專利名稱:自動(dòng)增益控制方法和裝置及具有該功能的無線電通信裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域:
本發(fā)明涉及一種用于輸出一輸入信號(hào)的自動(dòng)增益控制器和自動(dòng)增益控制方法以及具有該自動(dòng)增益控制功能的無線電通信裝置,其中以這樣的方式輸出其電平變化的輸入信號(hào)通過反饋環(huán)使輸入信號(hào)保持恒定。
自動(dòng)增益控制(通??s寫為AGC)已經(jīng)應(yīng)用在各種信號(hào)處理器中。例如,在無線電通信中,所接收的信號(hào)的信號(hào)電平由于在射頻傳播路徑中的衰減而變化。因此無線電通信裝置的接收系統(tǒng)裝備有自動(dòng)增益控制功能以使所接收的信號(hào)電平保持恒定并降低解調(diào)誤差。
在自動(dòng)增益控制中,希望引入操作是在通電之后的較早的階段完成。例如,一些應(yīng)用電池作為電源的無線電通信裝置實(shí)施斷續(xù)接收以延長(zhǎng)電池的使用壽命。在這種無線電通信裝置中,需要經(jīng)常地反復(fù)接通/切斷電源以便切實(shí)地降低初始的引入時(shí)間。
作為一種減少初始引入時(shí)間的技術(shù),在日本專利公開No.H11-88083中描述了一種“高速AGC電路”。根據(jù)這種常規(guī)實(shí)例的“高速AGC電路”通過在通電時(shí)利用任意脈沖寬度的脈沖信號(hào)控制放大器的增益控制信號(hào)來保持AGC操作點(diǎn),由此減少初始的引入時(shí)間。
然而,前述的常規(guī)自動(dòng)增益控制器要求復(fù)雜的控制以減少在通電時(shí)的初始引入時(shí)間。這種控制僅能由在硬件結(jié)構(gòu)的中的大多數(shù)的相關(guān)的部分實(shí)現(xiàn)。這就帶來了電路規(guī)模擴(kuò)大的問題。
考慮到前述的情況本發(fā)明的目的是,提供一種減少在通電時(shí)的初始引入時(shí)間的自動(dòng)增益控制器和自動(dòng)增益控制方法,以及提供一種具有該自動(dòng)增益控制功能的無線電通信裝置。
根據(jù)本發(fā)明的自動(dòng)增益控制器的特征在于,自動(dòng)增益控制器包括可變?cè)鲆娣糯笱b置、增益控制信號(hào)發(fā)生裝置、掃描信號(hào)輸出裝置、增益電壓值檢測(cè)裝置以及增益控制信號(hào)提供裝置;該可變?cè)鲆娣糯笱b置基于增益控制信號(hào)放大輸入信號(hào)以輸出預(yù)定電平的信號(hào),該增益控制信號(hào)發(fā)生裝置基于在可變?cè)鲆娣糯笱b置的輸出信號(hào)電平和目標(biāo)值之間的差值產(chǎn)生自動(dòng)增益控制信號(hào),該掃描信號(hào)輸出裝置輸出用于在可變?cè)鲆娣糯笱b置的可變?cè)鲆娣秶袕淖钚≈档阶畲笾祾呙璧膾呙栊盘?hào),該增益電壓值檢測(cè)裝置檢測(cè)當(dāng)輸出信號(hào)的電平與目標(biāo)值一致時(shí)所獲得的掃描信號(hào)的控制電壓值,該增益控制信號(hào)提供裝置提供掃描信號(hào)作為在操作的初始階段要提供到可變?cè)鲆娣糯笱b置的增益控制信號(hào)、在利用掃描信號(hào)的掃描操作之后當(dāng)輸出信號(hào)的電平與目標(biāo)值一致時(shí)所獲得的控制電壓值以及提供基于在輸出控制電壓值之后的差值的自動(dòng)增益控制信號(hào)。
最好,當(dāng)掃描信號(hào)掃過在可變?cè)鲆娣秶袕淖钚≈岛妥畲笾抵械囊粋€(gè)到另一個(gè)時(shí)增益控制信號(hào)提供裝置完成掃描操作,并且一旦掃描操作完成輸出控制電壓值作為增益控制信號(hào)。或者,當(dāng)輸出信號(hào)的電平與目標(biāo)值一致時(shí)增益控制信號(hào)提供裝置停止掃描操作,并且一旦掃描操作停止輸出控制電壓值作為增益控制信號(hào)。
最好,自動(dòng)增益控制器包括起動(dòng)操作控制裝置,該起動(dòng)操作控制裝置判定當(dāng)輸出信號(hào)的電平與目標(biāo)值一致時(shí)所獲得的掃描信號(hào)的控制電壓值已經(jīng)落在可變?cè)鲆娣糯笱b置的可變?cè)鲆娣秶念A(yù)定控制值范圍內(nèi),并且當(dāng)該控制電壓值持續(xù)預(yù)定次數(shù)落在控制值范圍內(nèi)時(shí)在起動(dòng)下一操作時(shí)向可變?cè)鲆娣糯笱b置提供控制值范圍的中間值作為增益控制信號(hào)。
最好,自動(dòng)增益控制器包括掃描控制裝置,該掃描控制裝置用于判定當(dāng)輸出信號(hào)的電平與目標(biāo)值一致時(shí)所獲得的掃描信號(hào)的控制電壓值已經(jīng)偏置到可變?cè)鲆娣糯笱b置的可變?cè)鲆娣秶囊粋?cè),并且當(dāng)控制電壓值已經(jīng)持續(xù)預(yù)定次數(shù)落在這種偏置的控制值范圍內(nèi)時(shí)在起動(dòng)下一操作時(shí)在與掃描信號(hào)的掃描方向相反的方向上執(zhí)行掃描操作。
根據(jù)本發(fā)明的自動(dòng)增益控制方法是一種通過可變?cè)鲆娣糯笱b置基于增益控制信號(hào)對(duì)輸入信號(hào)進(jìn)行可變放大以輸出預(yù)定電平的信號(hào)的自動(dòng)增益控制方法,其特征在于該自動(dòng)增益控制方法包括如下的步驟掃描信號(hào)提供步驟、控制電壓值提供步驟和自動(dòng)增益控制信號(hào)提供步驟,該掃描信號(hào)提供步驟用于在操作的初始階段提供對(duì)可變?cè)鲆娣糯笱b置的可變?cè)鲆娣秶袕淖钚≈档阶畲笾颠M(jìn)行掃描的掃描信號(hào),該控制電壓值提供步驟檢測(cè)當(dāng)可變?cè)鲆娣糯笱b置的輸出信號(hào)的電平與目標(biāo)值一致時(shí)所獲得的掃描信號(hào)的控制電壓值并在利用掃描信號(hào)的掃描操作之后提供控制電壓值,該自動(dòng)增益控制信號(hào)提供步驟基于在可變?cè)鲆娣糯笱b置的輸出信號(hào)的電平和目標(biāo)值之間的差值產(chǎn)生自動(dòng)增益控制信號(hào)并在輸出控制電壓值之后提供該自動(dòng)增益控制信號(hào)。
最好,當(dāng)掃描信號(hào)掃過在可變?cè)鲆娣秶袕淖钚≈岛妥畲笾抵械囊粋€(gè)到另一個(gè)時(shí)掃描信號(hào)提供步驟完成掃描操作,并且作為控制電壓值提供步驟的結(jié)果輸出控制電壓值?;蛘?,當(dāng)輸出信號(hào)的電平與目標(biāo)值一致時(shí)掃描信號(hào)提供步驟停止掃描操作,并且一旦控制電壓值提供步驟停止掃描操作則提供控制電壓值。
最好,自動(dòng)增益控制方法包括起動(dòng)操作控制步驟,該起動(dòng)操作控制步驟判定當(dāng)輸出信號(hào)的電平與目標(biāo)值一致時(shí)所獲得的掃描信號(hào)的控制電壓值已經(jīng)落在可變?cè)鲆娣糯笱b置的可變?cè)鲆娣秶念A(yù)定控制值范圍內(nèi),并且當(dāng)該控制電壓值持續(xù)預(yù)定次數(shù)落在控制值范圍內(nèi)時(shí)在起動(dòng)下一操作時(shí)作向可變?cè)鲆娣糯笱b置提供控制值范圍的中間值作為增益控制信號(hào)。
最好,自動(dòng)增益控制方法包括掃描控制步驟,該掃描控制步驟用于判定當(dāng)輸出信號(hào)的電平與目標(biāo)值一致時(shí)所獲得的掃描信號(hào)的控制電壓值已經(jīng)偏置到可變?cè)鲆娣糯笱b置的可變?cè)鲆娣秶囊粋?cè),并且當(dāng)控制電壓值已經(jīng)持續(xù)預(yù)定次數(shù)落在這種偏置的控制值范圍內(nèi)時(shí)在起動(dòng)下一操作時(shí)在與掃描信號(hào)的掃描方向相反的方向上執(zhí)行掃描操作。
根據(jù)本發(fā)明的無線電通信裝置是一種包括自動(dòng)增益控制特征的無線電通信裝置,該自動(dòng)增益控制特征用于利用可變?cè)鲆娣糯笱b置基于增益控制信號(hào)可變化地放大輸入信號(hào)以輸出預(yù)定電平的信號(hào),其特征在于該無線電通信裝置包括增益控制信號(hào)發(fā)生裝置、掃描信號(hào)輸出裝置、增益電壓值檢測(cè)裝置以及增益控制信號(hào)提供裝置,該增益控制信號(hào)發(fā)生裝置基于在可變?cè)鲆娣糯笱b置的輸出信號(hào)和目標(biāo)值之間的差值產(chǎn)生自動(dòng)增益控制信號(hào),該掃描信號(hào)輸出裝置輸出用于在可變?cè)鲆娣糯笱b置的可變?cè)鲆娣秶袕淖钚≈档阶畲笾祾呙璧膾呙栊盘?hào),該增益電壓值檢測(cè)裝置檢測(cè)當(dāng)輸出信號(hào)的電平與目標(biāo)值一致時(shí)所獲得的掃描信號(hào)的控制電壓值,該增益控制信號(hào)提供裝置提供掃描信號(hào)作為在操作的初始階段要提供到可變?cè)鲆娣糯笱b置的增益控制信號(hào)、在利用掃描信號(hào)的掃描操作之后當(dāng)輸出信號(hào)的電平與目標(biāo)值一致時(shí)所獲得的控制電壓值以及提供基于在輸出控制電壓值之后的差值的自動(dòng)增益控制信號(hào)。
