CN109981123B - 自适应nfc接收器 - Google Patents
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Abstract
提供了一种操作接收器***的方法的实施例，所述接收器***包括一个或多个信道，所述方法包括：通过对当前信道的模数转换器(ADC)的输出进行采样来监测所述当前信道中的残余DC(直流)偏移；响应于所述残余DC偏移的绝对值超过可编程DCO阈值而调节与所述残余DC偏移相对应的DCO(直流偏移)校正信号；以及从提供给所述ADC的模拟信号中减去所述DCO校正信号，以将所述残余DC偏移减小到所述可编程DCO阈值以下。
Description
技术领域
本公开总体上涉及接收器的增益控制，并且更具体地说，涉及响应于变化的载波振幅和负载调制振幅的自适应增益和DC控制。
背景技术
近场通信(NFC)***用于各种应用，如跟踪供应链或产品递送链中的对象或产品。传统NFC***包含附接到对象的标签和读取器。读取器包含用于将询问信号发射到标签的发射器和用于从标签接收响应信号的接收器。标签存储用于对象的识别数据，并且在其响应信号中包含识别数据，允许对象被读取器识别。
发明内容
根据本发明的第一方面，提供一种用于操作接收器***的方法，所述接收器***包括一个或多个信道，所述方法包括：
通过对当前信道的模数转换器(ADC)的输出进行采样来监测所述当前信道中的残余DC(直流)偏移；
响应于所述残余DC偏移的绝对值超过可编程DCO(直流偏移)阈值而调节与所述残余DC偏移相对应的DCO校正信号；以及
从提供给所述ADC的模拟信号中减去所述DCO校正信号，以将所述残余DC偏移减小到所述可编程DCO阈值以下。
在一个或多个实施例中，所述调节所述DCO校正信号包括：
响应于所述残余DC偏移的所述绝对值超过所述可编程DCO阈值以及所述残余DC偏移具有正值的组合，增大被配置成输出所述DCO校正信号的数模转换器(DAC)的校正设置，以及
响应于所述残余DC偏移的所述绝对值超过所述可编程DCO阈值以及所述残余DC偏移具有负值的组合，减小所述DAC的所述校正设置。
在一个或多个实施例中，所述DCO校正信号与选定的N位输入代码相对应，所述选定的N位输入代码被提供为对所述DAC的所述校正设置，
所述增大所述校正设置包括将步长值添加到当前选定的N位输入代码以提供用于所述校正设置的新选定的N位输入代码，并且
所述减小所述校正设置包括从所述当前选定的N位输入代码中减去所述步长值以提供用于所述校正设置的所述新选定的N位输入代码。
在一个或多个实施例中，所述方法进一步包括：
通过对所述ADC的所述输出的X个样本求平均来估计所述残余DC偏移，其中X是大于一的整数值。
在一个或多个实施例中，在独立于其它信道的每个信道中执行所述监测所述残余DC偏移、所述调节所述DCO校正信号以及所述减去所述DCO校正信号。
在一个或多个实施例中，在等待接收有效帧的同时持续执行所述监测所述残余DC偏移。
在一个或多个实施例中，在接收有效帧的同时持续执行所述监测所述残余DC偏移。
在一个或多个实施例中，所述方法进一步包括：
计算所述ADC的所述输出的样本的平均最大ADC值；
计算所述ADC的所述输出的所述样本的平均最小ADC值；以及
通过计算所述平均最大ADC值和所述平均最小ADC值的平均值来估计所述残余DC偏移。
在一个或多个实施例中，所述方法进一步包括：
计算所述ADC的所述输出的两个连续样本之间的差值，其中在对所述校正设置进行调节之前取得第一个样本，并且在对所述校正设置进行所述调节之后取得第二个样本；
生成数字补偿信号，所述数字补偿信号最初消除所述差值并逐渐斜降到零；以及
将所述数字补偿信号添加到由所述ADC输出的数字信号，以提供具有较平滑转变的补偿信号。
在一个或多个实施例中，当对所述校正设置进行所述调节时，响应于设置为高的更新信号生成所述数字补偿信号。
在一个或多个实施例中，所述方法进一步包括：
监测所述接收器***的高频(HF)衰减器的输出的接收信号强度指示符(RSSI)读数；以及
响应于所述RSSI读数落在由可编程下限阈值和可编程上限阈值限定的期望范围之外而调节所述HF衰减器的衰减设置。
在一个或多个实施例中，所述调节所述衰减设置包括：
