,¾¾部中央標卒局β工消资合作社印裏 A7 _-___B7五、發明説明（1 ) 發明背景 1 ·發明領域 本發明係關於一種用以處理被接收信號的信號處理單 元’或特別是關於一種包括整合入一 LSI之自動增益控制 電路（本文指AGC電路）的信號處理單元。 2 ·習知技術說明 一種AGC電路係用以檢測一被接收之信號（輸入信 號）強度及用以藉著將被接收信號之振幅壓縮至一預定或 更小程度來產生一輸出信號。種種形式的AGC電路己屬習 知。例如包含此種AGC電路的信號處理單元，一種用於一 攜帶式電話的接收器係顯示於第1圖。第1圖中，參考標 號1係指一帶通濾波器，標號2係指一增益控制塊及標號 3係指一能量檢測塊。 此單元t，來自一輸入端5的信號輪入被施加於帶外 雜訊被移除的帶通濾波器1上，之後其增益被包括有一增 益控制塊2與一能量檢測塊3的AGC電路4控制來產生一 具有適當振幅大小的信號。增益被以此方式控制的信號經 由一輸出端6輪入至例如一解調電路（未顯示），而於該 處取得所需資訊。 第1圖所顯示之單元的要件在於使用帶通濾波器1， 其係設於增益控制塊2的前一級，因而需要一大的動態範 圍《此信號處理電路，已揭露於例如曰本未審查專利公開 第6-196954號說明書中的第1圖中。 此帶通濾波器迄今已被作為LSI外部的一個部件來使 (請先閲讀背面之注項再填寫本頁) 訂 本紙浓尺度適州中國國家標率（C：NS ) Λ4規格（210X 297公釐） 、' 9 〇 2 -' '… A7 B7 經滴部中央標率局貝工消费合作社印於 五、發明説明（2 ) 用β然而’最近的趨勢在於將外部的不同部件整合於Lsi 内以降低電子設僙體積及成本。尤其，攜帶式電話對於較 小艘積的要求更是高’因此，將帶通濾波器整合於LSI内 更是迫切的需要。 嘗試將帶通渡波器整合於LSI内需要一利用放大器或 類似的主動電路而非用於習知技術的被動電路，且相較於 帶通濾波器構成一外部部件的習知技術降低了動態範固。 因此必需要實現一個信號處理單元，除了帶通濾波器的小 的動態範圍外’該單元整趙能獲得到較大的態範圍。 發明之簡單說明 職是之故，本發明之其中一個目的在提供一能得到較 大整體單元動態範圍的信號處理單元，而不管具有較小動 態範圍的帶通濾波器的使用。 本發明的另一目的在提供一信號處理單元，其能建入 於一LSI内而不需降低信號處理的能力。 本發明的又一目的在利用上述信號處理單元提供一方 便搞帶且具有高信號處理能力的楼帶式電話的接收器。 根據本發明’設有一信號處理單元，其包含一用以控 制一輪入信號之增益的第一增益控制塊、_設置於在該增 益控制塊後一級中的信號處理塊、以及一用以檢測該信號 處理塊之輸出信號的能量並依能量檢測量而自動控制該增 益控制塊之增益變化量的能量檢測塊。 此信號處理單元係建入於LSI内。 再者’此信號處理單元係建入接收器内並構成一棋帶 ______ -5- 本紙張尺度刺中麵家料KNS ) /\4~規格（21〇><297公® ) ~ (誚先閲绩背面之注意事項再填寫本肓) 訂 A7 —__5Z__ 五'發明説明（3) 式電話的接收單元。 於根據本發明之信號處理單元中，輪入信號的動態範 圍，於被輪入該信號處理塊之前，係被增益控制塊壓縮至 配合該信號處理塊之動態範圍的等級。因此，即使該信號 處理單元具有小的動態範圍，該單元整體仍能獲得大的動 態範園。此外，自動增益控制係藉由檢測該信號處理塊的 輸出信號的能量來進行，因而干擾雜訊沒有包括在受到增 益控制之信號之中。因此，僅有待被處理的信號波的增益 能受到精確地控制。 此外，於根據本發明之信號處理單元中，即使該信號 處理塊本身的動態範圍小，該單元整體能獲得一大的動態 範圍。因此，該信號處理單元能組構一主動電路並建入LSI 内。 再者，一具有高信號處理能力的小型搞帶式電話機能 藉由將此種信號處理單元建入該攜帶式電話機内而告實 現。 