最好,無線電通信控制包括用于檢測(cè)輸入信號(hào)的衰減程度(fading pitch)的衰減程度檢測(cè)裝置和起動(dòng)操作控制裝置,當(dāng)所檢測(cè)的衰減程度的周期比預(yù)定的值更短時(shí)該起動(dòng)操作控制裝置判定當(dāng)輸出信號(hào)的電平與目標(biāo)值一致時(shí)所獲得的掃描信號(hào)的控制電壓值已經(jīng)落在可變?cè)鲆娣糯笱b置的可變?cè)鲆娣秶念A(yù)定控制值范圍內(nèi),并且當(dāng)控制電壓值已經(jīng)持續(xù)預(yù)定次數(shù)落在這種控制電壓值范圍內(nèi)時(shí)在起動(dòng)下一操作時(shí)向可變?cè)鲆娣糯笱b置提供控制值范圍的中間值作為增益控制信號(hào)。
本發(fā)明提供一種掃描信號(hào)作為在操作的初始階段要提供到可變?cè)鲆娣糯笱b置的增益控制信號(hào),檢測(cè)當(dāng)輸出信號(hào)與目標(biāo)值一致時(shí)所獲得的掃描信號(hào)的控制電壓值,在掃描操作之后提供控制電壓值,基于輸出信號(hào)的電平和目標(biāo)值之間的差值提供自動(dòng)增益控制信號(hào),然后起動(dòng)并執(zhí)行自動(dòng)增益控制。這就使得能在起動(dòng)操作時(shí)通常在通電時(shí)較早的引入操作,并使得能經(jīng)過閉環(huán)實(shí)現(xiàn)快速地轉(zhuǎn)移到基本自動(dòng)增益控制。因此能夠通過簡(jiǎn)單的結(jié)構(gòu)降低在通電時(shí)的初始引入時(shí)間而不擴(kuò)大電路規(guī)模。
在這種實(shí)際應(yīng)用中,尤為可取在電平檢測(cè)電路例如檢測(cè)輸出信號(hào)的電平的檢測(cè)電路中在利用掃描信號(hào)進(jìn)行掃描操作之前通過降低該電路的時(shí)間常數(shù)或者說使該電路的時(shí)間常數(shù)更短,使得能更快地引入操作,進(jìn)一步提高在通電時(shí)自動(dòng)控制的精度。
當(dāng)通過接通/切斷電源來斷續(xù)地執(zhí)行自動(dòng)增益控制時(shí),判定在輸出信號(hào)的電平與目標(biāo)值一致時(shí)所獲得的掃描信號(hào)的控制電壓值已經(jīng)落入在可變?cè)鲆娣糯笱b置的可變?cè)鲆娣秶念A(yù)定控制值內(nèi),并且在控制電壓值已經(jīng)持續(xù)預(yù)定次數(shù)落在這種控制值范圍內(nèi)的情況下向可變?cè)鲆娣糯笱b置提供控制值范圍的中間值作為在下一次操作起動(dòng)時(shí)或通電時(shí)的增益控制信號(hào)。當(dāng)控制電壓值保持穩(wěn)定時(shí),通過應(yīng)用控制值范圍的中間值這能夠進(jìn)一步促進(jìn)(boost)在起動(dòng)操作時(shí)的引入操作,而同時(shí)斷續(xù)地幾次執(zhí)行自動(dòng)增益控制。
當(dāng)通過接通/切斷電源斷續(xù)地執(zhí)行自動(dòng)增益控制時(shí),判定在輸出信號(hào)的電平與目標(biāo)值一致時(shí)所獲得的掃描信號(hào)的控制電壓值已經(jīng)偏置到可變?cè)鲆娣糯笱b置的可變?cè)鲆娣秶囊粋?cè),并且當(dāng)控制電壓值已經(jīng)持續(xù)預(yù)定的次數(shù)落在這種偏置的控制值范圍時(shí)在起動(dòng)下一次操作或通電時(shí)在與掃描信號(hào)的掃描方向相反的方向上執(zhí)行掃描操作。例如,在控制電壓值已經(jīng)持續(xù)預(yù)定次數(shù)落在偏置到可變?cè)鲆娣秶淖畲笾狄粋?cè)而同時(shí)應(yīng)用掃描信號(hào)從可變?cè)鲆娣糯笱b置的可變?cè)鲆娣秶淖钚≈档阶畲笾颠M(jìn)行掃描的情況下,應(yīng)用掃描信號(hào)在下一次通電時(shí)從最大值到最小值進(jìn)行掃描以提供掃描信號(hào)并檢測(cè)當(dāng)輸出信號(hào)的電平與目標(biāo)值一致時(shí)所獲得的控制電壓值。在掃描起動(dòng)電壓值遠(yuǎn)離作為在斷續(xù)地幾次執(zhí)行自動(dòng)增益控制時(shí)所獲得的收斂的結(jié)果的控制電壓值的情況下,通過反向掃描方向進(jìn)一步促進(jìn)了在起動(dòng)操作時(shí)的引入操作。
當(dāng)通過無線電通信裝置以斷續(xù)的操作斷續(xù)地執(zhí)行自動(dòng)增益控制時(shí),檢測(cè)輸入信號(hào)或所接收的信號(hào)的衰減程度。然后判定在輸出信號(hào)的電平與目標(biāo)值一致時(shí)所獲得的掃描信號(hào)的控制電壓值已經(jīng)落入在可變?cè)鲆娣糯笱b置的可變?cè)鲆娣秶念A(yù)定值范圍內(nèi),并且在控制電壓值已經(jīng)持續(xù)預(yù)定次數(shù)落在這種控制值范圍內(nèi)的情況下在起動(dòng)下一次操作或通電時(shí)向可變?cè)鲆娣糯笱b置提供控制值范圍的中間值作為增益控制信號(hào)。根據(jù)所接收的信號(hào)的衰減程度,即根據(jù)所接收的隨著傳播速度變化的接收狀態(tài)在衰減程度的周期較短的情況下,通過應(yīng)用控制值范圍的中間值進(jìn)一步促進(jìn)在起動(dòng)操作時(shí)的引入操作。
在這種實(shí)際應(yīng)用中,尤為可取在自動(dòng)增益控制的通電周期或操作周期較長(zhǎng)或較慢的情況下在起動(dòng)操作時(shí)執(zhí)行前述的掃描操作,并且應(yīng)用控制值范圍的中間值來執(zhí)行引入操作。這就使得它更適合于起動(dòng)自動(dòng)增益控制。
附
圖1所示為根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的自動(dòng)增益控制器的主要結(jié)構(gòu)的方塊圖。
附圖2所示為第一實(shí)施例的操作程序流程圖。
附圖3所示為在根據(jù)第一實(shí)施例的操作中的增益控制電壓的波形圖。
附圖4所示為第二實(shí)施例的操作程序流程圖。
附圖5所示為在根據(jù)第二實(shí)施例的操作中的增益控制電壓的波形圖。
附圖6所示為第三實(shí)施例的操作程序流程圖。
附圖7所示為第四實(shí)施例的操作程序流程圖。
附圖8所示為在根據(jù)第四實(shí)施例的操作中的增益控制電壓的波形圖。
附圖9所示為第五實(shí)施例的操作程序流程圖。
附圖10所示為在根據(jù)第五實(shí)施例的操作中的增益控制電壓的波形圖。
附圖11所示為根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例具有自動(dòng)增益控制特征的無線電通信裝置的主要結(jié)構(gòu)的方塊圖。
附圖12所示為第六實(shí)施例的操作程序流程圖。
下文參考附圖描述本發(fā)明的實(shí)施例。
(第一實(shí)施例)附圖1所示為根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的自動(dòng)增益控制器的結(jié)構(gòu)的方塊圖。雖然本實(shí)施例為應(yīng)用到無線電通信裝置中,但是自動(dòng)增益控制器可以應(yīng)用到各種信號(hào)處理器中。
根據(jù)本實(shí)施例的自動(dòng)增益控制器包括可變?cè)鲆娣糯笃?(可變?cè)鲆娣糯笱b置),該可變?cè)鲆娣糯笃?基于施加到增益控制輸入端的增益控制信號(hào)b可變化地放大輸入信號(hào)例如所接收的信號(hào),并且在隨后的階段中將結(jié)果信號(hào)輸出到信號(hào)處理系統(tǒng)。這種自動(dòng)增益控制器具有閉環(huán)控制系統(tǒng),該閉環(huán)控制系統(tǒng)基于可變?cè)鲆娣糯笃?的輸出信號(hào)c產(chǎn)生增益控制信號(hào)b以穩(wěn)定地控制輸出信號(hào)c。
