[发明专利]无线电接收机的自动增益控制电路

说明书

本发明涉及一种在具有扩展频谱方法的无线电数字通信系统中的自动增益控制电路，更具体说，涉及一种数字化的自动增益控制电路，以避免由于高功率输入到天线使位于接收机前级的低噪音放大器饱和而产生的误码率变坏，从而简化了它的结构，加快了其商品化进程。

一般说，扩展频谱方法是一种在建筑物中传输数字数据的通信方法。于是，一般的扩展频谱调制方法是通过使用混频器使含有高频和伪噪音(以后称为PN)的射频(以后称为RF)编码成数字数据，作为具有宽频带和低频谱密度的扩展信号。上述调制方法由于减少了外部干扰对系统的影响，故具有能够改善系统性能的特点。为了接收通过上述方法形成和发送的扩展信号，并稳定地解调该接收信号，必须恒定地保持接收信号的电平。而位于接收机前级的自动增益控制放大器(以后称为AGC放大器)正是执行上述工作的器件。

图1表示具有现有技术的自动增益控制电路的无线电接收机的结构。如图1所示，该无线电接收机包括：第一和第二信号混频器12和13，利用本机振荡器的输出频率(f_L01和f_L02)将接收的扩展信号频率变低；中频放大器(以后称为IF放大器)14，用于放大该频率变换后的信号，并根据接收信号强度指示(以后称为RSSI)产生电压；压控振荡器(VCO)24，用于产生给定的钟频；移相器23，用于将标准频率移相90°；低通滤波器(以后称为LPF)15和16，用于消除I和Q信道频带之外的信号；放大器17和18，用于放大经LPF15和16滤波后的信号；模/数(以后称为A/D)转换器19和20，用于将放大的信号转换成数字信号；调制解调器21，用于解调I和Q信道的A/D转换信号的数据；LPF9，用于低通滤波RSSI；电平变换器22，用于变换从LPF9输出的信号的电平；对数放大器10，用于转换电平变换后的信号，使之与AGC放大器11的控制电压的窄范围相符。

按上述构造的无线电接收机，使用IF放大器14以与接收信号的电平成比例的电压控制AGC放大器11。然而，在上述情况直接采用IF放大器14中输出的RSSI电压通常是不适当的。因此，要在LPF9中滤波RSSI电压的电平，必须有电平变换器22，以变换RSSI电压的电平使之与AGC放大器11需要的控制电压的范围相符。此外，如果如下所述，甚至在RSSI电压的电平变换之后仍不能得到控制AGC放大器11的具有适当范围的电压电平，即如果RSSI的动态范围很宽，而AGC放大器11的控制电压动态范围很窄，则根据本发明原则构成的无线电接收机，应通过降低由于采用对数放大器10使输出电平对于输入电平的变化，来产生具有适当范围的控制电压。

如上所述，采用电平变换器22或对数放大器10的自动增益控制方法不容易实现电平变换器22的功能，并且根据AGC放大器11的可变控制电压的范围常常不可能实现电平变换器22的作用。这时，必须加入其它分立电路来实施电平变换。此外，随着工作频率的升高，当AGC11的动态范围很窄而IF放大器14输出的RSSI电压的动态范围很宽时，很难实现所需的对数放大器10的作用。而且，LPF9的带宽确定了自动增益检测环路响应时间的特性。如果LPF9的带宽变宽，则该自动增益控制环路的响应时间特性会改善，但环路中的噪音电平将增加。结果，由于AGC放大器11的控制电压变化太快会使AGC放大器11的增益变化过大。反之，如果LPF9的带宽变窄，由于环路中的噪音电平降低，AGC放大器11的增益变化比上述情况减小许多，然而，却使自动增益控制环路的响应时间特性变坏。总之，为解决上述问题，就要适当地选择LPF9的带宽，以使不影响装置的性能。然而，这种选择是不容易的。

图3是波形图，表示根据现有技术和本发明的自动增益控制电路的工作情况。如图3的(b)所示，如果在一个信息包中接收信号的电平突然变化时，由于自动增益控制环路的响应时间特性影响，不能适当地完成增益控制。

所以，本发明的目的是提供一种数字化的自动增益控制电路，以避免由于高功率输入到天线使位于接收机前级的低噪音放大器饱和而造成的误码率变坏，从而简化其结构，加快其商品化进程。