[发明专利]宽动态范围放大器的增益控制

说明书

相关申请的交叉引用 

本申请要求2005年8月12日提交的标题为“线性宽动态范围放大器的增益控制技术”的美国临时申请No.60/707,867的优先权，通过引用将其全部内容并入本文。 

背景技术

在通信系统中，利用多种发射机制，可将信号分配到大面积上的目的装置。例如，信号可经由无线通信链路分配到接收机，而其他信号经由有线链路分配到接收机。接收机能够选择处理接收的信号中的哪些信号。接收机可配置为在经由无线链路接收的信号或经由有线链路接收的信号之间进行选择。 

因为无线链路或有线链路具有不同特征，所以在接收机处接收的信号的强度可在很宽范围内变化。例如，由于缺少邻近、阻挡或破坏性的多径信号组合，因此经由无线链路接收的信号可能被衰减。类似地，由于通过传输线的传播损耗以及由于信号分裂的损耗，经由有线链路接收的信号可能被衰减。然而，有线信号分配系统可在有线信号分配系统的分支中包括一个或多个分配放大器，以便在每个分配系统末端将功率保持在期望的范围内。 

希望接收机具有从通过无线链路接收的信号或通过有线链路接收的信号中进行选择的能力，以便能够补偿通过两个操作系统的合并来表现的输入信号的宽动态范围。 

接收机通常包括位于自动增益控制环路内的一个或多个可变增益放大器，以补偿接收的信号强度的至少一部分变化。希望在接收机中进行连续的增益控制，因为这将允许通过闭环控制而在接收机的输出端保持恒定的信号幅度。接收机通常包括位于自动增益控制环路内的一个或多个可变增益放大器，以补偿接收的信号强度的至少一部分变 化。一个或多个连续可变增益元件可分布在接收机的全部信号路径上。 

然而，难以设计出能够以线性方式放大大输入信号同时具有连续增益控制的非常线性的放大器。更复杂之处是希望实现增益控制工作于其上的、相对大的动态范围。 

发明内容

可以利用与离散衰减器相结合的、具有短小的增益控制范围的可变增益放大器，来配置线性宽动态范围可变增益放大器，其中所述离散衰减器被控制从预定的衰减值的集合中选择衰减。可变增益放大器被配置为在短小的增益控制范围内提供基本线性的增益控制，其中所述短小的增益控制范围小于总的期望的增益控制范围。衰减值集合中的相邻衰减值之差被配置为大致小于或等于所述短小的增益控制范围。 

本发明的一个方面包括在期望的动态范围内提供增益控制的装置，所述装置包括：衰减器，具有信号输入、信号输出、以及控制输入，并且所述衰减器被配置为基于向所述控制输入提供的控制，使耦合到所述控制输入的信号衰减多个固定的衰减值中的任何一个；可变增益放大器级，具有信号输入、信号输出、以及级增益控制输入，其中所述信号输入耦合到所述衰减器的所述信号输出，并且其中所述可变增益放大器级的增益基于提供给所述级增益控制输入的增益控制信号、在预定的增益控制范围内连续可变；以及增益控制模块，具有增益控制输入、耦合到所述衰减器的控制输入的衰减器控制输出、以及耦合到所述可变增益放大器级的所述级增益控制输入的级增益控制输出，其中所述增益控制模块被配置为在所述增益控制输入处接收增益控制信号、基于所述增益控制信号从多个部分重叠的增益控制范围中识别出增益控制范围、以及基于所述增益控制信号和所识别的增益控制范围来控制由所述衰减器提供的衰减和所述可变增益放大器级的增益。 

本发明的另一个方面包括在期望的动态范围内提供增益控制的装置，所述装置包括：步进衰减器，被配置为有选择地以固定步长的逼 近增量提供多个固定的衰减值；可变增益级，与所述步进衰减器串连并包括具有连续的增益控制范围的可变增益放大器，所述连续的增益控制范围小于所述期望的动态范围；以及增益控制模块，被配置为存储多个增益控制范围，其中每个增益控制范围与至少一个其他增益控制范围部分重叠，所述多个增益控制范围中的每一个由具体的衰减值和所述连续的增益控制范围限定，并且所述增益控制模块被配置为接收增益控制信号，并基于有源增益控制范围和所述增益控制信号来控制所述步进衰减器的衰减和所述可变增益级的增益。 

本发明的另一个方面包括一种在期望的动态范围内控制增益的方法。所述方法包括：接收增益控制信号；从多个部分重叠的增益控制区域中确定与所述增益控制信号相对应的增益控制区域；确定衰减器的衰减设置；确定所述衰减设置是否对应于所述增益控制区域的衰减设置；以及基于所述增益控制区域和所述增益控制信号调节可变增益级的增益。