ASK无线接收机及其自动增益控制方法技术

本发明专利技术涉及电子器件，公开了一种ASK无线接收机及其自动增益控制方法。ASK无线接收机包含：第一级前馈自动增益控制模块和第二级反馈自动增益控制模块。第一级前馈自动增益控制模块根据从天线接收到的射频信号的幅度，对用于对所述射频信号进行放大的低噪声放大器LNA进行自动增益控制；第二级反馈自动增益控制模块根据后级所产生的控制电压动态地调整所述LNA输出的、经带通滤波器滤除干扰信号后的有用信号的放大增益，输出幅度相对恒定的调制信号；所述输出的调制信号通过复数解调器进行解调；所述控制电压根据对所述解调后的信号得到。ASK无线接收机能快速地对整个接收机链路增益进行调节，同时能够实现对链路增益的连续线性调节。

【技术实现步骤摘要】
ASK无线接收机及其自动增益控制方法
本专利技术涉及电子器件，特别涉及一种用于ASK无线接收机中的快速增益调节电路。
技术介绍
ASK（AmplitudeShiftKeying，振幅键控）无线通讯系统广泛用于远程无钥匙控制，门禁等领域，具有成本低、功耗低、传输距离远、应用电路简单的特点。一套完整的ASK无线控制系统包括发射机和接收机两部分，如图1所示，这两部分通常独立存在。在现有的ASK无线接收机的增益控制结构中，存在两种主要实现方案：（1）基于峰值检测（PKD）的反馈控制方式，如图2所示。基于峰值检测的ASK无线接收机结构包含低噪声放大器（LowNoiseAmplifier，简称“LNA”）、混频器、滤波器、可变增益放大器（VariableGainAmplifier，简称“VGA”）、峰值检测器（PKD）和自动增益控制器（AutomaticGainControl，简称“AGC”），其中AGC与VGA、Mixer（混频器）形成增益控制回路。这种增益控制结构是将解调后的信号输入到AGC模块中，AGC模块通过对解调信号幅度大小与预设值进行比较，从而控制电容C1的充放电，而电容C1上的电压直接控制VGA和混频器的增益，从而实现自动增益控制。如果幅度超过预设值，将控制电容C1放电，电容C1上的电压降低，链路增益降低；反之则反。（2）基于接收信号强度指示（RSSI）的反馈控制方式，如图3所示。该方案同样采用闭环反馈方式控制增益，其增益控制的作用在LNA上，这种增益控制结构的环路包含LNA，Mixer（混频器），VGA，RSSI以及AGC模块。RSSI接收到信号后输入到AGC中，在AGC模块中所接收的信号与预设值进行比较，从而决定LNA的增益大小，如果RSSI信号大于预设值，则将LNA设置为低增益模式；反之则反。但是，当发射机与接收机的距离发生变化时，接收机天线能感应的信号将同步变化。如果不能对整个接收机链路增益进行快速调节，将导致接收机信号堵塞（信号过大）或无法接收（信号太小），进而导致数据丢包。在方案（1）中，该增益控制结构环路响应时间较长，不能够及时跟踪载波幅度变化，从而导致接收机在输入信号跳变时出现阻塞或无法接收。同样，在方案（2）中，该方案也采用闭环反馈方式控制增益，其增益控制作用于LNA，该增益控制结构的环路包含LNA，Mixer，AMP（放大器），RSSI以及AGC模块，该环路所包括模块多，控制时间长，不利于快速响应。同时，在方案（2）中，整个链路只存在大、小信号两种离散的增益模式，不利于链路增益的连续线性调解。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种ASK无线接收机及其自动增益控制方法，使得ASK无线接收机能够快速响应大信号或小信号的情况，同时能够实现对链路增益的连续线性调节。为解决上述技术问题，本专利技术提供了一种ASK无线接收机，包含：第一级前馈自动增益控制模块和第二级反馈自动增益控制模块；其中，所述第一级前馈自动增益控制模块根据从天线接收到的射频信号的幅度，对用于对所述射频信号进行低噪声放大的低噪声放大器LNA进行自动增益控制；所述第二级反馈自动增益控制模块根据后级所产生的控制电压动态地调整所述LNA输出的经带通滤波器滤除干扰信号后的有用信号的放大增益，输出幅度相对恒定的调制信号；所述输出的调制信号通过复数解调器进行解调；所述控制电压根据所述解调后的信号得到。本专利技术还提供了一种ASK无线接收机的自动增益控制方法，包含以下步骤：从天线接收射频信号；第一级前馈自动增益控制模块根据所述接收到的射频信号的幅度，对用于对所述射频信号进行低噪声放大的低噪声放大器LNA进行自动增益控制；第二级反馈自动增益控制模块根据后级所产生的控制电压动态地调整所述LNA输出的经带通滤波器滤除干扰信号后的有用信号的放大增益，输出幅度相对恒定的调制信号；所述输出的调制信号通过复数解调器进行解调；所述控制电压根据所述解调后的信号得到。本专利技术实施方式相对于现有技术而言，由第一级前馈自动增益控制模块实现射频前端的前馈自动增益控制，由第二级反馈自动增益控制模块实现中频部分的反馈自动增益控制。由于第一级前馈自动增益控制模块可以在输入信号的幅度超过一定范围时，自动将LNA切换到低增益模式，反之，当输入信号幅度降低到一定范围时，自动将LNA切换到高增益模式，整个过程不需要后级反馈信号，因此大大提高响应速度，此部分对整个链路增益起到粗调作用。而第二级反馈自动增益控制模块是根据后级所产生的控制电压动态地调整放大增益，对整个链路增益起到细调作用。通过两个环节实现了快速增益的自动调节，使得ASK无线接收机能够快速地对整个接收机链路增益进行调节，快速响应大信号或小信号的情况，同时能够实现对链路增益的连续线性调节。另外，第一级前馈自动增益控制模块为自动增益控制器AGC；第二级反馈自动增益控制模块为可变增益放大器VGA。由于AGC与VGA均是现有的成熟器件，保证了本专利技术实施方式的可行性。另外，第二级反馈自动增益控制模块的输入端与带通滤波器的输出端相连；所述第二级反馈自动增益控制模块的输出端与所述复数解调器相连；所述复数解调器的输出信号输入到电流控制器中，该电流控制器直接控制一电容的充放电；所述控制电压为所述电容上的电压。由于中频反馈自动增益控制电路由VGA，复数解调器，电流控制器以及电容C一起构成，复数解调器检测到的信号输入到电流控制器中，电流控制器直接控制电容C充放电，电容C上的电压直接作用到VGA中。而通信数据编码理论可知，最终解调出来数据的“高电平”、“低电平”的理论概率应该相同，因此可用此信号来控制电流控制器中的电荷泵的开启和关闭。如果VGA增益过大，平均解调出来的高电平概率必将过大，因此此时电荷泵控制电容放电，降低其电压，从而降低VGA增益直至稳定；反之，如果VGA增益过小，则解调出来的“低电平”概率必将偏小，此时电荷泵控制电容C充电，使电容C电压升高，从而提高VGA增益直至稳定。因此，基于上述原理设计的闭环增益控制环路能有效结合解调模块控制VGA的增益，保证了中频反馈自动增益控制电路能对整个链路增益起到细调作用。附图说明图1是现有技术中的ASK无线控制系统结构示意图；图2是现有技术中的基于峰值检测的反馈控制方式示意图；图3是现有技术中的基于接收信号强度指示的反馈控制方式示意图；图4是根据本专利技术第一实施方式的ASK无线接收机的结构示意图；图5是根据本专利技术第二实施方式中的LNA的电路结构示意图；图6是根据本专利技术第二实施方式中的AGC部分结构示意图；图7是根据本专利技术第二实施方式中的VGA结构示意图；图8是根据本专利技术第二实施方式中的复数解调器电路结构示意图；图9是根据本专利技术第二实施方式中的电流控制器结构示意图；图10是根据本专利技术第三实施方式的ASK无线接收机的自动增益控制方法流程图。具体实施方式为使本专利技术的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本专利技术的各实施方式进行详细的阐述。然而，本领域的普通技术人员可以理解，在本专利技术各实施方式中，为了使读者更好地理解本申请而提出了许多技术细节。但是，即使没有这些技术细节和基于以下各实施方式的种种变化和修改，也可以实现本申请各权利要求所要求保护的技术方案。本专利技术的第一实施方式涉及一种ASK无线接收机，本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种ASK无线接收机，其特征在于，包含：第一级前馈自动增益控制模块和第二级反馈自动增益控制模块；其中，所述第一级前馈自动增益控制模块根据从天线接收到的射频信号的幅度，对用于对所述射频信号进行放大的低噪声放大器LNA进行自动增益控制；所述第二级反馈自动增益控制模块根据后级所产生的控制电压动态地调整所述LNA输出的、经带通滤波器滤除干扰信号后的有用信号的放大增益，输出幅度相对恒定的调制信号；所述输出的调制信号通过复数解调器进行解调；所述控制电压根据所述解调后的信号得到。

