用于在接收机中执行自动增益控制的系统、装置和方法制造方法及图纸

本公开涉及用于在接收机中执行自动增益控制的系统、装置和方法,在一个示例中，接收机包括：低噪声放大器（LNA），用于接收和放大射频（RF）信号，LNA具有第一可控增益；混频器，用于将RF信号下变频为中频（IF）信号；可编程增益放大器（PGA），其耦合到混频器，用于放大IF信号，PGA具有第二可控增益；数字化器，用于将IF信号数字化为数字化信号；数字信号处理器（DSP），用于处理数字化信号；第一检测器，用于输出响应于在第一检测时段期间IF信号超过第一阈值而具有第一值的第一检测信号；和控制器，用于响应于第一检测信号来动态地更新LNA和PGA中的一个或多个的增益设置。

【技术实现步骤摘要】
用于在接收机中执行自动增益控制的系统、装置和方法
技术介绍
在无线电接收机中，通常通过天线接收传入的射频（RF）信号。然后，在接收机的信号处理路径中处理该信号。一般的接收操作包括放大、滤波、下变频和数字化，从而产生然后可以对其进行数字处理（诸如针对特定调制技术的解调）的数字化信号。许多接收机包括多个放大器或其他增益组件。可以控制这些增益组件中的至少一些。虽然已知许多增益控制技术，但是这样的技术可能遭受各种削弱，包括复杂性和处理困难。在某些技术中的困难的一个原因是依赖于接收信号强度指示符（RSSI）信息，该信息仅在信号的数字处理之后可用，其继而可能导致更新增益组件的延迟，这可能不利地影响接收机操作。
技术实现思路
在一个方面中，一种接收机包括：低噪声放大器（LNA），用于接收和放大射频（RF）信号，LNA具有第一可控增益；混频器，用于将RF信号下变频为中频（IF）信号；可编程增益放大器（PGA），其耦合到混频器以放大IF信号，PGA具有第二可控增益；数字化器，用于将IF信号数字化为数字化信号；数字信号处理器（DSP），用于处理数字化信号；和第一检测器。在示例中，第一检测器可以输出：第一检测信号，其响应于在第一检测时段期间IF信号超过第一阈值而具有第一值；第二检测信号，其响应于在第二检测时段期间IF信号超过第二阈值而具有第一值（其中该第二阈值小于第一阈值）；和第三检测信号，其响应于超过第一阈值的IF信号的采样而具有第一值。接收机还可以包括控制器，用于响应于第一检测信号、第二检测信号和第三检测信号中的一个或多个来动态地更新LNA和PGA中的一个或多个的增益设置。控制器还可以基于从DSP获得的接收信号强度指示信息来动态地更新LNA和PGA中的一个或多个的增益设置。接收机还可以包括第二检测器，用于输出响应于在第三检测时段期间RF信号超过第三阈值而具有第一值的第四检测信号。接收机还可以包括被耦合以从天线接收RF信号的无源增益网络，其中控制器还用于基于第四检测信号来更新无源增益网络的增益设置。控制器可以在与对无源增益网络增益设置的更新的相反方向上进一步更新LNA和PGA中的一个或多个的增益设置。控制器可以禁用第二检测器以降低功耗。控制器可以响应于第二检测信号响应于在第二检测时段期间IF信号不超过第二阈值而具有第二值来在第一方向上动态地更新LNA和PGA中的一个或多个的增益设置。控制器可以响应于第一检测信号响应于在第一检测时段期间IF信号不超过第一阈值而具有第二值来在第一方向上动态地更新LNA和PGA中的一个或多个的增益设置。控制器还可以基于在第一检测时段期间具有第一值的第三检测信号的实例的数量来维持计数。在示例中，控制器可以被配置成：基于计数来访问转换表以获得增益步长（step）的数量；和基于增益步长的数量来访问存储装置以确定LNA和PGA中的一个或多个的增益设置。控制器可以响应于计数达到最大值来在第一检测时段的结束之前动态地更新增益设置。控制器可以响应于在数字化信号内的帧的检测而禁用动态更新。