直流偏移瞬态响应消除系统.pdf

一种直流偏移瞬态响应消除系统，在增益控制放大器的输出部设置高通滤波器，用增益控制信号变化检出器检出增益控制放大器的增益控制信号变化，另外，在检出增益控制信号变化时，用计数器和时钟脉冲发生器产生一定宽度的消除脉冲，利用消除脉冲并通过第一开关切断输入到增益控制放大器的AC信号，再用同样的消除脉冲并通过第二开关减小高通滤波器的时间常数，通过以上的动作，可消除直流偏移瞬态响应的发生。

1.  一种直流偏移瞬态响应消除系统，其中：
设有增益控制放大器，设于所述增益控制放大器输出部的高通滤波器，将控制所述增益控制放大器增益的增益控制信号的变化检出的增益控制信号变化检出器；
所述增益控制信号变化检出器仅在检出了所述增益控制信号的变化时，在自增益控制信号变化时起的一定期间，减小所述高通滤波器的时间常数来消除增益变化时的直流偏移瞬态响应。

2.  如利要求1所述的直流偏移瞬态响应消除系统，其特征在于：
在所述增益控制放大器的前级设有解调器，在消除直流偏移瞬态响应时，断开所述解调器的前级的信号。

3.  如权利要求1所述的直流偏移瞬态响应消除系统，其特征在于：
可任意设定所述增益控制信号变化检出器的检出阈值。

4.  如权利要求1所述的直流偏移瞬态响应消除系统，其特征在于：
可任意设定减小所述高通滤波器的时间常数的时间。

5.  一种直流偏移瞬态响应消除系统，其中设有：
增益控制放大器，设于由电容耦合用电容器和电阻构成的所述增益控制放大器输出部的高通滤波器，将所述电阻短接的第一开关，将输入到所述增益控制放大器的信号断开的第二开关，以及使所述第一与第二开关通/断的脉冲发生器。

6.  一种直流偏移瞬态响应消除系统，其中设有：
增益控制放大器，设于由电容耦合用电容器和电阻构成的所述增益控制放大器输出部的高通滤波器，将所述电阻短接的第一开关，将输往所述增益控制放大器的信号断开的第二开关，以及检出增益控制信号变化并生成使所述第一与第二开关通/断的脉冲的脉冲生成电路。

7.  一种直流偏移瞬态响应消除系统，其中设有：
增益控制放大器，设于由电容耦合用电容器和电阻构成的所述增益控制放大器输出部的高通滤波器，将所述电阻短接的第一开关，将输入到所述增益控制放大器的信号断开的第二开关，检出增益控制信号变化并生成检出脉冲的脉冲生成电路，将所述检出脉冲加到触发器并生成用以使第一与第二开关通/断的一定宽度的脉冲的计数器，以及根据基准信号生成所述计数器的动作时钟脉冲的时钟脉冲发生器。