閉環(huán)控制系統(tǒng)配備有檢測(cè)可變?cè)鲆娣糯笃?的輸出信號(hào)的電平的電平檢測(cè)電路2、將從電平檢測(cè)電路2輸出的模擬電平檢測(cè)值數(shù)字化的A/D轉(zhuǎn)換器3以及獲得在從A/D轉(zhuǎn)換器3輸出的輸出電平值d和從外部輸入的控制目標(biāo)值的收斂值e之間的差值f的加法器4(增益控制信號(hào)發(fā)生器)。至于電平檢測(cè)電路2a,應(yīng)用檢測(cè)電路例如用于通過包絡(luò)線檢測(cè)可變?cè)鲆娣糯笃?的輸出信號(hào)c的檢測(cè)電路。
閉環(huán)系統(tǒng)還配備有控制電壓發(fā)生器5、掃描信號(hào)發(fā)生器6、選擇器開關(guān)7以及D/A轉(zhuǎn)換器8,該控制電壓發(fā)生器5根據(jù)輸出差值f產(chǎn)生增益控制電壓值g,該掃描信號(hào)發(fā)生器6輸出電壓掃描信號(hào)h以掃描在與可變?cè)鲆娣糯笃?的可變?cè)鲆娣秶鄬?duì)應(yīng)的增益控制電壓范圍p的最小值和最大值之間的增益控制信號(hào)和預(yù)定的掃描電壓值j(一種控制值),該選擇器開關(guān)7選擇并輸出增益控制電壓值g或掃描信號(hào)發(fā)生器6的輸出信號(hào)(電壓掃描信號(hào)h或掃描電壓j)作為增益控制信號(hào)k,該D/A轉(zhuǎn)換器8將從選擇器開關(guān)7輸出的數(shù)字增益控制信號(hào)轉(zhuǎn)換為模擬信號(hào)并向可變?cè)鲆娣糯笃鞯脑鲆婵刂戚斎攵溯敵鲈撃M信號(hào)作為增益控制信號(hào)b。閉環(huán)控制系統(tǒng)還配備有由定時(shí)器、存儲(chǔ)器和判定單元構(gòu)成的判定部分9以執(zhí)行操作控制例如對(duì)掃描信號(hào)發(fā)生器6的輸出控制和選擇器開關(guān)7的轉(zhuǎn)換控制。這種判定部分9具有增益控制信號(hào)供應(yīng)器、控制電壓值檢測(cè)器、起動(dòng)操作控制器以及掃描控制器的特征。
接著,描述根據(jù)本發(fā)明的第一實(shí)施例的自動(dòng)增益控制器的操作。附圖2所示為第一實(shí)施例的操作程序的流程圖。附圖3所示為在根據(jù)第一實(shí)施例的操作中的增益控制電壓的波形圖。
當(dāng)自動(dòng)增益控制器通電時(shí)(步驟S1),判定部分9向選擇器開關(guān)7輸出開關(guān)控制信號(hào)m并選擇掃描信號(hào)發(fā)生器6的輸出(步驟S2)。同時(shí),判定部分9將指令發(fā)送到掃描信號(hào)發(fā)生器6以產(chǎn)生電壓掃描信號(hào)h(步驟S3)并起動(dòng)定時(shí)器以計(jì)數(shù)一預(yù)定的周期T1(步驟S4)。
在實(shí)際應(yīng)用中,掃描信號(hào)發(fā)生器6輸出電壓掃描信號(hào)h以掃描可變?cè)鲆娣糯笃?的增益控制電壓范圍p,以使電壓值單調(diào)地或基本線性地增加,例如在周期T1內(nèi)從最小值增加到最大值。通過這個(gè)特征,基本在相同的時(shí)間可變?cè)鲆娣糯笃?通電,將電壓掃描信號(hào)h施加到增益控制輸入端作為增益控制信號(hào)b,而增益控制電壓范圍p從最小值掃描到最大值,增益相對(duì)地變化。結(jié)果,將根據(jù)與掃描信號(hào)h的值相對(duì)應(yīng)的增益放大輸入信號(hào)所獲得的信號(hào)作為輸出信號(hào)c輸出。輸出信號(hào)c的電平通過電平檢測(cè)電路2檢測(cè),通過A/D轉(zhuǎn)換器3數(shù)字化,并作為輸出電平值d輸入到加法器4的一個(gè)輸入端中。然后計(jì)算在輸出電平值d和從控制器輸入到其它的輸入端(未示出)的收斂值e之間的差值f。將差值f發(fā)送到控制電壓發(fā)生器5和判定部分9??刂齐妷喊l(fā)生器5產(chǎn)生與差值f相對(duì)應(yīng)的增益控制電壓值g并將增益控制電壓值g輸出到選擇器開關(guān)7的一個(gè)輸入端中,同時(shí)選擇器開關(guān)7選擇掃描信號(hào)發(fā)生器6的輸出。
判定部分9獲得作為加法器4的輸出值的差值f(步驟S5)并監(jiān)測(cè)差值f變?yōu)榱?步驟S6)。當(dāng)可變?cè)鲆娣糯笃?的輸出電平與控制目標(biāo)值(收斂值e)一致時(shí)加法器4的差值f變?yōu)榱?。在電壓掃描信?hào)h掃描增益控制電壓范圍p的同時(shí)進(jìn)行這些。在步驟S6中f=0的情況下,檢測(cè)電壓掃描信號(hào)h的對(duì)應(yīng)電壓值(掃描電壓值j)并將其存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器中(步驟S7)。執(zhí)行進(jìn)入到等待狀態(tài)直到已經(jīng)歷周期T1以使定時(shí)器超時(shí),即直到電壓掃描信號(hào)h掃描到增益控制電壓范圍p的最大值(步驟S8)。
在步驟S8中當(dāng)經(jīng)歷周期T1時(shí),向掃描信號(hào)發(fā)生器6發(fā)送指令以停止輸出電壓掃描信號(hào)h,并替代輸出存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器中的電壓值作為掃描電壓值j(步驟S9)。利用這種特征,當(dāng)在輸出信號(hào)的電平檢測(cè)值c和收斂值e之間的差值f為0時(shí)所獲得的掃描電壓值j作為增益控制信號(hào)b替代電壓掃描信號(hào)h施加向可變?cè)鲆娣糯笃?的增益控制輸入端。因此,在經(jīng)歷周期T1之后,可變?cè)鲆娣糯笃?轉(zhuǎn)移到基于預(yù)定的增益控制值的放大操作中。
幾乎在相同,判定部分9向選擇器開關(guān)7輸出開關(guān)控制信號(hào)m以選擇由控制電壓發(fā)生器5輸出的增益控制電壓值g(步驟S10)。利用這種特征,基于在輸出信號(hào)的電平檢測(cè)值c和收斂值e之間的差值f的增益控制電壓值g作為增益控制信號(hào)b施加到可變?cè)鲆娣糯笃?的增益控制輸入端。這就通過閉環(huán)控制系統(tǒng)起動(dòng)了基本自動(dòng)增益控制。
在這種實(shí)際應(yīng)用中,由于通過選擇器開關(guān)7的開關(guān)操作之后的增益控制信號(hào)b所表示的增益控制值(增益控制電壓值g)是接近正好在開關(guān)之前的增益控制信號(hào)b的值(掃描電壓值j),起動(dòng)通過這種閉環(huán)控制系統(tǒng)的自動(dòng)增益控制并由該操作的起動(dòng)基本以穩(wěn)定的方式平滑地執(zhí)行。
附圖3所示為根據(jù)前述的第一實(shí)施例在起動(dòng)操作時(shí)的增益控制電壓。在第一實(shí)施例中,當(dāng)該裝置通電時(shí),向可變?cè)鲆娣糯笃?的增益控制輸入端施通電壓掃描信號(hào)(1)。電壓掃描信號(hào)(1)在增益控制電壓范圍p中變化以使信號(hào)值沿著基本線性的斜率從控制電壓的最小值增加到控制電壓的最大值,并且當(dāng)經(jīng)歷周期T1時(shí)達(dá)到控制電壓的最大值。利用這種特征,在間隔T1中利用電壓掃描信號(hào)(1)掃描可變?cè)鲆娣糯笃?的增益。在通電之后,達(dá)到這樣的一種狀態(tài)可變?cè)鲆娣糯笃?的輸出電平變得與收斂值e相同。檢測(cè)在這種狀態(tài)中的電壓掃描信號(hào)(1)的掃描電壓值并將其存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器中。
經(jīng)歷周期T1后,在當(dāng)輸出信號(hào)的電平檢測(cè)值和存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器中的收斂值e之間的差值f為0時(shí)所獲得的掃描電壓值作為增益控制電壓(2)施加,替代電壓掃描信號(hào)(1),基本在同時(shí),切換到可變?cè)鲆娣糯笃?的增益控制輸入端的輸入信號(hào)。隨后,施加由控制電壓發(fā)生器5產(chǎn)生并基于在輸出信號(hào)的電平檢測(cè)值c和收斂值e之間差值的增益控制電壓(3)并通過閉環(huán)控制系統(tǒng)執(zhí)行自動(dòng)增益控制。