【技术特征摘要】
1.一种ASK无线接收机，其特征在于，包含：第一级前馈自动增益控制模块和第二级反馈自动增益控制模块；其中，所述第一级前馈自动增益控制模块根据从天线接收到的射频信号的幅度，对用于对所述射频信号进行放大的低噪声放大器LNA进行自动增益控制；其中，当射频信号的幅度超过预设值时，第一级前馈自动增益控制模块将LNA切换到低增益模式；反之，当射频信号的幅度低于预设值时，第一级前馈自动增益控制模块将LNA切换到高增益模式；所述第二级反馈自动增益控制模块根据后级所产生的控制电压动态地调整所述LNA输出的、经带通滤波器滤除干扰信号后的有用信号的放大增益，输出幅度相对恒定的调制信号；所述输出的调制信号通过复数解调器进行解调；所述控制电压根据所述解调后的信号得到。2.根据权利要求1所述的ASK无线接收机，其特征在于，所述第一级前馈自动增益控制模块的输入端与天线相连，所述第一级前馈自动增益控制模块的输出端与所述LNA相连。3.根据权利要求2所述的ASK无线接收机，其特征在于，所述第一级前馈自动增益控制模块为自动增益控制器AGC。4.根据权利要求1所述的ASK无线接收机，其特征在于，所述第二级反馈自动增益控制模块的输入端与带通滤波器的输出端相连；所述第二级反馈自动增益控制模块的输出端与所述复数解调器相连；所述复数解调器的输出信号输入到电流控制器中，该电流控制器直接控制一电容的充放电；所述控制电压为所述电容上的电压。5.根据权利要求4所述的ASK无线接收机，其特征在于，所述第二级反馈自动增益控制模块为可变增益放大器。6.根据权利要求1至5中任一项所述的ASK无线接收...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨丰林，
申请(专利权)人：上海奎信微电子技术有限公司，
类型：发明
国别省市：上海;31