自动接收器增益控制制造技术

本发明专利技术涉及自动接收器增益控制。提供了一种半导体器件包括接收器系统，其具有第一组放大器、第二组放大器以及用于从第一峰值检测器接收第一高低检测信号以及从第二峰值检测器接收第二高低检测信号的自动增益控制(AGC)模块。当所述第一高检测信号被设置时，在第一增益控制信号和第二增益控制信号中的至少处逐步减小。当所述第一高检测信号未被设置且所述第二高检测信号被设置时，在所述第一增益控制信号和所述第二增益控制信号中的至少处有第二逐步减小。使用所述第一组放大器内的所述第一控制信号，以及所述第一控制信号被用于所述第一组放大器。所述第二控制信号被用于所述第二组放大器。

【技术实现步骤摘要】

本公开通常涉及增益控制，更确切地说涉及使用信号峰值跟踪的接收器增益控制。
技术介绍
通信协议已被广泛用于许多应用中来提供连接，这些应用包括医疗保健、体育和传感器应用。在传输开始时，这样的协议经常使用前同步码序列，该序列被用于识别传输的有效开始。该前同步码序列指示接收器有传输正在进行。附图说明通过参考附图，本专利技术可以被更好的理解，并且其多个目的、特征，以及优点对本领域技术人员来说会非常清楚。图1根据一些实施例显示了方框图，该图描述了本公开在其中实施的示例接收器系统。图2-4根据一些实施例显示了提供给本公开在其中实施的接收器系统的峰值检测器的示例信号的波形。图5根据一些实施例显示了本公开在其中实施的自动增益控制模块的示例状态图。图6根据一些实施例显示了方框图，该图描述了本公开实施的示例增益控制过程。图7根据一些实施例显示了方框图，该图描述了本公开在其中实施的示例增益分布查找表。图8根据一些实施例显示了方框图，该图描述了本公开在其中实施的示例增益分布计算逻辑。本专利技术通过举例的方式说明并没有被附图所限制，在附图中类似的参考符号表示相同的元素。附图中的元素说明是为了简便以及清晰，不一定按比例绘制。具体实施方式以下内容陈述了用于说明本专利技术的详细描述。所述描述不应该被认为是限定。综述以低功耗为目标的通信协议通常使用包括了8个或更多码元周期(大约8-10微秒)短前同步码序列，该序列被用于识别数据传输的有效开始。为了确保成功接收数据包，理想地，接收器需要在前同步码序列时间的前一半内(例如，3-4微秒)将其前端增益调整到最佳值，以便剩余的前同步码序列时间可以用于可靠的数据包检测、信道估计和频率偏移估计。如果最佳增益水平在该短时间内没有实现，数据包将丢失(由于接收器尚未准备接收数据包)并且由于必须重新发送这些丢失的数据包，减慢了数据传输。最佳增益水平对成功接收数据包很重要，但是在短前同步码序列的一半内实现最佳增益水平是非常困难的，特别是因为携带了数据传输的信号的特性可能在每个数据传输都变化。由于在给定数据传输期间信号也可能动态变化(例如，随时间改变)，所以也很难维持最佳增益水平。本公开内容提供了接收器的自动增益控制方案，其足以灵活处理动态操作信号场景，例如由于相邻信道干扰的接收器增益调整以及带内和带外阻塞。为放置在接收器内的两个峰值检测电路和接收的信号强度指示器(RSSI)测量系统提供了所公开的自动接收器增益控制方案。例如，一个峰值检测器被放置在接收器的低噪声放大器(LNA)之后，另一个峰值检测器被放置在接收器的基带滤波放大器(BBF)之后。每个峰值检测器监测所接收的信号，并且同时检测所接收信号的峰值是否触发可编程组的高低阈值。自动增益控制(AGC)模块不仅监测峰值检测器，并且基于是否触发任何阈值来调整LNA和BBF的一个或多个增益水平以在高低阈值之间维持信号电平。响应于检测到已经触发了阈值，AGC模块能够立即增加或减小增益。基于较强或较弱信号电平是否是ADC内所需的，AGC模块还监测包含在RSSI内的模数转换器(ADC)信号强度指示器，调整LNA和BBF的一个或多个增益水平。AGC还可能将对RSSI电平内发生的急剧变化(相比于可编程RSSI电平变化)的检测用作调整LNA和BBF的一个或多个增益水平的另一个基础。