[发明专利]一种自动增益控制电路及其系统以及自动增益控制方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种自动增益控制(AGC)电路，包括该电路的系统， 以及一种自动增益控制方法。

背景技术

本发明具体涉及一种自动增益控制(AGC)电路，包括：

-一个可变增益放大器(VGA)适应于接收一个接收信号，并输 出一个放大信号到一个模数转换器(ADC)，

-一个增益控制器(GC)，连接到所述可变增益放大器，用于接 收所述放大信号并且控制所述可变增益放大器的增益。

当接收信号来自例如一个振动传感器，该接收信号可以是一个具 有多个数量级的振幅的脉冲信号。

一般情况下，低输入增益和高分辨率的模数转换器(ADC)被用 于转换类似接收信号。但是当接收信号是一个脉冲信号时，非常有必 要调整在ADC全部输入电压范围与接收信号最大电压之间的一个重 要差值。这就是为何在大多数时候，放大信号具有一个很小的振幅， 还伴有噪音。此外，高分辨率的ADC的使用也有很大的开销。

另一种方法是在ADC之前使用一个自动增益控制(AGC)电路。 AGC是指一个电路，该电路的增益的变化基本上取决于接收信号振 幅的大小，以便于维持放大信号水平基本上是不变。正如专利US-5 606284中所描述的，AGC电路包括至少一个针对接收信号的模拟放 大器，该接收信号通过一个模拟反馈信号进行自动控制。不幸的是， 放大信号必须被结合到反馈回路中以产生VGA增益控制电压。因此， 时间常数必须足够大，并且这样的AGC电路并不非常适合于在振幅 上具有很多变化的脉冲信号。

发明内容

本发明的目的之一是，通过提供一个用于自动增益控制的有效电 路来解决这个问题，并且不需要一个综合电路。

为了达到这个效果，增益控制器适应于：

-每当放大信号已达到一个预定的门限值时，确定门限事件的发 生；

-每当门限事件发生时，减小可变增益放大器的增益；

-计算从上一次门限事件起始的一个时延；

-如果该时延大于一个指定的时延数值并且该可变增益放大器 的增益不是最大值时，增加该可变增益放大器的增益。

得益于对于VGA增益的调节，甚至在第一次脉冲期间，预期接 收信号的振幅变化也是可能的，并且，即使接收信号大小发生变化， 获得一个恒定的信噪比(SNR，signal-to-noiseration)也是可能的。 此外，VGA以及增益控制器的成本也相对较低，并且可能比具有一 个可变量化噪音的高分辨率的ADC更低。

在本发明提出的自动增益控制电路的优选实施例中，以下技术特 征中的一个和/或其他技术特征可以选择地被采用：

-增益控制器适应于在两个模数转换器的两个样本转换间，控制 可变增益放大器的增益变化；

-增益控制器适应于通过一个串行总线(serialbus)发送一个由 模数转换器给出的第一数值，以及一个表示可变增益放大器的增益的 第二数值；

-每当出现门限事件并且如果可变增益放大器的增益不是最小 值时，增益控制器以2的倍数的因子减小可变增益放大器的增益；

-每当出现门限事件并且如果可变增益放大器的增益不是最小 值时，增益控制器以一个预定数值减小可变增益放大器的增益，该预 定数值取决于两个连续第一数值之间的绝对差；

-如果所述时延大于一个指定的延时值，并且可变增益放大器的 增益不是最大值时，增益控制器以2的倍数的因子增加可变增益放大 器的增益；

-所述增益控制器是一个逻辑可编程装置(programmablelogic device)；

-自动增益控制电路是一个应用特定集成电路(application specificintegratedcircuit)；

-增益控制器可以管理两条通路，其具有两个模数转换器以及两 个可变增益放大器，其中的每个都包含在一个或两个电路中；

-可变增益放大器进一步包括一个具有数字电位器(digital potentiometer)的转换放大器。

本发明的另一个目的是提供一种包括自动增益控制电路的系统， 该系统进一步包括一个连接到所述自动增益控制电路的模数转换器， 用于从所述可变增益放大器中接收所述放大信号。