响应于所述RSSI读数小于所述可编程下限阈值，减小所述HF衰减器的衰减设置，以及
响应于所述RSSI读数大于所述可编程上限阈值，增大所述HF衰减器的所述衰减设置。
在一个或多个实施例中，所述方法进一步包括：
通过对X个RSSI值求平均来估计所述RSSI读数，X是大于一的整数值。
在一个或多个实施例中，所述方法进一步包括：
在等待接收有效帧的同时持续执行所述监测所述RSSI读数。
在一个或多个实施例中，所述调节所述衰减设置包括：
将对所述衰减设置的调节记录为待处理请求，以及
响应于冻结信号被设置为低而实施所述待处理请求，其中
在预期接收到有效帧的时间段内将所述冻结信号设置为高，并且
在所述冻结信号被设置为高时，所述待处理请求保持待处理。
在一个或多个实施例中，每次在改变所述衰减设置之后执行所述监测所述残余DC偏移。
在一个或多个实施例中，所述方法进一步包括：
监测所述ADC的所述输出的摆动值；以及
响应于所述摆动值落在由可编程最小阈值和可编程最大阈值限定的期望范围之外，调节放大器的增益设置，所述放大器放大所述当前信道的所述模拟信号。
在一个或多个实施例中，所述方法进一步包括：
计算每个信道的对应摆动值，其中每个对应摆动值是所述信道的所计算的所述平均最大ADC值与所述平均最小ADC值之间的差值。
在一个或多个实施例中，所述调节所述增益设置包括：
响应于所述一个或多个信道的所有对应摆动值小于所述可编程最小阈值而增大所有信道中的所述增益设置，以及
响应于所述对应摆动值中的至少一个大于所述可编程最大阈值而减小所有信道中的所述增益设置。
在一个或多个实施例中，在接收有效帧的同时持续执行所述监测所述摆动值。
在一个或多个实施例中，所述方法进一步包括：
以缩放因子缩放由所述ADC输出的数字信号，以产生具有较平滑转变的缩放信号，其中所述缩放因子基于对所述增益设置进行的调节与增益调节因子成反比。
本发明的这些和其它方面将根据下文中所描述的实施例显而易见，且参考这些实施例予以阐明。
附图说明
通过参考附图，本发明可以被更好地理解，并且其许多目的、特征和优点对于本领域的技术人员而言是显而易见的。
图1是描绘根据本公开的一些实施例的实施自适应增益和DC控制解决方案的示例接收器***的框图。
图2是根据本公开的一些实施例的自适应增益和DC控制解决方案的示例状态图。
图3到图6是描绘根据本公开的一些实施例的由自适应增益和DC控制解决方案实施的各种过程的流程图。
图7示出了根据本公开的一些实施例的实施自适应增益和DC控制解决方案的接收器***中存在的示例信号的波形。
本发明是通过例子的方式展示的且不受附图限制，在附图中，相似的附图标记指示相似的元件，除非另有说明。附图中的元件是为了简洁和清晰展示的且不一定按比例绘制。
具体实施方式
以下阐述旨在说明本发明的各种实施例的详细描述，而不应被认为是限制性的。
概述
一般，近场通信(NFC)读取器中的接收器包含被设计成支持大输入动态范围的可编程增益放大器和衰减器级以及合理动态范围的模数转换器(ADC)。然而，还应该控制放大器和衰减器级，以将提供给ADC的输入信号保持在期望范围内，使得由ADC输出的所得数字信号具有所需的最小信噪比(SNR)。在读取器和标签磁耦合的NFC应用中，标签与读取器之间的距离可以以0.5m/s的速率改变，从而导致接收的载波振幅由于耦合因子的变化而急剧变化。在动态耦合情形中读取器接收器不能适应变化的载波振幅可能导致数据丢失或错误接收，尤其是接收到长数据帧时。
本公开提供了一种在接收器中实施的自适应增益和DC(直流)控制解决方案，所述解决方案在等待接收帧的同时跟踪载波振幅的变化并适应接收器的设置(例如，在检测帧开始(SOF)定界符或前导码之前)，如通过调节衰减设置或DC偏移校正设置。所述解决方案还跟踪负载调制振幅的变化，并在帧接收期间适应接收器的设置(例如，在有效的SOF或前导码检测之后)，如通过调节DC偏移校正设置或增益设置。所述解决方案通过将动态范围和灵敏度最大化而在动态耦合情形中提供鲁棒的接收。
在一些实施例中，实施自适应增益和DC控制解决方案的控制电路***被配置成基于在HF衰减器的输出端处测量的接收信号强度指示符(RSSI)来控制高频(HF)衰减器。HF衰减器用于衰减在天线处接收的强射频(RF)信号，其中可变衰减设置在初始化接收器时(例如，在启动或复位时)被编程并且根据需要调节以在接收器等待接收帧的同时将RSSI维持在期望的目标范围内，并且在接收器接收有效帧时不调节可变衰减设置。
