專利名稱：自動增益控制裝置的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及最好是用于無線電通信接收機的自動增益控制器(AGC)，且更具體地說，是涉及一種自動增益控制器(AGC)，它能對幅度急劇變化的輸入信號進行適當?shù)脑鲆婵刂啤?br> 陸地移動通信，諸如便攜電話和汽車電話，一般受到嚴酷的電場環(huán)境的影響。為了在這種嚴酷的條件下保證穩(wěn)定的通信，近來已經采用了數(shù)字調制系統(tǒng)和時分多路系統(tǒng)。另外，現(xiàn)在正在檢驗發(fā)射機天線跳躍和頻率跳躍的應用。
發(fā)射機天線跳躍的特征在于在設置在發(fā)射機上的多個天線中的天線抽取，從而即使在通信條件改變或惡化的情況下也總能夠獲得最佳的信號。類似地，頻率跳躍的特征在于從多個載波頻率中的頻率抽取，以優(yōu)化信號接收條件。
同時，無線電通信接收機裝有自動增益控制器，以對輸入信號由于電場環(huán)境變化等造成的改變進行適當?shù)捻憫?br> 用于進行自動增益控制器的典型的傳統(tǒng)無線電通信接收機，如圖3所示，包括檢測射頻頻帶信號的接收機天線1、從檢測的射頻頻帶信號中抽取所需的頻帶信號的接收機濾波器2、對抽取的信號進行放大的第一級放大器3、將來自射頻頻帶的一輸入信號轉換到中頻頻帶的頻率轉換器4、對中頻頻帶信號進行放大的可變增益放大器5、以及控制可變增益放大器5的增益控制器6。
根據(jù)上述的傳統(tǒng)接收機，天線1接收發(fā)射機(未顯示)送來的射頻頻帶信號A，并將該射頻頻帶信號A輸出到接收機濾波器2。接收機濾波器2從輸入的射頻頻帶信號A中抽取所需的射頻頻帶信號B，并將此所需射頻頻帶信號B輸出到第一級放大器3。第一級放大器3對該抽取射頻頻帶信號B進行放大，并將放大的信號C輸出到頻率轉換器4。頻率轉換器4將射頻頻帶信號C轉換成中頻頻帶信號D，并將該中頻頻帶信號D輸出到可變增益放大器5。
可變增益放大器5，通過根據(jù)增益控制器6提供的增益控制信號F改變其放大倍數(shù)，對中頻頻帶信號D進行放大，并產生一IF(中頻)信號E，送到下一級電路(未顯示)和增益控制器6。增益控制器6將增益控制信號F送到可變增益放大器5，以便以這樣的方式控制可變增益放大器5的放大倍數(shù)，即使得IF信號E的時間平均值保持恒定。
然而，這種傳統(tǒng)的自動增益控制器具有以下問題，即當輸入信號電平急劇改變時，其自動控制功能不能跟隨這種信號改變。更具體地，如圖4所示，其中一射頻頻帶信號從一采用天線跳躍系統(tǒng)或頻率跳躍系統(tǒng)的發(fā)射機傳來時，響應于發(fā)射機天線或載波頻率的切換，所接收的輸入信號的電平會急劇地變化。上述的傳統(tǒng)自動增益控制器裝置不能跟隨輸入信號電平的這種突然變化。
這是由于增益控制特性本身包含一時間常數(shù)。因而所需的射頻頻帶信號B的幅度在發(fā)射機的天線從天線＃1切換到天線＃2時突然減小，增益控制信號F的幅度的相應減小則需要較長的時間?？勺冊鲆婵刂品糯笃?的放大倍數(shù)隨增益控制信號F的幅度的減小而增大。其結果，在發(fā)射機天線剛被切換到天線＃2之后，可變增益控制器5不能放大其幅度剛剛變小的射頻頻帶信號B，而是出人預料得降低信號B的幅度。
類似地，當所需的射頻頻帶信號的幅度在發(fā)射機天線從天線＃2切換到天線＃1時突然增大時，增益控制信號F的幅度需要較長的時間才能相應地增大。結果，在發(fā)射機天線剛被切換到天線＃1之后，可變增益控制器5不能對其幅度剛剛變大的射頻頻帶信號B進行衰減，而是出人預料地增大信號B的幅度。
因此，可變增益放大器5產生的IF信號的范圍變得很寬，這要求自動增益控制器以后的電路具有很大的動態(tài)范圍。除非自動增益控制器之后的電路具有足夠大的動態(tài)范圍，否則將產生信號失真。
通過減小時間常數(shù)來消除這一缺點是不可取的，因為自動增益控制功能本身已不再可用了。
因而，鑒于先有技術遇到的上述問題，本發(fā)明的一個主要目的，是提供一種自動增益控制裝置，它能增加采用天線或頻率跳躍系統(tǒng)的通信設備的質量，而不受輸入信號電平的突然改變的不利影響，且不要求在增益控制電路之后的電路具有大的動態(tài)范圍。