直流偏移瞬态响应消除系统
技术领域
本发明涉及在作为构成今后主流的便携电话系统的直接变换系统中，为了消除使通话质量劣化的直流偏移(DC offset)的瞬态响应而发明的直流偏移瞬态响应消除系统。由于直流偏移的瞬态响应会使误码率(Bit Error Rate)恶化，导致不能正确复原所发送的信号。
背景技术
近年来，便携电话系统从外差变频系统过渡到有利于低功耗、小型化的直接变换系统。但是，直接变换系统中存在着外差系统中没有的直流偏移问题。
下面就直接变换系统的现有技术进行说明。
图4是表示直接变换系统的现有技术的框图。图4中，标记1表示低噪声放大器(线性放大器)。标记2表示电容耦合用第一电容器。标记3表示用以降频变换作为接收信号的高频信号(RF输入信号)的解调器。标记4表示第一增益控制放大器(以下略记为GCA)。标记5表示电容耦合用第二电容器(例如，容量为200pF)。标记6表示与第二电容器5一同构成高通滤波器的第一电阻(例如，电阻值为2000kΩ)。标记7表示第二GCA。标记8表示电容耦合用第三电容器(例如，电容量为200pF)。标记9表示与第三电容器一同构成高通滤波器的第二电阻(例如，电阻值为2000kΩ)。标记10表示第三GCA。标记11表示根据增益控制信号GCV控制GCA4、GCA7和GCA10的增益的GCA控制电路(GCACTL)。标记24表示在电容耦合后通过第一电阻6给信号提供偏置电压的第一偏压电源。标记25是在电容耦合后通过第二电阻9给信号提供偏置电压的第二偏压电源。
以下，说明上述结构的直接变换系统的工作。首先，经低噪声放大器1放大的RF信号，通过第一电容器2电容耦合输入解调器3。RF信号被解调器3作降频变换，频率变换成基带，成为I/Q-BB(同相/正交-基带)信号。频率变换后的信号经GCA4放大至任意的电平，通过第二电容器5和第一电阻6的电容耦合以偏压电源24设定的DC值的状态输入GCA7。
信号经GCA7再次放大至任意的电平，通过第三电容器8和第二电阻9的电容耦合后，以偏压电源25设定的DC值的状态输入GCA10。
信号又一次经GCA10放大至任意的电平后，作为RX-I/Q信号输出(接收同相/正交信号输出)被输出。
用随RF信号的大小而连动变化的增益控制信号GCV，通过GCA控制电路11控制GCA4、GCA7和GCA10的增益。
将GCA控制电路11的内部构造之一例示于图6。在图6A中，标记26表示GCA4用的增益控制信号发生器。标记27表示GCA7用的增益控制信号发生器。标记28表示GCA10用的增益控制信号发生器。增益控制信号发生器26、27、28根据各自的增益控制信号GCV生成GCV4用、GCV7用和GCV10用的各自的增益控制信号。信号的定时如图6B的时间图所示。
该GCA控制电路11可以是例如用电压控制的模拟控制电路，也可以例如是串行控制的逻辑控制电路。
但是，在上述现有技术中，在由于元件参数离散而存在直流偏移时电路会出现问题。亦即，由于进行电容耦合，作为静态工作是没有问题，但在RF信号的输入电平急剧变化时，也就是增益控制信号GCV急剧变化，GCA4、GCA7和GCA10的增益急剧变化时，会发生直流偏移瞬态响应。将这时的各部分的波形示于图5A来进行说明。图5A仅就基带部进行图示。为使图5A的波形简单，省略了AC成分。
这里，作为GCA4、GCA7和GCA10具有由于参数离散引起正输入偏移的情况，考虑某个瞬间各自的增益变大。首先，如果GCA4的增益变化，则DC电平在该瞬间变大，GCA4的输出成为如波形12所示。波形12的DC值通过电容器5后，即变成波形13所示的DC值。由于基带信号存在直至DC附近的频率，为了降低高通滤波器的切断频率，必须增大电容器5和电阻6的时间常数。从而，到波形13的DC电平成为稳定值为止需要时间。亦即，追随波形12的DC值，DC电平瞬间变大之后，缓缓地返回初始的DC值。GCA7也一样，增益变化时，由于DC电平增大，DC值如波形14所示。一旦波形14的DC值通过电容器8，则以与上述相同的过程变成波形15那样的DC值。GCA10也同样，增益变化时，DC电平增大，DC值如波形16所示。这时，DC值变化后回落至稳定值的过程是瞬态响应。这样，就发生了直流偏移瞬态响应。各波形的定时如图5B的时间图所示。