因此,在第一實(shí)施例中,在周期T1中掃描可變?cè)鲆娣糯笃?的增益控制值,并檢測(cè)可變?cè)鲆娣糯笃?的輸出電平與控制目標(biāo)值一致的狀態(tài),并在經(jīng)歷周期T1后將在該狀態(tài)中的增益控制值傳輸?shù)阶詣?dòng)增益控制器。從自動(dòng)控制剛起動(dòng)這就確保了穩(wěn)定的控制而不會(huì)造成增益控制值的波動(dòng)。
另一方面,當(dāng)基于在輸出信號(hào)c的電平檢測(cè)值和收斂值e之間的差值f通過閉環(huán)控制系統(tǒng)正好自通電起動(dòng)時(shí)進(jìn)行自動(dòng)增益控制時(shí),增益控制電壓如在附圖3中(4)所示。當(dāng)起動(dòng)自動(dòng)增益控制時(shí)該增益控制電壓具有較大的變化,在增益控制電壓收斂到控制目標(biāo)值之前它需要相當(dāng)長(zhǎng)的時(shí)間。附圖3所示為在經(jīng)歷比周期T1更長(zhǎng)的周期之后增益控制電壓收斂的情況。通過將電壓掃描信號(hào)(1)的掃描周期的周期T1設(shè)定得比周期T2更短,其中在這種閉環(huán)控制系統(tǒng)中增益控制電壓收斂,可以降低在自動(dòng)增益控制器中在通電時(shí)的初始引入時(shí)間。
因此,根據(jù)第一實(shí)施例,在通電時(shí)在初始引入操作中掃描可變?cè)鲆娣糯笃?的增益,在可變?cè)鲆娣糯笃?的輸出電平與目標(biāo)值一致時(shí)的增益控制電壓在通電后的早期產(chǎn)生以通過閉環(huán)切換到自動(dòng)增益控制。這就降低了初始引入時(shí)間。在本實(shí)施例中,僅通過附加軟件處理實(shí)現(xiàn)降低初始引入時(shí)間并且不要求附加的硬件電路來執(zhí)行高速處理所需的復(fù)雜控制。這就可以通過簡(jiǎn)單的結(jié)構(gòu)降低初始引入時(shí)間而不增通電路規(guī)模。
(第二實(shí)施例)附圖4所示為第二實(shí)施例的操作程序的流程圖。附圖5所示為在根據(jù)第二實(shí)施例的操作中的增益控制電壓的波形圖。自動(dòng)增益控制器的結(jié)構(gòu)與在附圖1中所示的第一實(shí)施例的自動(dòng)增益控制器的結(jié)構(gòu)相同,因此省略了相應(yīng)的描述。對(duì)于操作,主要描述與第一實(shí)施例的差別。
當(dāng)自動(dòng)增益控制器通電時(shí)(步驟S1),判定部分9向選擇器開關(guān)7輸出開關(guān)控制信號(hào)m并選擇掃描信號(hào)發(fā)生器6的輸出(步驟S12)。與此同時(shí),判定部分9將一指令發(fā)送到掃描信號(hào)發(fā)生器6以產(chǎn)生電壓掃描信號(hào)h(步驟S13)。判定部分9獲得作為加法器4的輸出值的差值f(步驟S14)并監(jiān)測(cè)差值f變?yōu)?(步驟S15)。在步驟S15中在f=0的情況下,判定部分檢測(cè)電壓掃描信號(hào)h的電壓值(掃描電壓值j)(步驟S16)。然后判定部分9立即向掃描信號(hào)發(fā)生器6發(fā)送一指令以停止輸出電壓掃描信號(hào)h,替代產(chǎn)生所檢測(cè)的電壓值作為掃描電壓值j(步驟S17)。利用這種特征,在通過電壓掃描信號(hào)h的掃描過程中當(dāng)輸出信號(hào)c的電平檢測(cè)值和收斂值e之間的差值f為0時(shí)所獲得的掃描電壓值j作為增益控制信號(hào)b施加到可變?cè)鲆娣糯笃?的增益控制輸入端。因此,可變?cè)鲆娣糯笃?轉(zhuǎn)移到基于比實(shí)施例1更早的預(yù)定增益控制值的放大操作上。
基本在同時(shí),判定部分9向選擇器開關(guān)7輸出開關(guān)控制信號(hào)m以選擇由控制電壓發(fā)生器5所輸出的增益控制電壓值g(步驟S18)。利用這種特征,基于在輸出信號(hào)c的電平檢測(cè)值和收斂值e之間的差值f的增益控制電壓值g作為增益控制信號(hào)b施加到可變?cè)鲆娣糯笃?的增益控制輸入端,與第一實(shí)施例相同。這就通過閉環(huán)控制系統(tǒng)起動(dòng)了基本自動(dòng)增益控制。
在這種實(shí)際應(yīng)用中,由于在通過選擇器開關(guān)7的開關(guān)操作之后通過增益控制信號(hào)b表示的增益控制值(增益控制電壓值g)是一種基本等于正在開關(guān)切換之前的增益控制信號(hào)b的值(掃描電壓值j),起動(dòng)通過這種閉環(huán)控制系統(tǒng)的自動(dòng)增益控制并且基本自起動(dòng)該操作起以比第一實(shí)施例更穩(wěn)定的方式平穩(wěn)地執(zhí)行。
附圖5所示為在根據(jù)前述的第二實(shí)施例的操作起動(dòng)時(shí)的增益控制電壓。在第二實(shí)施例中,當(dāng)該裝置通電時(shí),與第一實(shí)施例相同,將電壓掃描信號(hào)(5)施加到可變?cè)鲆娣糯笃?的增益控制輸入端,該電壓掃描信號(hào)(5)在增益控制電壓范圍p中變化以使信號(hào)值基本沿著線性斜率從控制電壓的最小值增加到控制電壓的最大值增加。
當(dāng)在通過電壓掃描信號(hào)(5)進(jìn)行掃描的過程中可變?cè)鲆娣糯笃?的輸出電平與收斂值e一致并且所檢測(cè)的差值為0時(shí),則掃描電壓值立即作為增益控制電壓(2)而不是電壓掃描信號(hào)(5)提供到可變?cè)鲆娣糯笃?的增益控制輸入端。基本在同時(shí),切換到可變?cè)鲆娣糯笃?的增益控制輸入端的輸入信號(hào)。隨后,施加增益控制電壓(3),該增益控制電壓(3)基于在輸出信號(hào)c的電平檢測(cè)值和通過控制電壓發(fā)生器5所產(chǎn)生的收斂值e之間的差值f,并且通過閉環(huán)控制系統(tǒng)執(zhí)行自動(dòng)增益控制。
另一方面,當(dāng)正好自起動(dòng)通電時(shí)通過閉環(huán)控制系統(tǒng)基于在輸出信號(hào)c的電平檢測(cè)值和收斂值e之間的差值f執(zhí)行自動(dòng)增益控制時(shí),如在附圖5中的(4)所示的增益控制電壓在自動(dòng)增益控制起動(dòng)時(shí)具有較大的變化,并且在增益控制電壓收斂到控制目標(biāo)值之前它需要相當(dāng)長(zhǎng)的時(shí)間。
因此,在第二種實(shí)施例中,掃描可變?cè)鲆娣糯笃?的增益控制值并檢測(cè)可變?cè)鲆娣糯笃?的輸出電平與控制目標(biāo)值一致的狀態(tài),在該狀態(tài)中的增益控制值立即傳輸?shù)阶詣?dòng)增益控制器。這就確保恰好從起動(dòng)自動(dòng)控制時(shí)穩(wěn)定地控制而沒有增益控制值的波動(dòng)。第二實(shí)施例相對(duì)于第一實(shí)施例能夠更加進(jìn)一步地降低初始引入時(shí)間并且更早地轉(zhuǎn)移到基本自動(dòng)增益控制以實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定控制。
(第三實(shí)施例)附圖6所示為第三實(shí)施例的操作過程的流程圖。該自動(dòng)增益控制器的結(jié)構(gòu)與在附圖1中所示的第一實(shí)施例的自動(dòng)增益控制器的結(jié)構(gòu)相同,因此省略相應(yīng)的描述。對(duì)于操作,主要描述與第一和第二實(shí)施例的不同之處。
與在附圖4中的步驟S11至S15相同,當(dāng)自動(dòng)增益控制器通電時(shí)(步驟S21),判定部分9向選擇器開關(guān)7輸出開關(guān)控制信號(hào)m并選擇掃描信號(hào)發(fā)生器6的輸出(步驟S22)。與此同時(shí),判定部分9向掃描信號(hào)發(fā)生器6發(fā)送指令以產(chǎn)生電壓掃描信號(hào)h(步驟S23)。判定部分9獲得差值f,該差值f是加法器4的輸出值(步驟S14)并監(jiān)測(cè)該差值f變?yōu)?(步驟S25)。在步驟S25中f=0的情況下,判定部分向選擇器開關(guān)7輸出開關(guān)控制信號(hào)m而不檢測(cè)掃描電壓值,并選擇由控制電壓發(fā)生器5所產(chǎn)生的增益控制電壓值g(步驟S26)。利用這種特征,在通過電壓掃描信號(hào)h掃描的過程中,在輸出信號(hào)c的電平檢測(cè)值和收斂值e之間的差值f為0時(shí)所獲得的增益控制電壓值g作為增益控制信號(hào)施加到可變?cè)鲆娣糯笃?的增益控制輸入端。這就通過閉環(huán)控制系統(tǒng)起動(dòng)了基本自動(dòng)增益控制。