為了實現(xiàn)這個和其他有關的目的，本發(fā)明提供了一種自動增益控制裝置，它包括可變增益放大裝置，用于以一放大倍數(shù)放大信號;增益控制裝置，用于控制可變增益放大裝置的放大倍數(shù);以及，增益限制裝置，用于將放大倍數(shù)的幅度限制在預定范圍內。
在本發(fā)明的自動增益控制裝置中，增益限制裝置最好限制放大倍數(shù)的上限和下限。
另外，增益限制裝置最好根據(jù)表示發(fā)射信號的發(fā)射機天線的切換的信號或承載信號的載波頻率，來改變該預定范圍。
借助上述的裝置，即使輸入信號電平由于發(fā)射機天線的載波頻率的切換等等而突然改變，增益限制裝置也會對放大倍數(shù)的幅度進行抑制。因而放大倍數(shù)不象在傳統(tǒng)系統(tǒng)中那樣大幅度地變化。因此，本發(fā)明使系統(tǒng)能迅速地響應這種改變。所以，增益控制電路之后的電路不需要有大的動態(tài)范圍。
另外，通過在發(fā)射機天線或載波頻率每次被切換時進行放大倍數(shù)控制，可在每一個接收脈沖串中實現(xiàn)自動增益控制。
通過以下結合附圖進行的詳細描述，本發(fā)明的上述和其他目的、特征和優(yōu)點將變得更為明顯。


圖1是顯示根據(jù)本發(fā)明的自動增益控制裝置的框圖;
圖2是顯示根據(jù)本發(fā)明的自動增益控制裝置的控制特性的波形圖;
圖3是顯示傳統(tǒng)的自動增益控制裝置的框圖;
圖4是顯示傳統(tǒng)的自動增益控制裝置的控制特性的波形圖。
以下，將結合圖1和2，對本發(fā)明的最佳實施例進行詳細描述。
采用本發(fā)明的自動增益控制裝置的無線電通信接收機，如圖1所示，包括檢測射頻頻帶信號的接收機天線1、從檢測的射頻頻帶信號抽取所需的頻帶信號的接收機濾波器2、對抽取的信號進行放大的第一級放大器3、將來自射頻頻帶的輸入信號轉換到中頻頻帶的頻率轉換器4、對中頻頻帶信號進行放大的可變增益放大器5、以及控制可變增益放大器5的增益控制器6。另外，本發(fā)明的無線電通信接收機包括限制增益控制器6產生的增益控制信號F的幅度的增益限制器7。該增益限制器7輸入一跳躍定時信號G;后者表示發(fā)射機天線或載波頻率的切換，并且是從輸入信號再現(xiàn)的。增益限制器7對頻率轉換器4轉換的中頻頻帶信號D和從增益控制器6發(fā)射到可變增益放大器5的增益控制信號F進行監(jiān)測。
根據(jù)實施本發(fā)明的上述無線電通信接收機，天線1接收頻率發(fā)射機送來的射頻頻帶信號A，并將該射頻頻帶信號A輸出到接收機濾波器2。接收機濾波器2從輸入的射頻頻帶信號A中抽取所需的射頻頻帶信號B，并將次需要的射頻頻帶信號B輸出到第一級放大器3。第一級放大器3對抽取的射頻頻帶信號B進行放大，并將放大的信號C輸出到頻率轉換器4。頻率轉換器4將射頻頻帶信號C轉換成一中頻帶信號D，并將該中頻頻帶信號D輸出到可變增益放大器5。
可變增益放大器5，通過根據(jù)從增益控制器6提供的增益控制信號F而改變其放大倍數(shù)，對中頻頻帶信號D進行放大，并產生一IF(中頻)信號E，送到下一級電路(未顯示)和增益控制器6。在增益限制器7的限制下，增益控制器6將增益控制信號F輸出到可變增益放大器5，以便以這樣的方式控制可變增益放大器5的放大倍數(shù)，即使得IF信號E被保持在恒定的值。
在接收到跳躍定時信號G時，增益限制器7將一限制信號H輸出到增益控制器6。該限制信號H以這樣的方式限制可變增益放大器5的放大倍數(shù)，即使得該放大倍數(shù)保持在由預定的上和下限值所限定的范圍內。
為了確定這些上和下限值，增益限制器7對各個發(fā)射機天線(或載波頻率)的輸入信號D和增益控制信號F的電平進行監(jiān)測。根據(jù)如此監(jiān)測的輸入信號D和增益控制信號F的電平，與各個發(fā)射機天線(或載波頻率)相對應的上和下限值被仔細地確定，以使IF信號的幅度，在發(fā)射機天線(或載波頻率)被切換時，不超過自動增益控制電路之后的電路的動態(tài)范圍。因此，可以防止信號造成失真。另外，在確定與各個發(fā)射機天線(或載波頻率)對應的上和下限值時，應考慮到，太小的信號會使自動增益控制電路之后的電路的精度降低。一旦獲得各個發(fā)射機天線(或載波頻率)的上和下限值，這些上和下限值將在隨后選擇同一天線或載波頻率時得到使用。