在一些实施例中，实施自适应增益和DC控制解决方案的控制电路***被配置成基于信号电平控制接收器的I信道和Q信道的DC偏移(DCO)校正。当使用载波信号频率在接收器中对RF输入信号进行下变频时，可以生成与载波振幅成比例的DC(直流)偏移，其中DC偏移在I信道中可以具有与在Q信道中不同的幅度。控制电路***被配置成在I信道和Q信道的ADC的输出端处估计每个I信道和Q信道中的DC偏移，并且独立地控制DCO校正电路***以输出对应DCO校正信号以移除或抵消对应DC偏移。由于残余DC偏移可能保留在每个I信道和Q信道中，因此控制电路***根据需要调节DCO校正信号以将残余DC偏移维持在期望的最小阈值以下，同时接收器等待接收帧，而且接收器正在接收有效帧。在初始化接收器时在HF衰减器之后对DCO校正信号进行编程，并且可以在每次调节HF衰减器之后另外调节DCO校正信号。
在一些实施例中，实施自适应增益和DC控制解决方案的控制电路***被配置成基于信号电平控制基带放大器(BBA)增益。如果在接收器等待接收帧时I信道或Q信道的信号电平超过最大阈值，则调节I信道和Q信道两者的可变增益设置以降低信号电平并避免削波。控制电路***可以被配置成调节I信道和Q信道两者的增益设置，以在接收帧时将信号电平维持在期望的目标范围内。
在一些实施例中，实施自适应增益和DC控制解决方案的控制电路***被配置成在数字I信号和数字Q信号中实施数字补偿。所述解决方案对信号进行数字地补偿，如通过添加DC补偿信号以平滑因改变DC偏移校正设置引起的信号的任何突然转变，或者通过缩放信号以对抗因改变增益设置引起的信号振幅的任何变化。
示例实施例
图1是描绘实施自适应增益和DC控制解决方案的示例接收器***100的框图。尽管图1中以特定布置示出了许多部件，但是接收器***100可以包含额外的或较少的部件，并且接收器部件可以具有与示出的布置不同的布置。虽然示出了接收器***100的单端配置，但是接收器***100可以在其它实施例中实施差分信号配置。
接收器***100包含耦合到模拟前端架构的天线102，所述模拟前端架构包含可编程高频(HF)衰减器104、接收信号强度指示符(RSSI)电路106、混合器108和混合器112、基带滤波器(BBF)114和基带滤波器(BBF)116、DC(直流)偏移数模转换器(DCO-DAC)118和DC(直流)偏移数模转换器(DCO-DAC)122以及可编程基带放大器(BBA)126和可编程基带放大器(BBA)128。模拟前端架构耦合到模数转换器(ADC)130和模数转换器(ADC)132，所述模数转换器130和模数转换器132进而耦合到数字信号处理器(DSP)136。接收器***100还包含自适应增益和DC偏移(DCO)控制电路***(增益/DCO控制)138和DC步长和增益补偿单元(补偿单元)134，以实施自适应增益和DC控制解决方案。接收器部件中的每一个至少部分地被实施为电路***。
以下另外讨论接收器部件。
天线102被配置成接收使用具有已知频率的载波信号生成的射频(RF)信号，其中接收的RF信号的频率通常可以落在20kHz到300GHz的范围内。在一些实施例中，接收的RF信号的频率落在以13.56MHz为中心的范围内(例如，使用13.56MHz载波信号)。在其它实施例中，接收的RF信号的频率落在120kHz到10GHz的范围内，或者在856MHz到960MHz的范围内。在一些实施例中，天线102可以包含阻抗匹配部件(未示出)，以使天线102的单端阻抗与模拟前端架构的输入阻抗相匹配。在一些实施例中，天线102可以包含平衡-不平衡变换器或类似装置，以产生相等幅度的负电压信号和正电压信号，从而将单端天线信号转换为差分电压信号。