圖式簡述 經濟部中央標率肩負工消贤合作社印f. (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 第1圖係一顯示包括一AGC電路的傳統信號處理單元 的方塊圖； 第2圖係一顯示具有將第1圖之單元建入一 LSI内的 改良組態的信號處理單元的方塊圖； 、 第3圓係一顯示根捸本發明之信號處理單元的基本組 態的方塊圖； 第4困係一顯示根據本發明之第一實施例之信號處理 _______ -6- 本紙张尺度適用中國®云標準（CNS ) Λ4規格（210X 297公釐) " " 2 2 經"部中央標準局員工消资合作.社印妒 Α7 Β7 五、發明説明（4 ) 單元的方塊圖； 第5圓係說明第4®所示之單元之運作的圖； 第6闽係一說明第4圖所示之單元之運作的流程圖； 第7圖係一說明第4囷所示之單元之運作的時序囷； 第8圖係一顯不根據本發明第二實施例之能量檢測塊 的電路組態的圖； 第9圓係一說明第8®之電路之運作的狀態變遷圖； 第10A圖係一顯示第9困所示之各狀態與一選擇器之 選擇運作間之關係的圖； 第10B®係一顯示第8圖所示之諸輸出、DO與增益 變化量間之關係的ffl ; 第11 ®係一顯示一LSI的圖，其申第3圖之多個信號 處理單元係藉著彼此串接而併入； 第12圈係一顯示根據本發明之被建入一攜帶式電話機 内之信號處理單元的圖。 較佳實施例說明 在說明本發明實施例之前，將參照第2圖說明相關技 藝與其中之缺點。 首先，第2®所示之組態可想像為一個能得到整體而 言較大動態範圍的信號處理單元，雖然事實上帶通濾波器 具有小的動態範圍。 '， 第2圖所示之單元的特徵係一組態，其中一帶通濾波 器1係設置在一包括一增益控制塊2及一能量檢測塊3的 AGC電路4的後一級。於此單元中，AGC電路4設置於帶 ___-7- 本紙張尺度適ίϋ國园家榡+4M C’NS ) ( 2丨0X2W公楚) -- (諳先閱請背面之注意事項再填寫本頁) 丁 420902 ^ 經濟部中央標準局貝工消赍合作it印$' A7 B7 五、發明説明（5 ) 通濾波器1的前一級可讓輸入信號在輸入帶通濾波器1之 前的動態範圍壓縮至配合帶通濾波器1之動態範圍的等 級。i此，即使帶通濾波器1的動態範園小，該單元整體 而言仍可得到一大的動態範圍。 第2圖所示之组態的信號處理單元中，若輸入信號包 含有一干擾雜訊，AGC電路4以該干擾雜訊控制增益。因 此，—干擾發生於帶通濾波器1在增益控制期間所產生而 來之想要的波與該干擾雜訊之間，因而導致想要之波形失 真的此一嚴重問題》 例如，PDC (個人數位細胞式）電話，使用25kHz間 隔的頻率》然而，接收器僅接收一種頻率且將其轉換成一 音頻信號°所有其它25kHz的信號會被當作一千擾雜訊來 處理。結果便是干擾雜訊往往比所需要的波還大。 帶通濾波器的設置來衰減輸入信號中的干擾雜訊並僅 產生所需的波。於具有第2®所示之組態的接收器中，包 括有增益控制塊2與能量檢測塊3的AGC電路4係設置於 帶通波器1的前一級，因而含有干擾雜訊的輸入波能受到 AGC電路4的增益控制。 結果*依各干擾的頻率，諸干擾雜訊可以彼此互相干 擾並在想要之波的頻帶中發展出一互調變失真舉例而 言，550kHz舆650kHz的干进雜訊可以彼此'互相干擾並發 展出450kHz的干擾雜訊。此干優與450kHz的所要的波結 合產生一信號失真。然而，此種失真存在於通帶，因此無 法自帶通濾波器1移除。 本纸張尺度適州中國國家標卒（CNS ) Λ4規格（210X297公釐） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂 f ! 經濟部中夾掠準局負工消f合作41印製 c： Γ 0 Α7 .______Β7 1'發明説明（6) 如前述’ AGC設置於一信號處理塊的前一級中如同一 帶通濾波器產生一種無法被在隨後級中的信號處理塊移除 的信諱失真，而因此顯著地降低單元的信號處理能力。 第3圖係一顯示本發明之基本組態的方塊圖。如第3 圖所示，根據本發明之單元的特徵在於例如構成一主動帶 通濾波器的信號處理塊10，係設置於一諸如一電子音量控 制器之增益控制塊20與一能量檢測塊30之間。