在另一方面中，至少一种计算机可读存储介质包括指令，所述指令当被执行时使得系统能够执行以下操作：在分组通信的开始时，为接收机的多个增益组件设置最大增益设置；和在分组通信的前导码部分期间，响应于以下情况而减小用于多个增益组件中的一个或多个的增益设置：计数值超过第一计数阈值，计数值对应于超过第一阈值的第一检测时段内的分组通信的采样的数量；和锁存的输出信号指示在第一检测时段内分组通信超过了第一阈值（如果计数值没有超过第一计数阈值的话）。在示例中，存储介质还包括指令，所述指令当被执行时使得系统能够基于计数值来访问转换表以确定用于增益设置减小的增益步长的数量。指令还可以使得系统能够访问第一调度以标识用于多个增益组件中的一个或多个的更新的增益设置。另外，指令还可以使得系统能够响应于第二锁存的输出信号指示在第二检测时段内分组通信超过了第二阈值来减小用于多个增益组件中的第一增益组件的增益设置。在另一方面中，一种装置包括：RF前端电路，用于接收和处理RF信号，RF前端电路具有第一可控增益；下变频器，用于将RF信号下变频为第二频率信号；可编程放大器，其耦合到下变频器以放大第二频率信号，可编程放大器具有第二可控增益；数字化器，用于将第二频率信号数字化为数字化信号；DSP，用于处理数字化信号；第一检测器，用于输出响应于超过第一阈值的第二频率信号的采样而具有第一值的第一检测信号；第一计数器，用于维持具有第一值的第一检测信号的数量的计数；和控制器，用于响应于计数在第一计数阈值以下来在第一方向上动态地更新RF前端电路和可编程放大器中的至少一个的增益设置，并且响应于计数超过第二计数阈值来在第二方向上更新RF前端电路和可编程放大器中的至少一个的增益设置。在示例中，控制器用于至少部分地基于计数来访问第一调度，以确定增益设置更新。该装置还可以包括第二检测器，用于输出响应于RF信号超过第二阈值而具有第一值的第二检测信号。控制器可以至少部分地基于具有第一值的第二检测信号来访问第二调度，以确定对RF前端单元的增益设置的进一步更新。附图说明图1是根据实施例的接收机的框图。图2是根据实施例的接收机的各种增益级的示意图。图3是根据实施例的方法的流程图。图4A-4D是根据另一实施例的方法的流程图。图5是根据实施例的检测电路的框图。图6是包括本文所描述的接收机的集成电路的框图。具体实施方式在各种实施例中，向接收机提供用于以快速更新接收机的各种增益组件的增益设置的方式执行自动增益控制（AGC）操作使得所传送的信息不会丢失的技术。更具体地，实施例可以用于范围广泛的通信协议的接收机中，其中AGC组件更新可以在分组通信的前导码部分内发生，使得增益设置可以在分组的实际有效载荷数据的通信之前被更新和最终化。作为示例，诸如蓝牙（Bluetooth）TM、无线个域网（Zigbee）TM之类的基于分组的协议以及许多其他物联网（IoT）协议可以利用实施例。实施例还可以适用于恒定幅度调制信号（诸如频移键控（FSK）、高斯频移键控（GFSK）、偏移正交频移键控（OQPSK）、二进制相移键控（BPSK）、开关键控（OOK）、幅移键控（ASK）、最小移位键控（MSK））和其他亚千兆赫兹（GHz）IoT标准的接收机。在本文描述的特定示例中，可以使用增益回退技术，其中利用为接收机的多个增益组件提供最大增益的最大增益设置开始增益控制过程，并且基于所测量的信号电平来选择性地将这些增益设置中的一个或多个减小到其他值。在实施例中，本文描述的AGC技术可以使用从接收机的射频（RF）和中频（IF）部分内的功率检测器获得的信号信息来主要执行增益组件的增益控制。然后，仅可选地，可以使用从经数字处理的信号信息获得的接收信号强度指示符（RSSI）信息来（潜在地）微调增益组件中的一个或多个。在实施例中，AGC技术可以被适配成在实际有效载荷开始之前在分组到达时确立。在过程的结束时，增益通常被确立为在其处所需信噪比（SNR）（诸如由接收机制造商指定的SNR或由给定通信协议指定的SNR）满足几分贝（dB）的盈余的最小电平。