发明内容
本发明的目的在于提供无直流偏移瞬态响应，可以瞬时地将DC值置于稳定值的直流偏移瞬态响应消除系统。
为达成此目的，本发明地直流偏移瞬态响应消除系统采用了检出增益控制信号变化的电路。另外，在检出增益控制信号的变化之后，为了生成一定宽度的消除脉冲，采用了计数器和时钟脉冲发生器。另外，采用在上述的消除脉冲的定时切断信号的开关，并采用同样在上述的消除脉冲的定时将后级的电容耦合(高通滤波器)的电阻短接的开关。从而，通过仅在增益刚变化之后切断AC信号，并减小高通滤波器的时间常数来消除直流偏移的瞬态响应。
下面，具体地进行说明。第一发明的直流偏移瞬态响应消除系统包含有：增益控制放大器，设置在增益控制放大器的输出部的高通滤波器，以及对控制增益控制放大器的增益的增益控制信号的变化加以检出的增益控制信号变化检出器。而且，增益控制信号变化检出器仅在检出增益控制信号变化时，从增益控制信号变化时起的一定期间，减小高通滤波器的时间常数。从而消除增益变化时的直流偏移瞬态响应。
上述第一发明的结构中，在增益控制放大器的前级上设有解调器的情况下，最好在消除直流偏移瞬态响应时，断开解调器的前级的信号。
另外，上述第一发明的结构中，增益控制信号变化检出器的检出阈值最好可以任意设定。
再有，上述第一发明的结构中，减小高通滤波器的时间常数的时间最好可以任意设定。
第二发明的直流偏移瞬态响应消除系统中，在增益控制放大器的输出部设有高通滤波器。高通滤波器由电容耦合用电容器和电阻构成。而且，设置短短接上述电阻的第一开关，同时设置断开输入到增益控制放大器的信号的第二开关。第一与第二开关由脉冲发生器通/断。
作为上述脉冲发生器之一例，例如采用生成检出增益控制信号变化并使第一与第二开关通/断的脉冲的脉冲生成电路。
另外，作为脉冲发生器的其它例，也可以考虑以下的结构。亦即，由检出增益控制信号变化的脉冲生成电路来生成检出脉冲，将由脉冲生成电路产生的检出脉冲加到触发器并由计数器生成一定宽度的脉冲。从而使第一与第二开关通/断。这时，计数器的工作时钟由时钟脉冲发生器根据基准信号生成。
依据本发明，能够在从增益控制信号变化时起的一定期间减小高通滤波器的时间常数。由此，可以消除使通话质量劣化的直流偏移的瞬态响应。因而，可以实现优良的直流偏移瞬态响应消除系统。
附图说明
图1是表示在本发明实施例1中的直流偏移瞬态响应消除系统的框图。
图2是表示在没有开关20时和设置开关20时图1的电容器8前后的信号波形的波形图。
图3A是表示图1的各部分的信号波形的说明图。
图3B是表示图1的各部分的信号波形的定时图。
图4是表示直接变换系统的现有技术的框图。
图5A是示出了图4的各部分的信号波形的说明图。
图5B是示出了图4的各部分的信号波形的定时图。
图6A是表示GCA控制电路的内部构成的框图。
图6B是GCA控制电路的内部信号的定时图。
图7A是表示增益控制信号变化检出器内部结构的框图。
图7B是表示增益控制信号变化检出器的内部信号的定时图。
具体实施方式
下面，参照附图说明本发明的实施例。
(实施例1)
图1是表示本发明实施例1中的直流偏移瞬态响应消除系统的结构的框图。图1中，标记17表示增益控制信号变化检出器。标记18表示用上述的增益控制信号变化检出器17从检出到增益控制信号的变化的时刻起，生成一定宽度的消除脉冲的计数器。标记19表示根据基准信号XIN生成上述计数器18所用的时钟脉冲的时钟脉冲发生器。标记20表示为断开AC信号而对应于消除脉冲的高电平/低电平进行通/断的第一开关。标记21表示为短接电阻9而用与上述开关20相同的定时进行通/断的第二开关。
再者，至于低噪声放大器1、第二电容器2、解调器3、第一GCA4、第二电容器5、第一电阻6、第二GCA7、第三电容器8、第二电阻9、第三GCA10、GCA控制电路11和偏压电源24、25，与现有技术相同。
关于上述结构的本实施例的直流偏移瞬态响应消除系统，下面说明其工作过程。
首先，用增益控制信号变化检出器17检出增益控制信号GCV的变化。当增益控制信号GCV有一定值以上的增加或减少时，由增益控制信号变化检出器17产生检出信号。