因此,在第三實(shí)施例中,掃描可變?cè)鲆娣糯笃?的增益控制值。當(dāng)可變?cè)鲆娣糯笃?的輸出電平與控制目標(biāo)值一致時(shí),執(zhí)行過程轉(zhuǎn)移到自動(dòng)增益控制。這就確保了正好從自動(dòng)控制起動(dòng)時(shí)穩(wěn)定地控制而不會(huì)造成增益控制值的波動(dòng)。因此,與第二實(shí)施例一樣,還可以降低初始引入時(shí)間并即時(shí)地執(zhí)行穩(wěn)定的控制。
(第四實(shí)施例)附圖7所示為第四實(shí)施例的操作過程的流程圖。附圖8所示為在根據(jù)第四實(shí)施例的操作中的增益控制電壓的波形圖。該自動(dòng)增益控制器的結(jié)構(gòu)與在附圖1中所示的第一實(shí)施例的自動(dòng)增益控制器的結(jié)構(gòu)相同,因此省略相應(yīng)的描述。對(duì)于操作,主要描述與第一實(shí)施例的不同之處。
在附圖7中,在步驟S31至S40中的處理與在附圖1所示的第一實(shí)施例的步驟S1至S10的處理過程相同。即,從自動(dòng)增益控制器通電時(shí)起通過與第一實(shí)施例相同的過程起動(dòng)自動(dòng)增益控制直到執(zhí)行過程轉(zhuǎn)移到通過閉環(huán)的基本增益控制。
在步驟S40中在自動(dòng)增益控制起動(dòng)之后,判定部分9判定從控制電壓發(fā)生器5輸出的增益控制電壓值g是否落入在預(yù)定的控制值范圍A1中(步驟S41)。例如按照基于增益控制電壓值g的要求設(shè)定這一預(yù)定的控制值范圍A1,該增益控制電壓值g是在從控制器(未示出)輸入的增益控制電壓范圍p中當(dāng)加法器4的輸出f=0時(shí)所獲得的。因此根據(jù)收斂值e在增益控制電壓范圍p的預(yù)定區(qū)間中設(shè)定預(yù)定的控制值范圍A1。
在步驟S41中如果增益控制電壓值g沒有落入在控制值范圍A1中,執(zhí)行過程繼續(xù)到步驟S42并設(shè)定在判定部分9中的計(jì)數(shù)器的計(jì)數(shù)器值n為n=1,然后返回到步驟S32。再次執(zhí)行對(duì)自動(dòng)增益控制的初始引入操作的處理,并在步驟S41中判定增益控制電壓值g。
在步驟S41中在增益控制電壓值g已經(jīng)落入在控制值范圍A1的情況下,計(jì)數(shù)器的計(jì)數(shù)器值n增加1,即n=n+1(步驟S43),并判定計(jì)數(shù)器值n是否等于N1(步驟S44)。在N不等于N1的情況下,即作為在自動(dòng)增益控制起動(dòng)時(shí)的收斂結(jié)果的增益控制電壓值g少于N1次落在控制值范圍A1內(nèi),執(zhí)行過程返回到步驟S32并且重復(fù)相同的處理過程。即,當(dāng)增益控制電壓值g已連續(xù)收斂在控制值范圍A1內(nèi)時(shí)增加在判定部分9中的計(jì)數(shù)器。在增益控制電壓值g超出控制值范圍A1的情況下,計(jì)數(shù)器重新從n=1起動(dòng)計(jì)數(shù)。
在步驟S44中在n=N1的情況下,并且增益控制電壓值g已經(jīng)連續(xù)N1次收斂在控制值范圍A1內(nèi),則檢測(cè)控制值范圍A1的中間值并將該值存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器中(步驟S45)。當(dāng)作為收斂結(jié)果的增益控制電壓值g已經(jīng)持續(xù)預(yù)定次數(shù)(N1次)落入在預(yù)定的控制值范圍A1中并且同時(shí)自動(dòng)增益控制的引入操作斷續(xù)地執(zhí)行時(shí),判定部分9判定增益控制電壓值g已經(jīng)穩(wěn)定地落入在控制值范圍A1中,并將控制值范圍A1的中間值存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器中。
在下一次通電時(shí),判定部分9產(chǎn)生通過前述的過程所獲得的控制值范圍A1的中間值作為掃描電壓值j,并向可變?cè)鲆娣糯笃?輸出該中間值作為增益控制信號(hào)b(步驟S46)。這就極大地減少了在下一次通電的初始引入時(shí)間。
附圖8所示為在根據(jù)前述的第四實(shí)施例的操作中的增益控制電壓。在第四實(shí)施例中,當(dāng)通過接通/切斷該裝置的電源來斷續(xù)地執(zhí)行自動(dòng)增益控制時(shí),通過第一實(shí)施例的過程執(zhí)行在每次自動(dòng)增益控制循環(huán)的初始引入操作,并判定增益控制電壓值g已經(jīng)連續(xù)N1次落入在控制值范圍A1中。在增益控制電壓值g的收斂結(jié)果是穩(wěn)定并已經(jīng)連續(xù)N1次落入在控制值范圍A1中的情況下,判定部分9將控制值范圍A1的中間值存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器中。在下一次通電時(shí),判定部分9從起動(dòng)起動(dòng)自動(dòng)增益控制時(shí)起向可變?cè)鲆娣糯笃?的增益控制輸入端提供作為增益控制信號(hào)b的控制值范圍A1的中間值。
因此,在第四實(shí)施例中,在輸入信號(hào)a的電平是穩(wěn)定的并且增益控制電壓值g已經(jīng)連續(xù)以預(yù)定次數(shù)落在控制值范圍A1中的情況下,可以通過應(yīng)用控制值范圍A1的中間值作為下一次的增益控制電壓值來降低初始引入時(shí)間。
在第四實(shí)施例中雖然在應(yīng)用第一實(shí)施例作為在通過閉環(huán)控制系統(tǒng)的基本自動(dòng)增益控制起動(dòng)時(shí)的操作,但是同樣可以應(yīng)用第二實(shí)施例或第三實(shí)施例。當(dāng)增益控制電壓值g已經(jīng)持續(xù)預(yù)定次數(shù)落入在控制值范圍A1中時(shí),還可以執(zhí)行通常處理而在自動(dòng)增益控制的引入操作的過程中不進(jìn)行掃描操作,并且在下一次通電時(shí)提供控制值范圍A1的中間值。控制值范圍A1或其中間值并不限于預(yù)定的固定范圍或預(yù)定固定值而是可以根據(jù)增益控制電壓值g的波動(dòng)情況進(jìn)行變化。
(第五實(shí)施例)附圖9所示為第五實(shí)施例的操作過程的流程圖。附圖10所示為在根據(jù)第五實(shí)施例的操作中的增益控制電壓的波形圖。該自動(dòng)增益控制器的結(jié)構(gòu)與在附圖1中所示的第一實(shí)施例的自動(dòng)增益控制器的結(jié)構(gòu)相同,因此省略相應(yīng)的描述。至于操作,主要描述與第一實(shí)施例的不同之處。
在附圖9中,在步驟S51至S58中的處理與在附圖2所示的第二實(shí)施例的步驟S11至S18的處理相同。即,從自動(dòng)增益控制器通電時(shí)起通過與第二實(shí)施例相同的過程起動(dòng)自動(dòng)增益控制直到執(zhí)行過程轉(zhuǎn)移到通過閉環(huán)的基本增益控制。第五實(shí)施例所示為優(yōu)選用于如下情況的操作實(shí)例預(yù)定的控制值范圍A2偏置到增益控制電壓范圍p的一側(cè)。在此描述將A2偏置到增益控制電壓范圍p的最大值一側(cè)的情況。
在步驟S58中在起動(dòng)自動(dòng)增益控制之后,判定部分9判定由控制電壓發(fā)生器5所產(chǎn)生的增益控制電壓值g是否已經(jīng)落入在預(yù)定的控制值范圍A2中(步驟S59)。例如按照基于增益控制電壓值g的要求設(shè)定這種預(yù)定的控制值范圍A2,該增益控制電壓值g是在加法器4的輸出f=0時(shí)在從控制器(未示出)的輸入的增益控制電壓范圍p中所獲得的。因此,根據(jù)收斂值e在增益控制電壓范圍p的預(yù)定區(qū)域中設(shè)定預(yù)定的控制值范圍A2。在本實(shí)施例中,在預(yù)定的控制值范圍A2偏置到電壓掃描信號(hào)h的掃描開始電壓的相反側(cè)即增益控制電壓范圍p的最大值側(cè)的情況下,電壓掃描信號(hào)h的掃描方向反向。
在步驟S59中在增益控制電壓值g沒有落入控制值范圍A2中的情況下,執(zhí)行過程進(jìn)行到步驟S60,并設(shè)定在判定部分9中的計(jì)數(shù)器的計(jì)數(shù)器值n為n=1,然后返回到步驟S52。再次執(zhí)行對(duì)自動(dòng)增益控制的初始引入操作的過程并在步驟S59中判定增益控制電壓值g。