因此，輸出其幅度被增益限制信號H限制的增益控制信號F的增益控制器6，以這樣的方式控制可變增益放大器5的放大倍數(shù)，即使得IF信號E的平均值保持在為各個發(fā)射機天線(或載波頻率)確定的預定范圍中。
圖2顯示了在發(fā)射機天線跳躍數(shù)是2的情況下，所需的射頻頻帶信號B、增益控制信號F和IF信號E之間的關系。增益控制信號F的幅度得到了嚴格的限制，以便在預定的上和下限值限定的范圍內變化;該上和下限值是由增益限制器7給定并根據(jù)發(fā)射機天線的種類而彼此不同。
根據(jù)這種發(fā)射機天線跳躍系統(tǒng)，所希望的射頻頻帶信號B的幅度可能會變化較大。然而，在本實施例中說明的自動增益放大裝置能將增益控制信號F的幅度限制在預定的上和下限值之間。因而，即使在發(fā)射機天線剛被切換時，增益控制信號F的幅度也不會變化很大。因此，可對輸入信號的改變進行迅速的響應。所以，防止了可變增益放大器5過度減小小幅度信號的幅度或過度增大大幅度信號的幅度，從而解決了傳統(tǒng)系統(tǒng)的問題。
以此方式，限制增益控制信號F的幅度，使得系統(tǒng)能夠在短時間內對由于發(fā)射機天線的切換等而引起的輸入信號突然改變進行響應，雖然IF信號E的平均寬度在從一個發(fā)射機天線接收發(fā)射的信號期間被略微增大了。從總體上看，IF信號E變得更穩(wěn)定了。
因此，可實現(xiàn)一種自動增益控制系統(tǒng)，它防止了當發(fā)射機天線(或載波頻率)切換時IF信號的幅度超過自動增益控制電路之后的電路的動態(tài)范圍，或防止了自動增益控制電路之后的電路的精度由于信號過小而被降低。
增益控制信號F的幅度的上和下限值可以取恒定的值，而不管發(fā)射機天線的種類或載波頻率如何。
如上所述，本發(fā)明使得自動增益控制裝置能迅速響應由于發(fā)射機天線的切換或頻率跳躍等而產生的輸入信號電平改變。因而，改善了通信質量，且不再需要擴大增益控制電路之后的電路的動態(tài)范圍。
由于本發(fā)明可在不脫離其主要特征的精神的前提下以多種形式進行實施，因而所述的本實施例只是用于說明而不是限定的，由于本發(fā)明的范圍是由所附的權利要求書而不是在其之前的描述限定的，因此該權利要求書包括屬于界限或該界限的等價物以內的所有改變。
權利要求
1.自動增益控制裝置，包括用于以放大倍數(shù)(F)對信號進行放大的可變增益放大裝置(5)和用于對所述可變增益放大裝置(5)的所述放大倍數(shù)(F)進行控制的增益控制裝置(6)，所述自動增益控制裝置的特征在于用于將所述放大倍數(shù)(F)的幅度限制在預定范圍內的增益限制裝置(7)。
2.根據(jù)權利要求1的自動增益控制裝置，其中所述增益限制裝置(7)對所述放大倍數(shù)(F)的上限值和下限值進行限制。
3.根據(jù)權利要求1或2的自動增益控制裝置，其中所述增益限制裝置(7)響應于一信號(G)來改變所述預定范圍;信號(G)表示發(fā)射所述信號的發(fā)射機天線或承載所述信號的載波頻率的切換。
全文摘要
自動增益控制裝置，包括以一放大倍數(shù)對一信號進行放大的可變增益放大器5和對可變增益放大器5的放大倍數(shù)進行控制的增益控制器6。設置了一增益限制器7，以將所述放大倍數(shù)的幅度限制在預定范圍內。因而即使在輸入信號電平由于發(fā)射機天線或載波頻率的切換而剛剛突然改變之后，該放大倍數(shù)的改變也不大。因此，可以在不要求自動增益控制裝置之后的電路具有大動態(tài)范圍的情況下，對輸入信號的改變進行迅速的響應。
文檔編號H04B7/005GK1105789SQ94106510
公開日1995年7月26日 申請日期1994年6月4日 優(yōu)先權日1993年6月4日
發(fā)明者木下則人 申請人:松下電器產業(yè)株式會社