RF输入信号(例如，单端或差分)被天线102提供给HF衰减器104，所述HF衰减器104被配置成基于由衰减器控制信号hf_att_index 158设置的可编程衰减来衰减或降低输入信号的信号强度。HF衰减器104的输出被提供给RSSI电路106，所述RSSI电路106被配置成计算输入信号的信号强度，还称为RSSI(接收信号强度指示符)140。RSSI 140与RF输入信号的载波信号振幅相对应，所述载波信号振幅可以根据接收器***100与提供RF输入信号的标签之间的距离而变化。RSSI 140被提供给增益/DCO控制138，所述增益/DCO控制138被配置成监测或跟踪载波信号振幅，如通过监测RSSI 140的值。增益/DCO控制138还被配置成根据需要通过调节控制信号hf_att_index158来调节(例如，增大或减小)HF衰减器104的可编程衰减，以将RSSI 140维持在期望范围内，如下面另外讨论的。
HF衰减器104的输出还被提供给示出为接收器***100的顶部路径或分支的同相信号信道(I信道)上的第一混合器108，以及到示出为接收器***100的底部路径或分支的正交信号信道(Q信道)上的第二混合器112。混合器108被配置成使用第一振荡器信号对RF输入信号进行缩混或下变频以在基带中产生I信号，并且混合器112被配置成使用第二振荡器信号对RF输入信号进行缩混或下变频以在基带中产生Q信号，其中由混合器108和混合器112输出的I信号和Q信号的相位相差90度。在示出的实施例中，时钟信号(标记为clk)用作第二振荡器信号，并且相位延迟部件110引入90度相位延迟以产生第一振荡器信号，尽管在其它实施例中可以使用其它方法来提供相位相差90度的第一振荡器信号和第二振荡器信号。在示出的实施例中，第一振荡器信号和第二振荡器信号具有等于载波信号频率的频率。在一些实施例中，载波信号频率可以等于13.56MHz，或者在其它实施例中可以落在如120kHz到10GHz的范围内或者在856MHz到960MHz的范围内。
混合器108和混合器112的输出分别被提供给BBF 114和BBF 116，所述BBF 114和BBF 116分别输出经滤波的I信号和经滤波的Q信号。BBF 114和BBF 116各自被配置成传递具有在配置的频率间隔(0，B)内的频率的信号，其中B是基带滤波器的截止频率。将BBF 114和BBF 116的截止频率设置为允许I信道和Q信道的期望频率带宽内的信号分别传播到ADC130和ADC 132。
由混合器108和混合器112的下变频产生的I信道和Q信道中的任何DC偏移还可以传播到ADC 130和ADC 132。DC偏移与下变频之后的载波信号振幅成比例，并且I信道中的第一DC偏移可以具有与Q信道中的第二DC偏移的幅度不同的幅度。增益/DCO控制138被配置成在ADC 130和ADC132的输出端处监测或跟踪I信道和Q信道的每一个中存在的DC偏移(分别标记为信号adc_data_i 142和adc_data_q 144)以进行DC偏移校正。增益/DCO控制138可以被配置成通过计算信号adc_data_i 142的平均值来估计I信道中的第一DC偏移，如通过在ADC130的输出端处对多个ADC样本求平均。增益/DCO控制138可以类似地通过计算信号adc_data_q 144的平均值来估计Q信道中的第二DC偏移，如通过在ADC 132的输出端处对同样多个ADC样本求平均。ADC样本的数量是可编程整数值。
DC偏移校正由减法器120和减法器124以及DCO-DAC 118和DCO-DAC 122实施，其中减法器120和DCO-DAC 118形成用于I信道的DCO校正电路***，并且减法器124和DCO-DAC122形成用于Q信道的DCO校正电路***。减法器120从BBF 114接收经滤波的I信号，并从DCO-DAC 118接收第一DC偏移(DCO)校正信号，并且减法器124从BBF 116接收经滤波的Q信号，并从DCO-DAC 122接收第二DCO校正信号。第一DCO校正信号和第二DCO校正信号是分别与I信道和Q信道中的第一DC偏移和第二DC偏移相对应的模拟信号，如由增益/DCO控制138估计的。减法器120被配置成从经滤波的I信号减去第一DCO校正信号以移除(或至少减小)第一DC偏移并产生经校正的I信号。类似地，减法器124被配置成从经滤波的Q信号减去第二DCO校正信号以移除(或至少减小)第二DC偏移并产生经校正的Q信号。I信道和Q信道各自仍然可以在ADC 130和ADC 132的输出端处包含一些残余DC偏移，取决于第一DCO校正信号和第二DCO校正信号匹配或抵消I信道和Q信道中对应DC偏移的程度。