增益控制信号变化检出器17的内部结构之一例示于图7A。标记29表示第一比较器。标记30表示第二比较器。标记31表示OR电路。标记32表示电阻。标记33表示电容器。作为增益控制信号GCV，被输入图7所示的矩形波。这时，矩形波的振幅越大，增益的变化也越大。矩形波GCV通过电容器33后，经由电阻32给出电压Vref，形成将电压Vref作为基准电压的波形34。波形34被输入比较器29，波形34比阈值电压Vthh更大时，比较器29输出高电平。另外，波形34也被输入比较器30，波形34比阈值电压Vthl更小时，比较器30输出高电平。比较器29、30的输出被输入到OR电路31，在比较器29或30任一方的输出为高电平的期间，OR电路31输出成为高电平的信号作为检出信号。通过这一连串的动作可以检出增益的变化。各信号的定时如图7B所示的时间图所示。
这里，就增益控制信号作为电压作了说明，但也可以用串行的逻辑电路控制。也可以采用设定的逻辑电路，使变化前的增益控制信号和变化后的增益控制信号变化至规定值以上时，发生检出脉冲。
接着，用计数器18将上述的检出信号加到触发器，生成一定宽度的消除脉冲。在上述计数器18中，将由时钟脉冲发生器19生成的时钟脉冲用于计数动作。
然后，用消除脉冲将开关20断开，直至增益控制信号变化后，仅在消除脉冲期间切断AC信号(RF信号)。在切断AC信号的同时，将开关21接通并短接电阻9。由于电阻9被短路，由电容器8和电阻9构成的高通滤波器的时间常数就变小。其结果，电容器8后面的DC值成为瞬时被固定的DC值(偏压电源25的电位)上。亦即，可以消除直流偏移瞬态响应。
切断AC信号是为了使消除动作终了后的AC信号的平均DC值与消除动作中被固定的DC值一致。如图2所示，如果在无开关20、AC信号输入的状态下，则变成以下那样的动作，也就是在消除动作终了时保持AC值的情况下，平均DC值与稳定状态的DC值产生了偏移。而且，由于电容器8和电阻9的时间常数大，而DC值一致需要时间。结果就产生了直流偏移瞬态响应。一旦消除脉冲结束，开关20接通，开关21断开，返回至通常的动作状态。
为了对比，图2中也一并示出设有开关20时的电容器8的前后的波形。另外，为了简单，图2中，电容器8之前的DC瞬态响应被忽略。
这里，将一例工作的波形示于图3A。在电容器8之前的电路与现有技术完全相同。增益变化之后，由于一定宽度的消除脉冲将开关21接通，电阻9被短路，在电容器8的后面，强制地固定DC值。由于开关21断开后，DC值也不变，就成了波形22所示的DC值。之后，在GCA10中增益变化时，直流偏移产生，但不产生现有技术那样的瞬态响应，RX-I/Q输出电压的DC值变为波形23。各波形的定时如图3B所示的时间图。
如上所述，依据本实施例，检出增益控制信号GCV的变化，仅在从该检出开始的一定时间内将开关20、21接通。于是，无需接受来自外部的消除用信号，仅在自身系统内即可将直流偏移瞬态响应消除。
再者，检出增益控制信号的变化的阈值可设定在任意的值上。因此，也可以进行这样的控制，例如当增益变化在10dB以下时，不进行直流偏移瞬态响应消除动作，仅在增益变化10dB以上时，进行直流偏移瞬态响应消除动作的控制。其结果，可以仅在超过直流偏移瞬态响应量的容许值时进行消除动作。因此，可以防止由于不需要的消除动作造成AC信号的欠缺而引起误码率的恶化。
另外，由于消除脉冲的宽度也可以任意设定，可以自由设定消除期间(AC信号被切断的期间)。作为系统，若将消除期间设定在容许切断AC信号的期间以下，则可以防止由AC信号的欠缺引起的误码率的恶化。
如上说明，依据该直流偏移瞬态响应消除系统，设置增益控制信号变化检出器17、可任意设定将该检出信号加于触发器后的消除脉冲的宽度的计数器18、时钟脉冲发生器19、通过用消除脉冲进行通/断来切断AC信号的开关20和使电阻短路的开关21。从而，可消除使通话质量劣化的直流偏移瞬态响应，可以实现优良的直流偏移瞬态响应消除系统。
产业利用可能性
本发明的直流偏移瞬态响应消除系统，具有可以消除使通话质量劣化的直流偏移的瞬态响应的效果，可用于需要这种效果的便携电话系统即直接变换系统等。