在步驟S59中在增益控制電壓值g已經(jīng)落入到控制值范圍A2的情況下,計(jì)數(shù)器的計(jì)數(shù)器值n增加1,即n=n+1(步驟S61),判定計(jì)數(shù)器值n是否等于N2(步驟S62)。如果N不等于N2,即在自動(dòng)增益控制的開始作為收斂結(jié)果的增益控制電壓值g少于N2次落入在控制值范圍A2內(nèi),執(zhí)行過程返回到步驟S52,重復(fù)相同的處理過程。即當(dāng)在增益控制電壓值g已經(jīng)連續(xù)地收斂在控制值范圍A2中時(shí)在判定部分9中的計(jì)數(shù)器增加。在增益控制電壓值g處于控制值范圍A2之外的情況下,重新起動(dòng)從n=1再次計(jì)數(shù)。
在步驟S62中在n=N2并且增益控制電壓值g已經(jīng)連續(xù)N2次收斂在控制值范圍A2內(nèi)的情況下,將這個(gè)控制值范圍A2存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器中(步驟S63)。當(dāng)作為收斂結(jié)果的增益控制電壓值g已經(jīng)持續(xù)預(yù)定的次數(shù)(N2次)落入在預(yù)定的電壓值A(chǔ)2內(nèi)而同時(shí)斷續(xù)地執(zhí)行自動(dòng)增益控制的引入操作時(shí),判定部分9判定增益控制電壓值g已經(jīng)穩(wěn)定地落入在偏置到在增益控制電壓范圍p中的最大值一側(cè)的控制值范圍A2內(nèi),并且將偏置到最大值一側(cè)的控制值范圍A2存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器中。
在下一次通電時(shí),判定部分9向掃描信號(hào)發(fā)生器6發(fā)送指令以使電壓掃描信號(hào)h的掃描方向反向。即,判定部分9指令掃描信號(hào)發(fā)生器6產(chǎn)生電壓掃描信號(hào)h以使該信號(hào)可以從增益控制電壓范圍p的最大值變化到最小值,然后起動(dòng)自動(dòng)增益控制過程(步驟S64)。利用這種特征,從最大值起動(dòng)執(zhí)行通過電壓掃描信號(hào)h的掃描操作并在偏置到最大值一側(cè)的控制值范圍A2中較早地檢測(cè)差值f=0,因此極大地降低了初始引入時(shí)間。
附圖10所示為在根據(jù)前述的第五實(shí)施例的操作中的增益控制電壓。在第五實(shí)施例中,當(dāng)通過接通/切斷該裝置的電源來斷續(xù)地執(zhí)行自動(dòng)增益控制時(shí),通過第二實(shí)施例的程序執(zhí)行在每次自動(dòng)增益控制循環(huán)開始時(shí)的初始引入操作,并且判定增益控制電壓值g已經(jīng)連續(xù)N2次落在偏置到增益控制電壓范圍p的最大值的預(yù)定的控制值范圍A2內(nèi)。在增益控制電壓值g的收斂結(jié)果為穩(wěn)定的并且已經(jīng)連續(xù)地N2次落入在控制值范圍A2的情況下,判定部分9將偏置到在增益控制電壓范圍p中的最大值一側(cè)的穩(wěn)定地收斂的控制值范圍A2存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器中。在下一次通電時(shí),判定部分9向可變?cè)鲆娣糯笃?的增益控制輸入端提供從增益控制電壓范圍p的最大值到最小值變化的電壓掃描信號(hào)h作為增益控制信號(hào)b,以起動(dòng)自動(dòng)增益控制。
因此,在第五實(shí)施例中,在增益控制電壓值g已經(jīng)以持續(xù)預(yù)定的次數(shù)落入在控制值范圍A2內(nèi)并且該控制值范圍A2偏置到與增益控制電壓范圍p的最小值相反的最大值情況下,該增益控制電壓范圍p是電壓掃描信號(hào)h的掃描起動(dòng)電壓值,則可以通過使電壓掃描信號(hào)h的掃描方向反向并從在下一次通電時(shí)增益控制電壓范圍p的最大值起動(dòng)掃描操作來降低初始引入時(shí)間。
在第五實(shí)施例中雖然應(yīng)用第二實(shí)施例作為在通過閉環(huán)控制系統(tǒng)起動(dòng)基本自動(dòng)增益控制時(shí)的操作,但是同樣可以應(yīng)用第三實(shí)施例。在初始通電時(shí)偏置控制值范圍A2的電壓掃描信號(hào)h的掃描方向和掃描操作的反向方向可以與在前述的描述中的相應(yīng)的方向相反。
(第六實(shí)施例)附圖11所示為具有根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的自動(dòng)增益控制功能的無線電通信裝置的結(jié)構(gòu)的方塊圖。本第六實(shí)施例所示為將前述的實(shí)施例應(yīng)用到移動(dòng)通信的無線電通信裝置的實(shí)例性結(jié)構(gòu)。雖然該無線電通信裝置可以應(yīng)用到任何類型的移動(dòng)站和基站中,但是本實(shí)施例具體設(shè)想為用于在衰減的環(huán)境中執(zhí)行斷續(xù)接收的移動(dòng)站,由此以相對(duì)較短的時(shí)間間隔反復(fù)地接通/切斷接收器的電源。向與在附圖2中相同的部件提供相同的信號(hào),在此省略了相應(yīng)的詳細(xì)描述。
除了在附圖1中所示的結(jié)構(gòu)外無線電通信裝置的射頻增益控制器還包括用于檢測(cè)可變化地放大所接收的信號(hào)的可變?cè)鲆娣糯笃?的輸出的檢測(cè)電路和基于檢測(cè)電路10的輸出檢測(cè)所接收信號(hào)a的衰減程度的衰減程度檢測(cè)電路11(衰減程度檢測(cè)器)。根據(jù)第六實(shí)施例的判定部分9除了在第一至第五實(shí)施例中所描述的特征外還基于從衰減程度檢測(cè)電路11輸出的衰減程度r和從控制器(未示出)輸入的閾值u執(zhí)行操作控制。例如所接收的信號(hào)a是通過對(duì)射頻(RF)信號(hào)進(jìn)行頻率轉(zhuǎn)換所獲得的中頻(IF)信號(hào)。
在前述的結(jié)構(gòu)中,基于增益控制信號(hào)b通過可變?cè)鲆娣糯笃?可變化地放大并使所接收的信號(hào)a的電平保持恒定獲得所接收的信號(hào)c,輸出該所接收的信號(hào)c。通過檢測(cè)電路10檢測(cè)所接收的信號(hào)c并在隨后的階段中輸出到接收處理系統(tǒng)(未示出)作為接收數(shù)據(jù)q。在該過程中,通過衰減程度檢測(cè)電路11從所接收的數(shù)據(jù)q中檢測(cè)接收信號(hào)a的衰減程度r并輸入到判定部分9中。判定部分9將衰減程度r與來自控制器(未示)的閾值u相比較并根據(jù)該比較的結(jié)果切換自動(dòng)增益控制的操作??梢詰?yīng)用通常在移動(dòng)通信裝置例如蜂窩通信系統(tǒng)的攜帶式電話機(jī)(PDC個(gè)人數(shù)字通信)中所提供的衰減程度檢測(cè)電路11,只要該電路能夠檢測(cè)在所接收的信號(hào)中由于衰減所引起的電平變化的周期的任何結(jié)構(gòu)都可以使用。配置該衰減程度檢測(cè)電路11以直接輸入用于后面的檢測(cè)的所接收的信號(hào)。
下文描述根據(jù)第六實(shí)施例的無線電通信裝置的自動(dòng)增益控制器的操作。附圖12所示為第六實(shí)施例的操作程序的流程圖。
在附圖12中,在步驟S71至S80中的處理過程與在附圖2中所示的第一實(shí)施例中的步驟S1至S10的處理過程相同。即,當(dāng)自動(dòng)增益控制器通電時(shí)(步驟S71),判定部分9向選擇器開關(guān)7輸出開關(guān)控制信號(hào)m并選擇掃描信號(hào)發(fā)生器6的輸出(步驟S72)。同時(shí),判定部分9向掃描信號(hào)發(fā)生器6發(fā)送指令以產(chǎn)生電壓掃描信號(hào)h(步驟S73)并起動(dòng)定時(shí)器以計(jì)數(shù)預(yù)定的周期T1(步驟S74)。判定部分9獲得從加法器4輸出的差值f(步驟S75)并監(jiān)測(cè)該差值f變?yōu)?(步驟S76)。
在步驟S76中在f=0的情況下,檢測(cè)電壓掃描信號(hào)h的相應(yīng)的電壓值(掃描電壓值j)并存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器中(步驟S77)。執(zhí)行過程進(jìn)入等待狀態(tài)直到經(jīng)歷周期T1以使定時(shí)器暫停,即直到電壓掃描信號(hào)h掃描到增益控制電壓范圍p的最大值(步驟S78)。當(dāng)在步驟S78中經(jīng)過了周期T1時(shí),將指令發(fā)送到掃描信號(hào)發(fā)生器6以停止輸出電壓掃描信號(hào)h,并將存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器中的電壓值作為掃描電壓值j產(chǎn)生(步驟S79)。通過這個(gè)特征,當(dāng)在輸出信號(hào)c的電平檢測(cè)值和收斂值e之間的差值f為0時(shí)所獲得的掃描電壓值j作為增益控制信號(hào)b而替代電壓掃描信號(hào)h施加到可變?cè)鲆娣糯笃?的增益控制輸入端。因此,在經(jīng)歷周期T1后可變?cè)鲆娣糯笃?轉(zhuǎn)移到基于預(yù)定的增益控制值的放大操作。