增益/DCO控制138被配置成根据需要通过独立地调节控制信号dco_dac_i 148和控制信号dco_dac_q 150来独立地调节(例如，增大或减小)第一DCO校正信号和第二DCO校正信号，以将I信道中的残余第一DC偏移和Q信道中的第二残余DC偏移维持在期望的最小范围内，如下面另外讨论的。为了比较，传统的接收器常使用高通滤波器以从I信道和Q信道移除DC偏移。然而，高通滤波器常使信号失真，并且需要建立时间，这使帧开始(SOF)和帧结束(EOF)检测变得困难。通过使用减法器120和减法器124以及DCO-DAC 118和DCO-DAC 122进行DC偏移校正避免这种困难。
减法器120和减法器124的输出被分别提供给BBA 126和BBA 128，所述BBA 126和BBA 128各自被配置成基于由增益控制信号bba_index 146设置的可编程增益输出与接收的信号成比例的放大信号。BBA 126被配置成输出放大的I信号，并且BBA 128被配置成输出放大的Q信号。BBA 126和BBA 128的输出被分别提供给ADC 130和ADC 132，所述每个ADC被配置成输出表示接收信号的数字信号。ADC 130输出数字I信号，并且ADC 132输出数字Q信号，分别标记为信号adc_data_i142和信号adc_data_q 144。
增益/DCO控制138被配置成在ADC 130和ADC 132的输出端处监测或跟踪负载调制振幅，如通过基于信号adc_data_i 142和信号adc_data_q 144的对应平均最大值和平均最小值来计算I信道和Q信道的对应摆动值。增益/DCO控制138被配置成根据需要通过调节控制信号bba_index 146来调节(例如，增大或减小)BBA 126和BBA 128的可编程增益，以将摆动维持在期望范围内，如下面另外讨论的。增益/DCO控制138还可以使用平均最大值和平均最小值来确定信号adc_data_i 142和信号adc_data_q 144的对应平均值，这提供了对I信道和Q信道中第一残余DC偏移和第二残余DC偏移的另一个预计。增益/DCO控制138可以另外根据需要通过独立地调节dco_dac_i 148和dco_dac_q 150来调节(例如，增大或减小)第一DCO校正信号和第二DCO校正信号，以将第一残余DC偏移和第二残余DC偏移维持在期望的最小范围内，如下面另外讨论的。
数字I信号adc_data_i 142和数字Q信号adc_data_q 144还被提供给DC步长和增益补偿单元134。对DCO-DAC 118和DCO-DAC 122或BBA 126和BBA 128的设置作出的任何调节都可能导致数字I信号和数字Q信号中残余DC偏移或振幅的突然转变。DC步长和增益补偿单元134被配置成平滑这些转变并基于由增益/DCO控制138提供的控制信号dc_step_i152、dc_step_q 154和gain_shift 156来数字地补偿信号，如下面另外讨论的。经补偿的数字I信号和数字Q信号可用于由DSP 136进行的另外数字处理，如从I信号和Q信号中提取数据(例如，来自标签的识别数据)。
图2是用于自适应增益和DC控制解决方案的示例状态图200，所述自适应增益和DC控制解决方案在一些实施例中可以由增益/DCO控制138实施。每个状态转变由箭头示出，其中当满足转变条件时发生状态转变。每个状态转换基于由增益/DCO控制138接收的一个或多个检测信号。尽管在本文讨论的实施例中增益/DCO控制138被配置成监测和控制HF衰减器104、DCO-DAC 118和DCO-DAC 122以及BBA 126和BBA 128的可编程设置，但应当注意，在其它实施例中使用类似的方法，本公开的教导可以适用于接收器的额外或更少的级。
在启动或重置接收器***100时，增益/DCO控制138进入启动读取器接收状态205，其中接收器的部件被初始化。增益/DCO控制138将HF衰减器104初始化为其最大衰减电平，以防止模拟前端架构的饱和。HF衰减器104被配置成将RF输入信号衰减多个衰减电平中的选定衰减电平。每个衰减电平与N位衰减代码相对应，其中N是大于1的整数。所述多个N位衰减代码的范围从与最小衰减电平(例如，0dB)相对应的最小衰减代码(例如，0)到与最大衰减电平(例如，60dB)相对应的最大衰减代码(例如，2N-1)。控制信号hf_att_index 158指示选定的衰减代码，所述选定衰减代码是HF衰减器104的衰减设置。