以这种方式，接收链的动态范围被最大化，并因此如果相对强的阻塞体（blocker）在期望数据的接收期间到达则防止接收本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种接收机，包括：低噪声放大器（LNA），用于接收和放大射频（RF）信号，LNA具有第一可控增益；混频器，用于将RF信号下变频为中频（IF）信号；可编程增益放大器（PGA），其耦合到混频器，用于放大IF信号，PGA具有第二可控增益；数字化器，用于将IF信号数字化为数字化信号；数字信号处理器（DSP），用于处理数字化信号；第一检测器，用于输出：第一检测信号，其响应于在第一检测时段期间IF信号超过第一阈值而具有第一值；第二检测信号，其响应于在第二检测时段期间IF信号超过第二阈值而具有第一值，第二阈值小于第一阈值；和第三检测信号，其响应于超过第一阈值的IF信号的采样而具有第一值；和控制器，用于响应于第一检测信号、第二检测信号和第三检测信号中的一个或多个来动态地更新LNA和PGA中的一个或多个的增益设置。

【技术特征摘要】
2017.08.31 US 15/6923211.一种接收机，包括：低噪声放大器（LNA），用于接收和放大射频（RF）信号，LNA具有第一可控增益；混频器，用于将RF信号下变频为中频（IF）信号；可编程增益放大器（PGA），其耦合到混频器，用于放大IF信号，PGA具有第二可控增益；数字化器，用于将IF信号数字化为数字化信号；数字信号处理器（DSP），用于处理数字化信号；第一检测器，用于输出：第一检测信号，其响应于在第一检测时段期间IF信号超过第一阈值而具有第一值；第二检测信号，其响应于在第二检测时段期间IF信号超过第二阈值而具有第一值，第二阈值小于第一阈值；和第三检测信号，其响应于超过第一阈值的IF信号的采样而具有第一值；和控制器，用于响应于第一检测信号、第二检测信号和第三检测信号中的一个或多个来动态地更新LNA和PGA中的一个或多个的增益设置。2.根据权利要求1所述的接收机，其中，控制器还用于基于从DSP获得的接收信号强度指示信息来动态地更新LNA和PGA中的一个或多个的增益设置。3.根据权利要求1所述的接收机，还包括第二检测器，用于输出响应于在第三检测时段期间RF信号超过第三阈值而具有第一值的第四检测信号。4.根据权利要求3所述的接收机，还包括被耦合以从天线接收RF信号的无源增益网络，其中，控制器还用于基于第四检测信号来更新无源增益网络的增益设置。5.根据权利要求4所述的接收机，其中，控制器用于在与对无源增益网络增益设置的更新相反方向上进一步更新LNA和PGA中的一个或多个的增益设置。6.根据权利要求3所述的接收机，其中，控制器用于禁用第二检测器以降低功耗。7.根据权利要求1所述的接收机，其中，第一检测时段短于第二检测时段。8.根据权利要求1所述的接收机，其中，控制器用于响应于第二检测信号响应于在第二检测时段期间IF信号不超过第二阈值而具有第二值来在第一方向上动态地更新LNA和PGA中的一个或多个的增益设置。9.根据权利要求8所述的接收机，其中，控制器用于响应于第一检测信号响应于在第一检测时段期间IF信号不超过第一阈值而具有第二值来在第一方向上动态地更新LNA和PGA中的一个或多个的增益设置。10.根据权利要求1所述的接收机，其中，控制器用于基于在第一检测时段期间具有第一值的第三检测信号的实例的数量来维持计数。11.根据权利要求10所述的接收机，其中，控制器用于：基于计数来访问转换表以获得增益步长的数量；和基于增益步长的数量来访问存储装置以确定LNA和PGA中的一个或多个的增益设置。12.根据权利要求10所...

【专利技术属性】
技术研发人员：G阿斯兰，李文涛，
申请(专利权)人：硅实验室公司，
类型：发明
国别省市：美国,US