標號50係表 示一被接收的信號輸入端，標號60表示一輸出端。此等電 路被建入於一單一的LSI100中。 信號處理塊10，其被建入LSI内，係由一主動型帶通 濾波器或一低通濾波器所構成，其若建入該LSI内，相較 於外部型式則必然降低動態範圍》亦可利用一高通濾波 器。 如上述，根據本發明之單元具有一組態特性，信號處 理塊10係設置在增益控制塊20與能量檢測塊30之間* 因此，能量檢測塊30檢測信號被信號處理塊10處理之 後的振幅大小，並控制設置於信號處理塊10前一級内的增 益控制塊20，因而控制被檢測之信號波的增益β於是，增 益被自動控制的信號，便不受干擾雜訊的影響而不會產生 互調變失真。 由上述可知，即使具有較外部型式更小’的動態範圍的 内建式帶通濾波器當作一信號處理塊使用，自動增益控制 對於一預定的振幅大小係可能的，不會使想要的波信號失 真，而能得到單元整體一大的動態範圍。 本紙張尺度適用中國國家標率{ CNS ) Λ4说格（2丨0X297公釐） (請先聞讀背面之注意事項再填寫本頁)
•1T -- I —l 在2 0 90 2叫 A7 -—·------- B7 五、發明説明（7 ) 第4®係-方塊圖，顯示根據本發明之第一實施例的 信號處理單元的㈣，爿如，#係適當地與一推帶式電話 的接咪器共用。於第4圖中，標號21、22表示受控於一數 碼之第-及第二電子音量控制器，標號31表示一能量檢測 電路，標號70表7F—解調變電路。標號5〇、6〇，表示輸入/ 輪出端》此等組成元件21、U、η、^及川係内建於一單 —LSI 101内。 能量檢測電路31包括兩組具有不同參考值VRH、VRL 的比較器32、33以及一邏輯電路34 ^能量檢測電路31可以 是一種例如用以檢測檢測信號之峰值的型式。 第5圖顯示參考值VRH或VRL根據輸入信號之振幅大 小選擇的方式。如第5圖所示，該參考值VRH係設定於— 個等級上，倘若其超過了輸入信號的振幅大小，增益被該 自動增益控制電路所減少β另一方面，參考值VRL被設定 在一個等級上，倘若其高於輸入信號的振幅，增益則被該 自動增益控制電路所增加。 起濟部中央標率局負工消費合作社印繁 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁} 參考值VRH與參考值VRL間的輸入信號中間值的振幅 被視為在一合宜的範圍之内且增益不變a 邏輯電路34判斷，來自比較器32、33的信號輸出振幅 等級的位置係相對於參考值VRH與VRL設置·•判斷信號係 分別輪出至電子音量控制器21、22。電子音.董控制器21 ' 22的增益係以第5圖所示之基於邏輯電路34之輪出的方式 加以控制。 根據此實施例，第一及第二電子音量控制器21、22分 -10· 本紙伕尺度適用中國囤家標準（CNS ) Λ4規格（210X297公t ) 經濟部中央標準局Κ3Ϊ.Χ消资合作社印絜 A2 0 90 2 - a? •^_ 扪___ 五、發明説明（8 ) 別插在帶通濾波器11之前與後。—般而言，帶通遽波器U 具有一大的延遲量。因此，設置於帶通濾波器丨丨之前一級 的電干音量控制器12必須以延遲的方式受控以避免搌盈。 設置於帶通濾波器11之後一級的第二電子音量控制器22， 則不需要被延遲。 以此方式’增益控制步驟以高速在能量檢測電路31與 第二電子音量控制器22之間重複，且控制變數的一個積分 值被計算出來並回授到第一音量控制器21，因而可能控制 其增益。因此，一高速的增益控制步驟於使帶通濾波器U 的延遲效應減至最小的同時仍為可行。 第4圖所示之單元的電子電路34包括一計時器及一用 以計算第一音量控制器22之控制變數的積分值的電路、以 及一用以將被計算出之值與電子音量控制器22之增益的預 設收欽值比較並基於此差值輸出一用以控制第_電子音量 控制器21之增益的信號的電路。此一電路能藉適當地規劃 出一電子電路而加以建構。 第6囷係一簡化顯示電子電路操作的流程圖。