在状态205中，增益/DCO控制138还初始化DCO-DAC 118和DCO-DAC 122以输出零。DCO-DAC 118和DCO-DAC 122各自被配置成输出具有与多个N位输入代码中的选定N位输入代码相对应的幅度的模拟信号，其中N是大于1的整数。所述多个输入代码的范围从与最小模拟信号(例如，具有幅度0或最大负幅度的信号)相对应的最小输入代码(例如，0)到与最大模拟信号(例如，具有最大正幅度的信号)相对应的最大输入代码(例如，2N-1)，其中由DCO-DAC输出的最大幅度(例如，正或负)应该与接收器中期望的最大DC偏移(例如，正或负)相当。在一些实施例中，与DCO-DAC的真实分辨能力相比，可以将每个输入代码之间的输出模拟信号的幅度差预编程到DCO-DAC中以实现较大的步长。例如，可以使用10位DAC，其中输出信号幅度的范围与使用如16位DAC等较大位代码的DAC实现的范围相当。控制信号dco_dac_i 148和控制信号dco_dac_q 150各自分别指示DCO-DAC 118和DCO-DAC 122的选定输入代码，所述选定输入代码是DCO-DAC 118和DCO-DAC 122的对应DCO校正设置。
在状态205中，增益/DCO控制138还将BBA 126和BBA 128初始化为其最大增益电平。在示出的实施例中，BBA 126和BBA 128两者都接收相同的控制信号bba_index 146，其中BBA 126和BBA 128具有相同(或基本上类似的)的可编程增益。BBA 126和BBA 128各自被配置成基于多个增益电平中的选定增益电平输出与接收信号成比例的放大信号。每个增益电平与N位增益代码相对应，其中N是大于1的整数。所述多个N位增益代码的范围从与最小增益电平(例如，0dB)相对应的最小增益代码(例如，0)到与最大增益电平(例如，30dB)相对应的最大增益代码(例如，2N-1)。控制信号bba_index 146指示选定增益代码，在本文讨论的实施例中所述选定增益代码是BBA 126和BBA 128两者的增益设置。
一旦接收器中的模拟暂态已经建立，增益/DCO控制138就从状态205转变到HF衰减器(快速模式)状态210，以调节HF衰减器104的(初始)设置。在状态210中，迭代地调节衰减器电平或代码，直到RSSI140在由可编程下限阈值(或TargetLow)和可编程上限阈值(或TargetHigh)限定的期望目标范围内。例如，由于HF衰减器104在启动时被初始化为最大衰减电平，因此RSSI 140将可能降到TargetLow以下。作为响应，增益/DCO控制138递增地减小衰减电平，直到RSSI 140超过TargetLow。类似地，如果RSSI 140超过TargetHigh，则增益/DCO控制138递增地增大衰减电平，直到RSSI 140降到TargetHigh以下。下面结合图3另外讨论状态210。
当RSSI 140落入TargetLow与TargetHigh之间的期望目标范围内时，增益/DCO控制138从状态210转变到DCO-DAC(快速模式)状态215，以独立地调节DCO-DAC 118和DCO-DAC122的(初始)设置。在状态215中，迭代地调节DCO-DAC 118和DCO-DAC 122的输入代码，直到I信道和Q信道中残余DC偏移的绝对值小于可编程最小阈值(或DC_Threshold)。例如，由于DCO-DAC 118和DCO-DAC 122在启动时初始化为零，因此I信道和Q信道中的DC偏移未经校正并且以全值传播到ADC 130和ADC 132，其将可能超过DC_Threshold。作为响应，增益/DCO控制138将输入代码递增地增大到DCO-DAC 118(其输出相应的DCO校正信号)直到ADC 130的输出端处的残余DC偏移的绝对值降到DC_Threshold以下，并且将输入代码递增地增大到DCO-DAC 122(其输出相应的DCO校正信号)直到ADC 132的输出端处的残余DC偏移降到DC_Threshold以下。下面结合图4另外讨论状态215。
