一种接收机及其功耗优化方法技术

本发明专利技术涉及一种接收机及其功耗优化方法，该接收机包括：传感器(10)与低噪声放大器(20)的输入端连接，低噪声放大器(20)的输出端分别与至少两路信号采样链路(30)中的每一条链路的输入端连接；传感器(10)用于将接收机的输入信号转换成电信号，低噪声放大器(20)用于将电信号进行放大并输出；处理器(40)，用于获取并根据低噪声放大器(20)的输出信号的幅值以及路号记录位(40A)和踪迹信息表(40B)，选择至少两路信号采样链路(30)中的一条或多条信号采样链路对低噪声放大器(20)的输出信号进行采样并输出。本发明专利技术接收机结构简单，通过根据输入信号的幅值的变化方式选择链路对输入信号采样，降低了接收机的功耗。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及海洋探测
，尤其涉及一种接收机及其功耗优化方法。
技术介绍
随着人口数量的增长，陆地资源不断被消耗，人们越来越重视海洋资源的开发和利用。在我们赖以生存的地球上，占70％左右的广阔海洋蕴藏着极为丰富的资源。在当今科技水平不断发展的背景下，海洋探测技术得到了快速发展，作为比较成熟的海洋探测技术之一，多波束探测技术被广泛应用于海洋资源调查、水下搜寻、以及海洋环境监测等领域。而多通道接收机是多波束探测系统的重要组成部分。其主要功能是将海底反射的微弱回波信号进行增益放大和滤波，然后对接收到的模拟信号进行模数转换，并最终完成信号采集。接收机的效果直接影响多波束探测系统的整体性能，因此该研究对于多波束探测系统有着十分重要的意义。如图1所示，图1为现有技术中的传统自动增益控制(AutomaticGainControl,AGC)接收机的系统结构示意图。在图1中，包括传感器、低噪声放大器、可变增益放大器、滤波器、模数转换器(ADC)、包络检波、门限比较、增益码生成；其中，包络检波、门限比较、增益码生成组成反馈回路；传感器产生的微弱的电信号首先通过一个固定增益的低噪声放大器，然后再经过可变增益放大器完成对信号的放大，同时采用滤波器滤除信号带宽外的噪声，最后还需要由模数转换器(AnalogtoDigitalConverter,ADC)完成模拟信号到数字信号的转换，以便送给后续数字信号处理器。但由于接收机输入信号的动态范围超过ADC的动态范围，为保证输入信号不过载，传统接收机引入反馈回路来完成对放大器的增益控制。反馈回路主要完成包络检波、门限比较和增益码生成等工作。但这就增加了系统复杂度、引入额外的器件噪声和功耗，特别是在ADC之前的增益放大和滤波阶段，所影响的是抗干扰能力很差的模拟信号。更为重要的是反馈回路还引入了系统调节时间，即输入信号的幅度发生变化时AGC输出信号幅度稳定所需要的时间，而这会严重降低系统频带的利用率。由于水声信号接收机工作环境的限制，接收机通常是无人值守的全自动信号接收平台，要求长期连续工作在水下，故最大限度的降低接收机功耗也成为系统设计必须考虑的关键问题。目前通常的做法有两种：1.在J.P.Alegre等人发表的文章《SiGeAnalogAGCCircuitforan802.11aWLANDirectConversionReceiver》中针对传统的AGC结构进行改进，将增益控制分为两个阶段，首先是由开关控制的粗粒度增益控制阶段，然后是由模拟开环控制的细粒度增益控制阶段，总增益系数由这两个阶段组成，从而实现对系统调节时间的优化。2.在JPAPerez等人发表的文章《AHigh-PerformanceCMOSFeedforwardAGCCircuitforaWLANReceiver》中提出一种将AGC反馈环路改为前馈环路用以降低系统调节时间的方法。J.P.Alegre和JPAPerez提出的方法虽然对接收机的系统调节时间进行了一定程度的优化，但是还是存在这一问题。
技术实现思路
本专利技术的目的在于，解决现有接收机存在的上述问题，提供了一种接收机及其功耗优化方法。为实现上述目的，一方面，本专利技术提供了一种接收机，该接收机包括：传感器、低噪声放大器、至少两路信号采样链路和处理器。传感器与低噪声放大器的输入端连接，低噪声放大器的输出端分别与至少两路信号采样链路中的每一条链路的输入端连接；传感器用于将接收机的输入信号转换成电信号，低噪声放大器用于将电信号进行放大并输出；处理器，用于获取并根据低噪声放大器的输出信号的幅值以及路号记录位和踪迹信息表，选择至少两路信号采样链路中的一条或多条信号采样链路对低噪声放大器的输出信号进行采样并输出。优选地，至少两路信号采样链路的一路信号采样链路包括：放大器、滤波器和模数转换器；放大器用于对低噪声放大器的输出信号进行放大；滤波器用于对放大器的输出信号进行滤波；模数转换器用于对滤波器的输出信号进行模数转换。优选地，接收机还用于，根据低噪声放大器(20)的灵敏度和接收机输入信号的第一幅值确定第一增益倍数：A1＝(y2-y1)/(x2-x1)其中，(x1，y1)为低噪声放大器的灵敏度坐标，(x2，y2)为接收机输入信号的第一幅值坐标，A1为第一增益倍数。优选地，接收机还用于，根据信噪比要求的第一值和接收机输入信号的第二幅值确定第二增益倍数：A2＝(y5-y4)/(x5-x4)其中，(x4，y4)为信噪比要求的第一值坐标，(x5，y5)为接收机输入信号的第二幅值坐标，A2为第二增益倍数，信噪比为SNR＝10log(Ps/PN)，PS为信号有效功率，PN为噪声功率。同时，两个链路输入信号的动态范围之和还要覆盖接收机系统的整体动态范围。其中输入信号的动态范围是指输入信号的最大幅值与输入信号的最小幅值之比，可以用如下的关系式表示：DynamicRange=20logVIN-MAXVIN-MIN]]>其中，VIN-MIN为输入信号最小幅值，VIN-MAX为输入信号最大幅值。优选地，路号记录位具体用于；存储接收机在上一时刻选择的信号采样链路段对应的链路号。优选地，当接收机在同一链路段上连续进行采样时，踪迹信息表用于：存储输入信号在路号记录位中保存的链路号上，连续采集到的数据个数。另一方面，本专利技术提供了一种接收机功耗优化方法，该接收机功耗优化方法应用于接收机，接收机包括：传感器、低噪声放大器、至少两路信号采样链路和处理器，方法具体包括：传感器与低噪声放大器的输入端连接，低噪声放大器的输出端分别与至少两路信号采样链路中的每一条链路的输入端连接；传感器用于将接收机的输入信号转换成电信号，低噪声放大器用于将电信号进行放大并输出；处理器，用于获取并根据低噪声放大器的输出信号的幅值以及路号记录位和踪迹信息表，选择至少两路信号采样链路中的一条或多条信号采样链路对低噪声放大器的输出信号进行采样并输出。优选地，上述方法还包括：路号记录位存储接收机在上一时刻选择的信号采样链路段对应的链路号。优选地，当接收机在同一链路段上连续进行采样时，上述方法还包括：踪迹信息表存储输入信号在路号记录位中保存的链路号上，连续采集到的数据个数。优选地，当踪迹信息表连续采集到的数据个数值超过休眠门限时，处理器将路号记录位中保存的链路号非对应的信号采样链路设置成休眠模式。本专利技术的技术效果是:(1)不采用增益控制的反馈回路，而通过多链路结构来完成信号采集的所有工作，简化了接收机的系统结构，提高了系统的抗干扰能力，并且避免了系统调节时间的问题。(2)利用改进接收机系统结构的特点，同时根据输入信号的特性，使接收机具有多功耗管理模式，完成系统低功耗优化。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为现有技术中接收机的结构示意图；图2为本专利技术实施例提供的一种接收机的结构示意图；图3为图2中接收机的一个具体的实施例；图4是接收机增益倍数计算示意图；图5为踪迹信息表的一个具体实施例的结构示意图。具体实施方式下面通本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种接收机，包括传感器(10)和低噪声放大器(20)，其特征在于，还包括：至少两路信号采样链路(30)和处理器(40)；所述传感器(10)与所述低噪声放大器(20)的输入端连接，所述低噪声放大器(20)的输出端分别与所述至少两路信号采样链路(30)中的每一条链路的输入端连接；所述传感器(10)用于将所述接收机的输入信号转换成电信号，所述低噪声放大器(20)用于将所述电信号进行放大并输出；所述处理器(40)，用于获取并根据所述低噪声放大器(20)的输出信号的幅值以及路号记录位(40A)和踪迹信息表(40B)，选择所述至少两路信号采样链路(30)中的一条或多条信号采样链路对所述低噪声放大器(20)的输出信号进行采样并输出。

