较短，对增益控制电压值g已经落在控制值范围A1中的次数进行计数，在判定增益控制电压值g已经持续预定的次数落在控制值范围A1中的情况下，以该装置每次通电时所提供的控制值范围A1的中间值执行引入操作，起动自动增益控制并在随后的中断接收中执行。
按照本方法，根据第六实施例，根据在衰减环境中无线电通信装置的信号接收状态可以执行适当的自动增益控制的引入操作。通过本特征，可以减少初始引入时间。
如上文所述，本发明可以提供一种用于降低在通电时的引入时间的自动增益控制器和自动增益控制方法，以及装备有该自动增益控制功能的无线电通信装置。
权利要求
1．一种自动增益控制器，包括增益控制放大器，该增益控制放大器基于增益控制信号可变放大输入信号以输出预定电平的信号；增益控制信号发生器，该增益控制信号发生器基于在可变增益放大器的输出信号电平和目标值之间的差值产生自动增益控制信号；扫描信号发生器，该扫描信号发生器输出用于在可变增益放大器的可变增益范围中从最小值到最大值扫描的扫描信号；增益电压值检测器，该增益电压值检测器检测当可变增益放大器的输出信号的电平与目标值一致时所获得的扫描信号的控制电压值；以及增益控制信号提供器，该增益控制信号提供器向可变增益放大器提供增益控制信号，其中在操作的初始阶段扫描信号用作增益控制信号，其中当输出信号的电平与目标值一致时所获得的控制电压值用作在利用扫描信号的扫描操作之后的增益控制信号，其中基于该差值的自动增益控制信号用作在控制电压值的输出之后的增益控制信号。
2．根据权利要求1所述的自动增益控制器，其中当扫描信号扫过在可变增益范围中从最小值和最大值中的一个到另一个时增益控制信号提供器判定完成扫描操作，并且一旦扫描操作完成就输出控制电压值作为增益控制信号。
3．根据权利要求1所述的自动增益控制器，其中当输出信号的电平与目标值一致时增益控制信号提供器停止扫描操作，并且一旦停止扫描操作就输出控制电压值作为增益控制信号。
4．根据权利要求1所述的自动增益控制器，进一步包括起动操作控制器，该起动操作控制器判定当输出信号的电平与目标值一致时所获得的扫描信号的控制电压值已经落在可变增益放大器的可变增益范围的预定控制值范围内，并且当该控制电压值持续预定次数落在控制值范围内时在起动下一操作时向可变增益放大器提供控制值范围的中间值作为增益控制信号。
5．根据权利要求1所述的自动增益控制器，进一步包括扫描控制器，该扫描控制器用于判定当输出信号的电平与目标值一致时所获得的扫描信号的控制电压值已经偏置到可变增益放大器的可变增益范围的一侧，并且当控制电压值已经持续预定次数落在这种偏置的控制值范围内时在起动下一次操作时在与扫描信号的扫描方向相反的方向上执行扫描操作。
6．一种自动增益控制方法，基于增益控制信号通过可变增益放大器对输入信号进行可变放大以输出预定电平的信号，该自动增益控制方法包括扫描信号提供步骤，该扫描信号提供步骤用于在操作的初始阶段提供对可变增益放大装置的可变增益范围中从最小值到最大值进行扫描的扫描信号；控制电压值提供步骤，该控制电压值提供步骤检测当可变增益放大器的输出信号的电平与目标值一致时所获得的扫描信号的控制电压值并提供在利用扫描信号的扫描操作之后的控制电压值；自动增益控制信号提供步骤，该自动增益控制信号提供步骤基于在可变增益放大器的输出信号的电平和目标值之间的差值产生自动增益控制信号并在输出控制电压值之后提供该自动增益控制信号。
7．根据权利要求6所述的自动增益控制方法，其中当扫描信号扫过在可变增益范围中从最小值和最大值中的一个到另一个时扫描信号提供步骤完成扫描操作，并且按照控制电压值提供步骤输出控制电压值。
8．根据权利要求6所述的自动增益控制方法，其中当输出信号的电平与目标值一致时扫描信号提供步骤停止扫描操作，并且一旦停止扫描操作按照控制电压值提供步骤提供控制电压值。
9．根据权利要求6所述的自动增益控制方法，进一步包括起动操作控制步骤，该起动操作控制步骤判定当输出信号的电平与目标值一致时所获得的扫描信号的控制电压值已经落在可变增益放大器的可变增益范围的预定控制值范围内，并且当该控制电压值持续预定次数落在控制值范围内时在起动下一次操作时向可变增益放大器提供控制值范围的中间值作为增益控制信号。
10．根据权利要求6所述的自动增益控制方法，进一步包括扫描控制步骤，该扫描控制步骤用于判定当输出信号的电平与目标值一致时所获得的扫描信号的控制电压值已经偏置到可变增益放大器的可变增益范围的一侧，并且当控制电压值已经持续预定次数落在这种偏置的控制值范围内时在起动下一次操作时在与扫描信号的扫描方向相反的方向上执行扫描操作。
11．一种无线电通信装置，该无线电通信装置具有自动增益控制功能以便通过可变增益放大器基于增益控制信号可变放大输入信号以输出预定电平的信号，该无线电通信装置包括增益控制信号发生器，该增益控制信号发生器基于在可变增益放大器的输出信号和目标值之间的差值产生自动增益控制信号；扫描信号发生器，该扫描信号发生器输出用于在可变增益放大器的可变增益范围中从最小值到最大值扫描的扫描信号；增益电压值检测器，该增益电压值检测器检测当输出信号的电平与目标值一致时所获得的扫描信号的控制电压值；以及增益控制信号提供器，该增益控制信号提供器向可变增益放大器提供增益控制信号，其中在操作的初始阶段扫描信号用作增益控制信号，其中当输出信号的电平与目标值一致时所获得的控制电压值用作在利用扫描信号的扫描操作之后的增益控制信号，其中基于该差值的自动增益控制信号用作在控制电压值的输出之后的增益控制信号。
12．根据权利要求11的无线电通信装置，进一步包括检测输入信号的衰减程度的衰减程度检测器；以及起动操作控制器，当所检测的衰减程度的周期比预定的值更短时该起动操作控制器判定当输出信号的电平与目标值一致时所获得的扫描信号的控制电压值已经落在可变增益放大器的可变增益范围的预定控制值范围内，并且当控制电压值已经持续预定次数落在这种控制电压值范围内时在起动下一次操作时向可变增益放大器提供控制值范围的中间值作为增益控制信号。
全文摘要
一种自动增益控制方法和装置具有该功能的无线电通信装置。该装置在通电时,判定部分(9)向选择器开关(7)输出开关控制信号(m)以选择同时产生从增益控制电压范围(p)的最小值增加到最大值的电压扫描信号(h)的扫描信号发生器(6)的输出,然后向可变增益放大器(1)提供电压扫描信号(h),计算在输出信号(c)的电平检测值和收敛值(e)之间的差值(f),检测在(f)=0时所获得的扫描电压值(j)并将扫描电压值(j)存储。
文档编号H03G3/20GK1309475SQ0110460
公开日2001年8月22日 申请日期2001年2月15日 优先权日2000年2月18日
发明者岩田靖史, 市川泰史 申请人:松下电器产业株式会社