当I信道和Q信道两者的残余DC偏移的绝对值小于DC_Threshold时，增益/DCO控制138从状态215转变到HF衰减器和DCO帧前跟踪状态220以监测或跟踪接收器的各个方面并根据需要调节接收器设置。在状态220中，增益/DCO控制138等待接收器检测有效帧。通过在天线102上接收RF信号来触发接收序列，并且接收器评估RF信号以确定是否已经接收到有效的帧开始(SOF)或前导码。如果接收到有效的SOF或前导码，则接收器已经成功检测到即将接收到有效帧，并且向增益/DCO控制138指示此检测。当增益/DCO控制138等待将在状态220中检测到的有效帧时，增益/DCO控制138被配置成在持续的或连续的基础上监测RSSI140、I信道和Q信道的残余DC偏移以及I信道和Q信道的信号电平。基于监测到的信号，增益/DCO控制138可以进入状态225以调节HF衰减器104的衰减代码以将RSSI维持在TargetLow与TargetHigh之间的期望目标范围内，可以进入状态230以调节DCO-DAC 118和DCO-DAC 122的输入代码以将残余DC偏移维持在DC_Threshold以下，并且可以进入状态235以调节BBA126和BBA 128的增益代码以避免信号削波。
在状态225中，当RSSI 140落在TargetLow与TargetHigh之间的期望目标范围之外时，增益/DCO控制138调节衰减器代码。然而，不期望在迫近接收响应信号的时间的点处改变衰减器代码，在所述点处这种调节可能使响应信号失真并且即使在接收器试图重新调节衰减代码时导致数据丢失。为了避免这种情形，增益/DCO控制138包含生成与HF衰减器104相关联的冻结信号的控制块，所述冻结信号指示在接收器等待检测有效帧时何时可以调节或更新衰减代码。在本文讨论的实施例中，当冻结信号是逻辑低时，可以改变衰减代码。可以基于每个衰减代码调节之后所需的建立时间来生成冻结信号，其中冻结信号在建立时间期间保持在逻辑高，指示在建立时间期间不允许对衰减代码进行另外的调节。在一些实施例中，冻结信号还可以在发射读取器命令之后基于响应信号检测的等待时间生成或者还可以基于使用最后发射的暂停计算的位网格生成(如当使用曼彻斯特编码方案时)，其中在预期接收到响应信号的时间段期间，冻结信号保持在逻辑高。响应信号检测的等待时间和位网格估计可以由增益/DCO控制138中的一个或多个控制块监测。在调节衰减代码之后(例如，与在快速模式状态210中进行的多次迭代调节相比，在慢速模式状态225中进行单次调节)，如果需要，增益/DCO控制138转变到状态215以另外调节DCO-DAC 118和DCO-DAC 122的输入代码，以校正由于衰减代码调节可能已经发生的残余DC偏移的任何变化。下面结合图5另外讨论状态225。
在状态230中，当I信道或Q信道的残余DC偏移的绝对值超过DC Threshold时，增益/DCO控制138独立地调节DCO-DAC 118和DCO-DAC 122的输入代码。例如，增益/DCO控制138可以调节(例如，增大或减小)DCO-DAC 118的输入代码和DCO-DAC 122的输入代码(DCO-DAC 118和DCO-DAC 122中的每一个输出相应的DCO校正信号)以最小化残余DC偏移。在调节一个输入代码或两个输入代码之后(例如，与在快速模式状态215中对每个DCO-DAC 118和DCO-DAC 122进行的多次迭代调节相比，在慢速模式状态230中进行对DCO-DAC 118的单次调节和对DCO-DAC 122的单次调节)，增益/DCO控制138转变回到状态220以继续跟踪。在图4的讨论的末尾处另外讨论状态230。
在状态235中，当检测到信号电平的削波时，增益/DCO控制138调节BBA 126和BBA128的增益代码。增益/DCO控制138可以包含子载波相关器，所述子载波相关器在ADC 130和ADC 132的输出端处连续监测子载波的存在，其中当相关器输出超过可编程削波阈值时检测到削波。当超过可编程削波阈值时，增益/DCO控制138使当前增益代码减量某个调节步长大小，以减小BBA 126和BBA 128处的增益设置。调节步长大小是等于或大于一的可编程整数值。在一些实施例中，可以基于限定在各种增益电平或代码处的一个或多个阈值，从多个调节步长大小中选择适当的调节步长大小。阈值的数量、阈值电平和调节步长大小都是可编程值，并且可以被选择以减少减小增益和避免信号削波所需的迭代次数。