如第6 圖所示，於第一控制級Sit，電子音量控制器22的增益係 自動受控於能量檢測電路31與第二電子音量控制器22之間 以確使電子音量控制器22之輸出有固定振幅大小。第二電 子音量控制器22的收歛值預設到GE。此外”第一電子音量 控制器21的增益被合宜地設定。 接著，於第二控制級S2中’自動增益控制在能量檢測 電路31與第二電子音量控制器22之問重複n次，而決定出 -11- 本祕尺料用巧國家料（CNS ) Λ4· ( 210 Χ297/ϋ~ "-- (請先閱讀背面之注意事項再填寫本萸) 订 崎丨. A20
Q 〇 A7 B7 經濟部中央標举局負工消费"作社印4,!木 五、發明説明（9 ) 一平均增益換言之，Gav=(Gt + G2+…_·，+Gn)/N被計算 出，其中G,，，…，GN是電子音量控制器22中的自動增 益控_的重複部分。 然後，於控制級S3中，因而得到的值GAV與第二電子 音量控制器22之增益的收歛值GE比較，繼以以下程序： 1) 若G,v小於GE，（Gav<GE)，第一電子音量控制器 21的增益被降低。有鑑於帶通濾波器11的輸入振幅於Gav =GE時是恰當的事實，值Gav小於GE指示出在第二電子音 量控制器22與能量檢測電路31之間的增益被控制下來的事 實’亦即，輸入至輸入端50之信號的振幅過大。因此，第 一電子音量控制器21的增益被降低，故帶通濾波器11的輸 出以一較高的速率被收歛至一預定值。 2) 另一方面，若Gav= GE’第一電子音量控制器21的 增益不會改變。於此情況下，輸入信號的振幅被視為在一 適當的範圍内* 3) GiV大於GE ( Gav> GE ) *第一電子音量控制器21的 增益被增加。有鑑於帶通波器11的輸入振幅於Gaϊ=GE時 是恰當的事實指出增益被由第二電子音量控制器22及能量 檢測電路31所建構的自動增益控制電路增加，亦即，輸人 信號的振幅過小’且因此第一電子音量控制器21的增益被 增加，故帶通波波器1的輪出可以更快速地到達預定振幅 值0 第7圖係一分別顯示當N為5時之第一、第二及第三 控制時間長度SI、S2及S3的時序圖》 -12- (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 本紙乐尺度適用中國國家標率（CNS > Λ4規格（210X297公釐） A7 B7 五、發明説明（10 ) 如上述，增益更快速地被第二電子音量控制器22控 制，且控制變數的平均值被回授到第一電子音量控制器21 因而拽制增益β因此，輸入信號的增益能更有效率且更快 速地受到控制，而避免可能由帶通濾波器的延遲操作造成 的問題。 第8圖係一顯示根據本發明另一實施例之第3圓的能 量檢測塊30的電路，且第9圖係一用以說明第8圖之電路 的運作的狀態變遷圖。於此一實施例中，能量檢測塊300 中的增益變化量是二元的（Ga、Gb，|Ga| > |(?6| )，且增益 控制塊20的增益變化量能依能量檢測塊300的檢測量而改 變。 經濟部中夾標率局貝工消费合作社印$, (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) ^ 顯示於第8圖之電路的組態與運作將於以下參照第9 及10圖加以說明。首先，於此一實施例的電路中，四個臨 界等級Vi、v2、v3、v4 ( v,> v2> v3> v4)設定給輸入信 號SG，如第8圖所示。各臨界級適當地被一選擇器35選取 並施加到第一及第二比較器36、37的參考輸入端（_)«比 較器36、37信號輸入端（+)透過一帶通濾波器10被施予一 信號。標號38、39表示監測一預定時間長度的時間的比較 器36、37之輸出的保持電路，僅於輸出變化至1時保持該 值。保持電路38、39的輸出Dl、D0被加至邏輯電路340。 第9圖之狀態變遷圖中的狀態A、B “C與選擇器35 從臨界等級V】、V2、V3、乂4選取出的狀態之間的關係顯示 於第10(a)圖中。