【技术特征摘要】
1.一种接收机，包括传感器(10)和低噪声放大器(20)，其特征在于，还包括：至少两路信号采样链路(30)和处理器(40)；所述传感器(10)与所述低噪声放大器(20)的输入端连接，所述低噪声放大器(20)的输出端分别与所述至少两路信号采样链路(30)中的每一条链路的输入端连接；所述传感器(10)用于将所述接收机的输入信号转换成电信号，所述低噪声放大器(20)用于将所述电信号进行放大并输出；所述处理器(40)，用于获取并根据所述低噪声放大器(20)的输出信号的幅值以及路号记录位(40A)和踪迹信息表(40B)，选择所述至少两路信号采样链路(30)中的一条或多条信号采样链路对所述低噪声放大器(20)的输出信号进行采样并输出。2.根据权利要求1所述的接收机，其特征在于，所述至少两路信号采样链路的一路信号采样链路(30)包括：放大器、滤波器和模数转换器；所述放大器用于对所述低噪声放大器(20)的输出信号进行放大；所述滤波器用于对所述放大器的输出信号进行滤波；所述模数转换器用于对所述滤波器的输出信号进行模数转换。3.根据权利要求2所述的装置，其特征在于，所述接收机还用于，根据所述低噪声放大器(20)的灵敏度和接收机输入信号的第一幅值确定第一增益倍数：A1＝(y2-y1)/(x2-x1)其中，(x1，y1)为低噪声放大器的灵敏度坐标，(x2，y2)为接收机输入信号的第一幅值坐标，A1为所述第一增益倍数。4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述接收机还用于，根据信噪比要求的第一值和接收机输入信号的第二幅值确定第二增益倍数：A2＝(y5-y4)/(x5-x4)其中，(x4，y4)为信噪比要求的第一值坐标，(x5，y5)为接收机输入信号的第二幅值坐标，A2为所述第二增益倍数，信噪比为SNR＝10log(Ps/PN)，PS为信号有效功率，PN...

【专利技术属性】
技术研发人员：王雷欧，王东辉，
申请(专利权)人：中国科学院声学研究所，
类型：发明
国别省市：北京;11