图1显示了方框图，该图描述了本公开在其中实施的示例接收器系统100。虽然一些组件在图1中被显示为特定排列，但是接收器系统100可能包括额外的或更少的组件并且这些组件可能具有不同的排列。应注意，模拟部分102包括具有标记的粗线，其中在一些实施例中，这样的粗线表示差分信号。在其它实施例中，这样的信号不必是差分的，而是可以是单端信号。还应注意，数字部分103包括具有标记的粗线，其表示数字多位数据总线信号。接收器系统100包括天线系统101、模拟部分102以及用于接收RF(射频)信号的数字部分103。天线系统101包括天线104和匹配网络105。模拟部分102包括跨导放大器(TCA)110、混频器115、用于同相信号路径(I路径)的第一跨阻放大器(TZA-I)120(1)、用于正交信号路径(Q路径)的第二跨阻放大器(TZA-Q)120(2)、用于I路径的第一基带滤波放大器(BBF-I)130(1)、用于Q路径的第二基带滤波放大器(BBF-Q)130(2)、跨阻抗放大器(TZA)峰值检测器125以及基带滤波放大器(BBF)峰值检测器135。模拟部分102还包括用于I路径的第一模数转换器(ADC-I)140(1)的初始部分和用于Q路径的第二模数转换器(ADC-Q)140(2)的初始部分。TCA110、TZA-I120(1)和TZA-Q120(2)的组合可以在本文中也被称为低噪声放大器(LNA)。数字部分103包括ADC-I140(1)的剩余部分和ADC-Q140(2)的剩余部分、接收的信号强度指示(RSSI)电路150和自动增益控制(AGC)模块145。这些组件的每个都至少部分地被实现为电路。TCA、TZA-I、TZA-Q、BBF-I和BBF-Q组件被认为是接收器系统100的增益元件。接收器系统100的组件将在下面进一步讨论。在天线系统101中，天线104被配置以接收信号并且将信号提供给匹配网络105。匹配网络105被配置以抑制带外RF信号并且在天线和TCA102输入之间产生改进的阻抗匹配。这就允许将所接收的带内RF天线信号耦合于接收器系统100的模拟部分102。在一些实施例中，匹配网络105还被配置以将单端天线信号转换为差分电压信号(例如，通过使用巴伦或类似装置以生成负电压信号和相等振幅的正电压信号)，同时还将天线的单端阻抗与接收器系统100的模拟部分的差分输入阻抗相匹配。匹配网络105给TCA110提供RF输入信号。在接收器系统100内的模拟部分102中，TCA110被配置以从匹配网络105接收电压信号(例如，单端或者差分)，并且基于TCA110的可编程增益输出与所接收的电压信号成比例的电流信号。该电流信号随后被提供给混频器115，其被配置以将第一本地振荡器信号与该电流信号混合以产生被提供给TZA-I120(1)的I路径电流信号，以及将第二本地振荡器信号与该电流信号混合以产生被提供给TZA-Q120(2)的Q路径电流信号。所述第二本地本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种接收器系统，包括：第一峰值检测器模块，被耦合以接收第一差分对的同相信号和第一差分对的正交信号；第二峰值检测器模块，被耦合以接收第二差分对的同相信号和第二差分对的正交信号；用于所述第一峰值检测器模块的第一高阈值和第一低阈值；用于所述第二峰值检测器模块的第二高阈值和第二低阈值；以及自动增益控制AGC模块，其中所述第一峰值检测器模块被耦合以给所述自动增益控制模块提供第一高峰值检测信号和第一低峰值检测信号，所述第二峰值检测器模块被耦合以给所述自动增益控制模块提供第二高峰值检测信号和第二低峰值检测信号，以及所述AGC模块被配置以：当所述第一差分对的同相信号或正交信号中的至少一个位于所述第一高阈值之外或所述第一低阈值之内时，调整第一增益确定分量，当所述第二差分对的同相信号或正交信号中的至少一个位于所述第二高阈值之外或所述第二低阈值之内时，调整第二增益确定分量，以及使用所述第一和第二增益确定分量以生成至少第一增益控制信号。