基本在同時(shí),判定部分9向選擇器開關(guān)7輸出開關(guān)控制信號(hào)m以選擇從控制電壓發(fā)生器5中輸出的增益控制電壓值g(步驟S80)。通過這個(gè)特征,基于在輸出信號(hào)c的電平檢測(cè)值和收斂值e之間的差值f的增益控制電壓值g作為增益控制信號(hào)b施加到可變?cè)鲆娣糯笃?的增益控制輸入端。這就起動(dòng)了通過閉環(huán)控制系統(tǒng)的基本自動(dòng)增益控制。
在第六實(shí)施例中,通過衰減程度檢測(cè)電路11檢測(cè)所接收信號(hào)的衰減程度r并在自動(dòng)增益控制操作過程中提供到判定部分9。衰減程度q提供用于獲得移動(dòng)站的移動(dòng)速度以及在無線電通信裝置的移動(dòng)站的應(yīng)用中的信號(hào)接收狀態(tài)的信息。具體地說,判定當(dāng)衰減程度q(或在這種情況下的周期)較大時(shí)移動(dòng)速度較低而當(dāng)q較小時(shí)較高。
在步驟S80中在轉(zhuǎn)移到通過閉環(huán)控制系統(tǒng)的自動(dòng)增益控制之后,判定部分9將衰減程度r與閾值u相比較(步驟S81)。在起動(dòng)本實(shí)例性的流程圖中的自動(dòng)增益控制之后判定衰減程度的同時(shí),當(dāng)加法器4輸出差值f=0時(shí)判定衰減程度。
在步驟S81中在衰減程度q大于閾值u的情況下,判定移動(dòng)速度較低并且信號(hào)接收狀態(tài)穩(wěn)定,獲得所接收的基本恒定電平的信號(hào)。因此開始并執(zhí)行基本自動(dòng)增益控制。在衰減程度q小于閾值u的情況下,判定移動(dòng)速度較高而信號(hào)接收狀態(tài)不穩(wěn)定。因此執(zhí)行過程進(jìn)行到步驟S80,在步驟S82到S87中執(zhí)行與在第四實(shí)施例中的步驟S41至S46相同的處理。
判定部分9判定通過控制電壓發(fā)生器5輸出的增益控制電壓值g是否落入在預(yù)定的控制值范圍A1中(步驟S82)。在增益控制電壓值g沒有落入在控制值范圍A1中的情況下,執(zhí)行過程進(jìn)行到步驟S83并設(shè)定在判定部分9中計(jì)數(shù)器的計(jì)數(shù)器值n為n=1并返回到步驟S72。再次執(zhí)行對(duì)自動(dòng)增益控制的初始引入操作的處理,并且在步驟S82中判定增益控制電壓值g。在步驟S82中增益控制電壓值g已經(jīng)落在控制值范圍A1中的情況下,計(jì)數(shù)器的計(jì)數(shù)器值n增加1,即n=n+1(步驟S84)并判定計(jì)數(shù)器值n是否等于N1(步驟S85)。在N不等于N1的情況下,在自動(dòng)增益控制起動(dòng)時(shí)作為收斂結(jié)果的增益控制電壓值g少于N1次在控制值范圍中,執(zhí)行過程返回到步驟S72并重復(fù)相同的處理。在增益控制電壓值g超出控制值范圍A1的情況下,從n=1重新起動(dòng)計(jì)數(shù)。
在步驟S85中在n=N1的情況下增益控制電壓值g連續(xù)N1次收斂在控制值范圍A1中,檢測(cè)控制值范圍A1的中間值并將該值存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器中(步驟S86)。判定部分9產(chǎn)生通過前述的過程獲得的控制值范圍的中間值作為掃描電壓值j并向可變?cè)鲆娣糯笃?輸出該中間值作為增益控制信號(hào)b(步驟S87)。
因此,在第六實(shí)施例中,在該無線電通信裝置中通過接通/切斷該裝置的電源來執(zhí)行斷續(xù)的接收和斷續(xù)的增益控制,在衰減程度的周期較長(zhǎng)的情況下信號(hào)接收狀態(tài)是穩(wěn)定的,因此每次執(zhí)行在第一實(shí)施例中的引入操作。在衰減程度的周期較短的情況下,判定在自動(dòng)增益控制起動(dòng)時(shí)作為收斂結(jié)果的增益控制電壓值g以預(yù)定次數(shù)N1落在控制值范圍A1中,并且一旦判定,在下一次通電時(shí)提供控制值范圍A1的中間值。
雖然在第六實(shí)施例中應(yīng)用第一實(shí)施例作為在通過閉環(huán)控制系統(tǒng)的基本自動(dòng)增益控制起動(dòng)時(shí)的操作,但是也可以應(yīng)用第二實(shí)施例或第三實(shí)施例。還可以執(zhí)行通常的引入操作處理而在自動(dòng)增益控制的引入操作的過程中不執(zhí)行掃描操作,并且還可以僅在衰減程度的周期較短時(shí)對(duì)增益控制電壓值g已經(jīng)落在控制值范圍A1的次數(shù)進(jìn)行計(jì)數(shù),當(dāng)增益控制電壓值g已經(jīng)持續(xù)預(yù)定的次數(shù)落在控制值范圍A1中時(shí),在下一次通電時(shí)提供控制值范圍A1的中間值。還可以只根據(jù)衰減程度的周期的長(zhǎng)度切換在下一次通電時(shí)提供增益控制電壓值的操作,而不對(duì)增益控制電壓值g已經(jīng)落在控制值范圍A1的次數(shù)進(jìn)行計(jì)數(shù)。在這種情況下,可以考慮收斂值e按照要求設(shè)定增益控制電壓值。
在無線電通信裝置的移動(dòng)站中,在如下情況執(zhí)行操作控制當(dāng)判定在衰減程度的周期較長(zhǎng)的情況下移動(dòng)速度較低時(shí)擴(kuò)展斷續(xù)接收的通電周期,當(dāng)判定在衰減程度的周期較短的情況下移動(dòng)速度較高時(shí)減小斷續(xù)接收的通電周期。第六實(shí)施例的裝置對(duì)于執(zhí)行如上文所描述的這種操作比較可取。在這種情況下,倘若衰減程度的周期較長(zhǎng),即斷續(xù)接收的周期較長(zhǎng),在該裝置每次通電時(shí)通過掃描操作執(zhí)行引入操作,并起動(dòng)和執(zhí)行自動(dòng)增益控制。在衰減程度周期較短的情況下,即斷續(xù)接收的周期較短,對(duì)增益控制電壓值g已經(jīng)落在控制值范圍A1中的次數(shù)進(jìn)行計(jì)數(shù),在判定增益控制電壓值g已經(jīng)持續(xù)預(yù)定的次數(shù)落在控制值范圍A1中的情況下,以該裝置每次通電時(shí)所提供的控制值范圍A1的中間值執(zhí)行引入操作,起動(dòng)自動(dòng)增益控制并在隨后的中斷接收中執(zhí)行。
按照本方法,根據(jù)第六實(shí)施例,根據(jù)在衰減環(huán)境中無線電通信裝置的信號(hào)接收狀態(tài)可以執(zhí)行適當(dāng)?shù)淖詣?dòng)增益控制的引入操作。通過本特征,可以減少初始引入時(shí)間。
如上文所述,本發(fā)明可以提供一種用于降低在通電時(shí)的引入時(shí)間的自動(dòng)增益控制器和自動(dòng)增益控制方法,以及裝備有該自動(dòng)增益控制功能的無線電通信裝置。
權(quán)利要求
