自动增益控制器及其输出增益控制信号的方法技术

一种自动增益控制器，包括有：估计器，用以估计输入信号的电平；减法器，用以计算估计器估计的电平与预先确定的参考值之间的差值；增益控制器，通过对减法器输出的差值作非线性比例变换而输出控制值；累加器，用以累加增益控制器的输出；以及调制器，用以将累加器的输出调制为脉冲宽度调制信号。增益控制器输出与差值平方成比例的控制值。如果输入信号的功率与参考值之间的误差较大，可以快速地将功率调整到希望信号电平，而如果误差较小，则可以精细地控制功率。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术总体涉及一种自动增益控制器，特别涉及一种输出增益控制信号以自动控制输入到信号接收器如数字电视的自动增益控制器。
技术介绍
信号接收器如数字电视具有控制输入信号增益的自动增益控制器。万一输入信号的功率过高或过低，就很难正确控制该信号，因而自动增益控制器自动调整输入信号的增益到适当的值上。自动增益控制是必需的，特别是在数字通信中。在数字通信中，模数转换器采集射频信道上传输的模拟信号，经数字化后的信号再进行数字信号处理。当模拟信号数字化后，为了使量化噪声最小，输入信号需要具有足够大的功率。但是，如果信号功率的输入过大，AD转换器将变为饱和，那么电路处理数字信号将会引起误操作。因而，应将输入信号电平调整到一定电平上。自动增益控制器不仅对数字电视是必需的，而且对所有的通信设备，包括移动通信设备等中也是必需的。图1表示一种常规的自动增益控制器，具体地说，是数字通信使用的自动增益控制器。如图1所示，常规的自动增益控制器包括一个功率估计器11、一个减法器13、一个增益乘法器15、一个累加器20和一个调制器30。功率估计器11接收AD转换器输出的数字信号，并估计该输入信号的功率。减法器13计算功率估计器11估计的功率与预先确定的参考值之间的差值，也就是信号功率的误差。所计算的差值被输入到增益乘法器15，增益乘法器15将该差值乘以常数增益K。乘以了参考值和输入信号实际功率之间差值的常数增益K决定了自动增益控制器的带宽。累加器20包括延时信号输入的延时单元23和加法器21，加法器21将延时单元23的输出与增益乘法器15的输出相加，并将相加的结果输入给延时单元23。增益乘法器15的输出值由累加器20进行累加。调制器30调制累加器20的输出值。调制器30使用∑-△DA转换器，能产生相应于累加器20输出的脉冲宽度调制信号。调制器30的输出提供给信号接收器的其它部件，如需要增益控制信号的IF放大器或RF放大器。但是，上述常规的自动增益控制器存在一个问题，即由于控制带宽的增益值K是固定的，当接收输入信号的信道状态变化太大时，输入信号的信号电平可能不会作正确的调整。例如，如图2所示，如果增益值K设置得过低(K＜1)，则随着自动增益控制器的增益变低，很难跟随输入信号的变化；如果增益值K设置得过高(K＞1)，则由于自动增益控制器的增益变高，在稳定接收的输入信号的状态中出现的抖动(jitter)就变高。
技术实现思路
因此，本专利技术的一个目的是提供一种自动增益控制器，该自动增益控制器在输入信号功率与参考值之间的差值较大时，通过使控制器具有较大的增益值，能将输入信号功率快速调整到希望的信号电平上，并且在该差值较小时，通过使控制器具有较小的增益值，能精细地控制增益。本专利技术的另一个目的和优点，部分地在随后的说明中提出来，部分地从该说明中明显地看出来，或从本专利技术的实施中获得。本专利技术上述的和其它目的可通过提供一种自动增益控制器来实现，该自动增益控制器包括一个用以估计输入信号电平的估计器、一个用以计算估计器估计的电平与预先确定的参考值之间的差值的减法器、以及一个输出控制值的增益控制器，其中该控制值是通过对减法器的输出差值作非线比例变换(scaling)得到的。所述增益控制器包括第一乘法器，将预先确定的常数增益乘以来自减法器的差值；绝对值计算器，计算差值的绝对值；以及第二乘法器，通过将第一乘法器的输出乘以绝对值计算器的输出来输出控制值。于是，增益控制器输出与差值平方成比例的控制值。同时，依据本专利技术的自动增益控制器具有一个累加器，用以计算增益控制器输出的控制值的累加值，以及一个根据减法器输出的累加值而产生调制信号的调制器。