此外，於保持電路3S、39的輸出Dl、D0 中1與〇的組合、該組合決定的輸入信號的振幅、以及該 -13- 本纸張尺度適扣中國國家標率（〇^)八4規格（2丨0乂297公釐） 經滴部中央標率局員工消资含作社印$,' A7 B7 五、發明説明（11 ) 情況下的增益變化量係顯示於第10(b)圖中。 當比較器36、37的信號輸入端透過第8圖之電路的選 擇器3β與臨界等級V3與V4連接時，亦即，狀態A被選取 時，只要輸入能量檢測塊30之信號的振幅小於臨界等級V4 時’ D1及DO變成零《因此，基於第l〇(b)圖的判斷，邏輯 電路340判斷輸入信號的振幅是“低”於狀態A，故增益 被增益變化量Ga增加而信號振幅增加。 另一方面，若輸入至能量檢測塊30之信號的振幅不小 於臨界等級V4而小於V3時，D1是零而D0是1。基於第10(b) 圖的判斷，邏輯電路340判斷輸入信號的振幅是在狀態A 舆狀態B的“中間”。在此情況中，增益的改變係因藉著 使增益變化量設置為+Gb(<Ga)而同時藉改變臨界等級為符 合狀態B而使狀態從A改變成B。 再者，另一方面，若輸入能量檢測塊30之信號的振幅 不小於臨界等級乂3時，增益不會改變（變化量是零），但 僅是臨界等級改變以從狀態A變成狀態B而改變。 在狀態B及C中，狀態舆增益係根據第9困的狀態變 遷®及第10(b)®的判斷而改變•一旦狀態舆增益有變化， 電路340將保持電路38、39重設成“〇” 。 如上述，有效的增益控制可依能量檢測塊30的檢測 量1藉適當地選取大或小的兩種型式的增益變化量而成為 可能。 根據本發明之具有第3圖所示之基本組態的信號處理 單元100a的實際應用，如第11圖所示，諸單元可以在多個 -14- 本紙張尺度適用中國®家標準（CNS ) Λ4規格（210X：297公釐） t請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁)
.1T 吹！ Λ Α7 Β7 五、發明説明（l2 ) 級中串接，且能建入一單一的LSI 100中。再者，如第12 圖所示，小音量的攜帶式電話可藉著將根據本發明之信號 處理單元100建入作為一單一 LSI的攜帶式電話機的接收器 110内加以實現。 如參照以上實施例所述，根據本發明，設有一種信號 處理單元，其具有一自動增益控制電路，其中一增益控制 塊係設置於信號處理塊的前一級，且自信號處理塊之输出 端檢測之信號的增益受到控制《因此，於受到自動增益控 制的信號中，輸入波1f1所包含的干擾雜訊被有效地衰減。 因此，不像傳統具有一設置於一自動增益控制電路後一級 之信號處理塊的信號處理單元，由於干擾雜訊所造成的信 號失真不包含於待處理的信號中-此外，有鑑於信號處理 塊係置於增益控制塊與能量檢測塊的中間 > 即使信號處理 塊的動態範園小，整體單元可有一較大的動態範圍。於是， 根據本發明之單元展現出一建入一 LSI内時的重大功效= (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁} 訂 Μ濟部中央標準局負Jt消费合作社印¾. 元件標號對照 -15- 本紙張尺度適用中國國家橾率（CNS ) Λ4規格（210X297公釐） A7 B7 a2〇902 五、發明説明（u) 經濟部中央#隼局員工消资合作社印$ 1 帶通;慮波器 37 第二比較器 2 增益控制塊 38、39 保持電路 3 能量檢測塊 340 邏輯電路 4 AGC電路 l〇〇a信號處理單元 5 輸入端 H0 接收器 6 輸出端 10 信號處理塊 20 增益控制塊 30 能量檢測塊 50 輸入端 60 輸出端 100 LSI 21 第一電子音量控制器 22 第二電子音量控制器 31 能量檢測電路 70 解調變電路 32、 33 比較器 34 邏輯電路 11 帶通濾波器 12 電子音量控制器 300 能量檢測塊 35 選擇器 36 第一比較器 -16- (讀先聞讀背面之注意事項再填寫本頁) 本紙張尺度適用中國國家標卒（CNS ) Λ4規格（210X297公釐）