1.一種自動(dòng)增益控制器,包括增益控制放大器,該增益控制放大器基于增益控制信號(hào)可變放大輸入信號(hào)以輸出預(yù)定電平的信號(hào);增益控制信號(hào)發(fā)生器,該增益控制信號(hào)發(fā)生器基于在可變?cè)鲆娣糯笃鞯妮敵鲂盘?hào)電平和目標(biāo)值之間的差值產(chǎn)生自動(dòng)增益控制信號(hào);掃描信號(hào)發(fā)生器,該掃描信號(hào)發(fā)生器輸出用于在可變?cè)鲆娣糯笃鞯目勺冊(cè)鲆娣秶袕淖钚≈档阶畲笾祾呙璧膾呙栊盘?hào);增益電壓值檢測(cè)器,該增益電壓值檢測(cè)器檢測(cè)當(dāng)可變?cè)鲆娣糯笃鞯妮敵鲂盘?hào)的電平與目標(biāo)值一致時(shí)所獲得的掃描信號(hào)的控制電壓值;以及增益控制信號(hào)提供器,該增益控制信號(hào)提供器向可變?cè)鲆娣糯笃魈峁┰鲆婵刂菩盘?hào),其中在操作的初始階段掃描信號(hào)用作增益控制信號(hào),其中當(dāng)輸出信號(hào)的電平與目標(biāo)值一致時(shí)所獲得的控制電壓值用作在利用掃描信號(hào)的掃描操作之后的增益控制信號(hào),其中基于該差值的自動(dòng)增益控制信號(hào)用作在控制電壓值的輸出之后的增益控制信號(hào)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的自動(dòng)增益控制器,其中當(dāng)掃描信號(hào)掃過在可變?cè)鲆娣秶袕淖钚≈岛妥畲笾抵械囊粋€(gè)到另一個(gè)時(shí)增益控制信號(hào)提供器判定完成掃描操作,并且一旦掃描操作完成就輸出控制電壓值作為增益控制信號(hào)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的自動(dòng)增益控制器,其中當(dāng)輸出信號(hào)的電平與目標(biāo)值一致時(shí)增益控制信號(hào)提供器停止掃描操作,并且一旦停止掃描操作就輸出控制電壓值作為增益控制信號(hào)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的自動(dòng)增益控制器,進(jìn)一步包括起動(dòng)操作控制器,該起動(dòng)操作控制器判定當(dāng)輸出信號(hào)的電平與目標(biāo)值一致時(shí)所獲得的掃描信號(hào)的控制電壓值已經(jīng)落在可變?cè)鲆娣糯笃鞯目勺冊(cè)鲆娣秶念A(yù)定控制值范圍內(nèi),并且當(dāng)該控制電壓值持續(xù)預(yù)定次數(shù)落在控制值范圍內(nèi)時(shí)在起動(dòng)下一操作時(shí)向可變?cè)鲆娣糯笃魈峁┛刂浦捣秶闹虚g值作為增益控制信號(hào)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的自動(dòng)增益控制器,進(jìn)一步包括掃描控制器,該掃描控制器用于判定當(dāng)輸出信號(hào)的電平與目標(biāo)值一致時(shí)所獲得的掃描信號(hào)的控制電壓值已經(jīng)偏置到可變?cè)鲆娣糯笃鞯目勺冊(cè)鲆娣秶囊粋?cè),并且當(dāng)控制電壓值已經(jīng)持續(xù)預(yù)定次數(shù)落在這種偏置的控制值范圍內(nèi)時(shí)在起動(dòng)下一次操作時(shí)在與掃描信號(hào)的掃描方向相反的方向上執(zhí)行掃描操作。
6.一種自動(dòng)增益控制方法,基于增益控制信號(hào)通過可變?cè)鲆娣糯笃鲗?duì)輸入信號(hào)進(jìn)行可變放大以輸出預(yù)定電平的信號(hào),該自動(dòng)增益控制方法包括掃描信號(hào)提供步驟,該掃描信號(hào)提供步驟用于在操作的初始階段提供對(duì)可變?cè)鲆娣糯笱b置的可變?cè)鲆娣秶袕淖钚≈档阶畲笾颠M(jìn)行掃描的掃描信號(hào);控制電壓值提供步驟,該控制電壓值提供步驟檢測(cè)當(dāng)可變?cè)鲆娣糯笃鞯妮敵鲂盘?hào)的電平與目標(biāo)值一致時(shí)所獲得的掃描信號(hào)的控制電壓值并提供在利用掃描信號(hào)的掃描操作之后的控制電壓值;自動(dòng)增益控制信號(hào)提供步驟,該自動(dòng)增益控制信號(hào)提供步驟基于在可變?cè)鲆娣糯笃鞯妮敵鲂盘?hào)的電平和目標(biāo)值之間的差值產(chǎn)生自動(dòng)增益控制信號(hào)并在輸出控制電壓值之后提供該自動(dòng)增益控制信號(hào)。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的自動(dòng)增益控制方法,其中當(dāng)掃描信號(hào)掃過在可變?cè)鲆娣秶袕淖钚≈岛妥畲笾抵械囊粋€(gè)到另一個(gè)時(shí)掃描信號(hào)提供步驟完成掃描操作,并且按照控制電壓值提供步驟輸出控制電壓值。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的自動(dòng)增益控制方法,其中當(dāng)輸出信號(hào)的電平與目標(biāo)值一致時(shí)掃描信號(hào)提供步驟停止掃描操作,并且一旦停止掃描操作按照控制電壓值提供步驟提供控制電壓值。
9.根據(jù)權(quán)利要求6所述的自動(dòng)增益控制方法,進(jìn)一步包括起動(dòng)操作控制步驟,該起動(dòng)操作控制步驟判定當(dāng)輸出信號(hào)的電平與目標(biāo)值一致時(shí)所獲得的掃描信號(hào)的控制電壓值已經(jīng)落在可變?cè)鲆娣糯笃鞯目勺冊(cè)鲆娣秶念A(yù)定控制值范圍內(nèi),并且當(dāng)該控制電壓值持續(xù)預(yù)定次數(shù)落在控制值范圍內(nèi)時(shí)在起動(dòng)下一次操作時(shí)向可變?cè)鲆娣糯笃魈峁┛刂浦捣秶闹虚g值作為增益控制信號(hào)。
10.根據(jù)權(quán)利要求6所述的自動(dòng)增益控制方法,進(jìn)一步包括掃描控制步驟,該掃描控制步驟用于判定當(dāng)輸出信號(hào)的電平與目標(biāo)值一致時(shí)所獲得的掃描信號(hào)的控制電壓值已經(jīng)偏置到可變?cè)鲆娣糯笃鞯目勺冊(cè)鲆娣秶囊粋?cè),并且當(dāng)控制電壓值已經(jīng)持續(xù)預(yù)定次數(shù)落在這種偏置的控制值范圍內(nèi)時(shí)在起動(dòng)下一次操作時(shí)在與掃描信號(hào)的掃描方向相反的方向上執(zhí)行掃描操作。
11.一種無線電通信裝置,該無線電通信裝置具有自動(dòng)增益控制功能以便通過可變?cè)鲆娣糯笃骰谠鲆婵刂菩盘?hào)可變放大輸入信號(hào)以輸出預(yù)定電平的信號(hào),該無線電通信裝置包括增益控制信號(hào)發(fā)生器,該增益控制信號(hào)發(fā)生器基于在可變?cè)鲆娣糯笃鞯妮敵鲂盘?hào)和目標(biāo)值之間的差值產(chǎn)生自動(dòng)增益控制信號(hào);掃描信號(hào)發(fā)生器,該掃描信號(hào)發(fā)生器輸出用于在可變?cè)鲆娣糯笃鞯目勺冊(cè)鲆娣秶袕淖钚≈档阶畲笾祾呙璧膾呙栊盘?hào);增益電壓值檢測(cè)器,該增益電壓值檢測(cè)器檢測(cè)當(dāng)輸出信號(hào)的電平與目標(biāo)值一致時(shí)所獲得的掃描信號(hào)的控制電壓值;以及增益控制信號(hào)提供器,該增益控制信號(hào)提供器向可變?cè)鲆娣糯笃魈峁┰鲆婵刂菩盘?hào),其中在操作的初始階段掃描信號(hào)用作增益控制信號(hào),其中當(dāng)輸出信號(hào)的電平與目標(biāo)值一致時(shí)所獲得的控制電壓值用作在利用掃描信號(hào)的掃描操作之后的增益控制信號(hào),其中基于該差值的自動(dòng)增益控制信號(hào)用作在控制電壓值的輸出之后的增益控制信號(hào)。
12.根據(jù)權(quán)利要求11的無線電通信裝置,進(jìn)一步包括檢測(cè)輸入信號(hào)的衰減程度的衰減程度檢測(cè)器;以及起動(dòng)操作控制器,當(dāng)所檢測(cè)的衰減程度的周期比預(yù)定的值更短時(shí)該起動(dòng)操作控制器判定當(dāng)輸出信號(hào)的電平與目標(biāo)值一致時(shí)所獲得的掃描信號(hào)的控制電壓值已經(jīng)落在可變?cè)鲆娣糯笃鞯目勺冊(cè)鲆娣秶念A(yù)定控制值范圍內(nèi),并且當(dāng)控制電壓值已經(jīng)持續(xù)預(yù)定次數(shù)落在這種控制電壓值范圍內(nèi)時(shí)在起動(dòng)下一次操作時(shí)向可變?cè)鲆娣糯笃魈峁┛刂浦捣秶闹虚g值作為增益控制信號(hào)。
全文摘要
一種自動(dòng)增益控制方法和裝置具有該功能的無線電通信裝置。該裝置在通電時(shí),判定部分(9)向選擇器開關(guān)(7)輸出開關(guān)控制信號(hào)(m)以選擇同時(shí)產(chǎn)生從增益控制電壓范圍(p)的最小值增加到最大值的電壓掃描信號(hào)(h)的掃描信號(hào)發(fā)生器(6)的輸出,然后向可變?cè)鲆娣糯笃?1)提供電壓掃描信號(hào)(h),計(jì)算在輸出信號(hào)(c)的電平檢測(cè)值和收斂值(e)之間的差值(f),檢測(cè)在(f)=0時(shí)所獲得的掃描電壓值(j)并將掃描電壓值(j)存儲(chǔ)。
文檔編號(hào)H03G3/20GK1309475SQ0110460
公開日2001年8月22日 申請(qǐng)日期2001年2月15日 優(yōu)先權(quán)日2000年2月18日
發(fā)明者巖田靖史, 市川泰史 申請(qǐng)人:松下電器產(chǎn)業(yè)株式會(huì)社