调制器输出的信号被提供给需要增益控制信号的装置，如IF放大器。依据本专利技术，如果输入信号的功率与参考值之间的误差很大，则可以将功率快速调整到希望的信号电平，如果误差较小，则可以精细地控制增益。本专利技术上述和其它目的也可通过提供一种输出自动增益控制器的增益控制信号的方法来实现，该方法包括估计信号输入的电平，计算估计的电平与预先确定的参考值之间的差值，以及通过对估计的电平与预先确定的参考值之间计算出的差值作非线性比例变换来输出控制值。附图说明结合附图考虑，从下面对优选实施例的说明中，本专利技术的上述和其它目的、特点和优点将更加清楚和容易理解，在这些附图中图1是常规的自动增益控制器的方框图；图2表示图1提供的自动增益控制器输出的曲线；图3是依据本专利技术实施例的自动增益控制器的方框图；图4是表示图3提供的增益控制器的详细结构的方框图；以及图5表示图3提供的自动增益控制器输出的曲线。具体实施例方式以下将详细地参考本专利技术的实施例，本专利技术的例子表示在附图中，其中相同的参考数字在所有图中均指相同元件。为了通过参考这些附图解释本专利技术，下面将说明本专利技术的实施例。图3是依据本专利技术实施例的自动增益控制器的方框图，图4是表示图3中增益控制器详细结构的方框图。在本实施例，提供了一种为数字信号输出增益控制信号的自动增益控制器。依据本专利技术实施例，通过外部信道接收的信号由AD转换器(未表示出)转换为数字信号，并且转换后的数字信号被输入到自动增益控制器中。自动增益控制器包括功率估计器51、减法器53、增益控制器60、累加器70和调制器80。功率估计器51接收由AD转换器输出的数字信号，并估计输入信号的功率。输入信号的功率可以通过利用输入信号的平方值，或者简单地采用输入信号的绝对值来计算。功率估计器51的输出和预先确定的参考值被输入到减法器53中。参考值被设置为某个确定的值，该值是在假设输入信号具有正态分布时计算出的。参考值被保存在存储单元中，如寄存器(未表示出)中，并且根据需要是可以改变的。减法器53计算差值，即在功率估计器11中估计的功率与参考值之间的功率信号的误差。计算出的差值被输入到增益控制器60中。如图4所示，增益控制器60包括第一乘法器61、第二乘法器65和绝对值计算器63。第一乘法器61的输入是由减法器53输出的差值，并且第一乘法器61将预先确定的常数增益K乘以该差值。减法器53输出的差值还输入到绝对值计算器63中，绝对值计算器63计算减法器53输出的差值。第二乘法器65将第一乘法器61的输出乘以绝对值计算器63的输出，并且第二乘法器65的输出变为增益控制器60输出的控制值。具有上述结构的增益控制器60的输出可以通过下列等式表示y(n)＝Ke(n)|e(n)|＝Ke2(n)(对于e(n)＞0)＝-Ke2(n)(对于e(n)＜0)在该等式中，n是数字输入信号的采样时间；y(n)是增益控制器60的输出；K是第一乘法器61的常数增益；以及e(n)是减法器53输出的误差。如上面的等式所示，通过对输入差值进行非线性比例变换，增益控制器60输出控制值，并且输出的控制值与减法器53输出的差值的平方成比例。累加器70包括对输入其中的信号进行延时的延时单元73，以及将延时单元73的输出与增益控制器60的输出相加的加法器71，它还将其输出输入给延时单元73。延时单元73将输入给它的信号延时一个采样周期。由于延时单元73的输入是它自己的输出和增益控制器60的输出，所以延时单元73连续地累加增益控制器60的输出。因此累加器70累加增益控制器60输出的每个控制值，然后计算累加值。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种自动增益控制器，包括： 一个估计器，用于估计输入信号的电平； 一个减法器，用于计算由所述估计器估计的电平与预先确定的参考值之间的差值；以及 一个增益控制器，通过对由所述减法器输出的差值作非线性比例变换而输出控制值。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：金俊守，
申请(专利权)人：三星电子株式会社，
类型：发明
国别省市：KR[韩国]