【技术特征摘要】
2015.01.23 US 14/603,4431.一种接收器系统，包括：
第一峰值检测器模块，被耦合以接收第一差分对的同相信号和第
一差分对的正交信号；
第二峰值检测器模块，被耦合以接收第二差分对的同相信号和第
二差分对的正交信号；
用于所述第一峰值检测器模块的第一高阈值和第一低阈值；
用于所述第二峰值检测器模块的第二高阈值和第二低阈值；以及
自动增益控制AGC模块，其中
所述第一峰值检测器模块被耦合以给所述自动增益控制模块
提供第一高峰值检测信号和第一低峰值检测信号，
所述第二峰值检测器模块被耦合以给所述自动增益控制模块
提供第二高峰值检测信号和第二低峰值检测信号，以及
所述AGC模块被配置以：
当所述第一差分对的同相信号或正交信号中的至少一
个位于所述第一高阈值之外或所述第一低阈值之内时，调整第
一增益确定分量，
当所述第二差分对的同相信号或正交信号中的至少一
个位于所述第二高阈值之外或所述第二低阈值之内时，调整第
二增益确定分量，以及
使用所述第一和第二增益确定分量以生成至少第一增
益控制信号。
2.根据权利要求1所述的接收器系统，还包括：
第一同相放大器和第一正交放大器，被耦合以接收所述第一
增益控制信号。
3.根据权利要求2所述的接收器系统，其中所述自动增益控制模

\t块还被配置以使用所述第一和第二增益确定分量生成至少第二增益控
制信号，所述接收器系统还包括：
第二同相放大器和第二正交放大器，被耦合以接收所述第二增益
控制信号。
4.根据权利要求1所述的接收器系统，还包括：
接收信号强度指示器RSSI，被配置以给所述AGC提供输入以基
于所述第二同相放大器和第二正交放大器的输出在所述接收器系统中
保持选定的信号电平。
5.根据权利要求4所述的接收器系统，还包括：
所述AGC中的逻辑指令以：
当所述RSSI的当前输出和所述RSSI的先前输出之间的变化大
于RSSI变化阈值时，在快速模式中调整所述第一和第二增益控制信
号；以及
当在所述接收器系统内检测到期望信号时，在慢速模式中调整所
述第一和第二增益控制信号。
6.根据权利要求3所述的接收器系统，其中
所述第一差分对的同相信号是由所述第一同相放大器输出的，所
述第一差分对的正交信号是由所述第一正交放大器输出的；以及
所述第二差分对的同相信号是由所述第二同相放大器输出的，所
述第二差分对的正交信号是由所述第二正交放大器输出的。
7.根据权利要求3所述的接收器系统，其中所述第一同相放大器
和所述第一正交放大器是由跨导放大器和互阻抗放大器构成的组中的
一个。
8.根据权利要求3所述的接收器系统，其中所述第二同相放大器

\t和所述第二正交放大器是基带滤波器和放大电路。
9.根据权利要求3所述的接收器系统，其中
所述AGC保持在快速模式，直到所述快速模式到期或所述第一
和第二增益控制信号处于最小值，以及
当所述第一和第二增益控制信号中的至少一个被调整时，
所述AGC模块重置接收信号强度指示器RSSI，以及
对于预定时间量，所述AGC模块忽略位于所述第一高阈值
之外或所述第一低阈值之内的所述第一差分对的同相信号或正交
信号中的所述至少一个以及位于所述第二高阈值之外或所述第二
低阈值之内的所述第二差分对的同相信号或正交信号中的所述至
少一个。
10.一种半导体器件，包括：
接收器系统，包括:
第一组放大器；
第二组放大器；以及...

【专利技术属性】
技术研发人员：K·瓦赫迪，S·M·博思泽，
申请(专利权)人：飞思卡尔半导体公司，
类型：发明
国别省市：美国;US