当检测到有效帧时(例如，接收器检测到帧开始(SOF)或前导码)，增益/DCO控制138从状态220转变到增益和DCO帧期间跟踪状态240以监测或跟踪接收器的各个方面并根据需要调节接收器设置。在状态240中，当接收器正在接收帧时，增益/DCO控制138被配置成在持续的或连续的基础上监测I信道和Q信道的残余DC偏移以及I信道和Q信道的信号电平。基于监测到的信号，增益/DCO控制138可以调节DCO-DAC 118和DCO-DAC 122的输入代码以将残余DC偏移维持在DC_Threshold以下，并且可以调节BBA 126和BBA 128的增益代码以将信号电平维持在期望目标范围内以便正确解码。下面结合图6另外讨论状态240。
还在状态240期间，增益/DCO控制138被配置成向补偿单元134提供控制信号，所述补偿单元134实施用于I信道和Q信道的数字补偿。当调节DCO-DAC 118和DCO-DAC 122的输入代码时，DCO校正信号中所产生的变化导致ADC 130和ADC 132的输出端处的残余DC偏移的突然转变，这可能降低解调器性能。同样，当调节BBA 126和BBA 128的增益代码时，BBA增益中所产生的变化导致ADC 130和ADC 132的输出端处的信号振幅的变化，这可能降低解调器性能。增益/DCO控制138被配置成向补偿单元134提供关于这些调节的信息，所述补偿单元134被配置成补偿数字I信号和数字Q信号以平滑任何突然转变并将信号振幅维持在期望范围内以便正确解调。下面结合图7另外讨论补偿单元134。
在完成帧的接收之后，如果需要，增益/DCO控制138返回到状态210以另外调节HF衰减器104的设置，因为在状态240期间接收帧时RSSI可能已经偏离其目标范围。当接收器替代性地等待接收有效帧并且然后接收有效帧时，增益/DCO控制138可以继续转变通过以上描述的状态、跟踪接收器的各个方面。
图3示出了用于调节HF衰减器104的衰减代码的HF衰减器(快速模式)状态210的示例过程流程图300。可以在开始过程300之前(例如，在接收器的启动或重置时)将迭代计数器初始化为零。过程在操作335处开始，其中增益/DCO控制138确定是否已经达到执行图3中示出的过程的最大迭代次数，如通过将迭代计数器的当前值与可编程最大值进行比较。如果是，则过程结束。如果否，则过程继续到操作305，其中增益/DCO控制138等待建立时间或其它时间量，忽略前几个RSSI读数。过程继续到操作310，其中增益/DCO控制138确定RSSI读数是否是有效读数。在一些实施例中，增益/DCO控制138对RSSI 140的X个样本求平均以计算RSSI读数，其中X是可编程的整数值。
如果RSSI读数无效(例如，少于X个RSSI样本已经被求平均)，则过程返回到操作305以继续再次等待建立时间，因为对适当数量的RSSI样本求平均来产生RSSI读数。如果RSSI读数是有效读数(例如，适当数量的X个样本已经被求平均)，则过程继续到操作315，其中增益/DCO控制138确定RSSI读数是否降到TargetLow以下，所述TargetLow是可编程下限阈值。如果是，则过程继续到操作320，其中如果可能的话，增益/DCO控制138将HF衰减器104的衰减电平降低调节步长大小。例如，如果衰减电平已经处于最小衰减电平，则衰减电平无法另外降低。否则，可以通过将衰减代码减小调节步长大小(例如，1或5)来减小衰减电平，所述调节步长大小是可编程整数值。迭代计数器增量一，并且然后过程返回操作335以检查是否已经达到最大迭代次数。
返回操作315，如果RSSI读数未降到TargetLow以下，则过程继续到操作325，其中增益/DCO控制138确定RSSI读数是否超过TargetHigh，所述TargetHigh是可编程上限阈值。如果是，则过程继续到操作330，其中如果可能的话，增益/DCO控制138将HF衰减器104的衰减电平增大调节步长大小。例如，如果衰减电平已经处于最大衰减电平，则衰减电平无法另外增大。否则，可以通过使衰减代码增量调节步长大小(例如，1或5)来增大衰减电平。迭代计数器增量一，并且然后过程返回操作335以检查是否已经达到最大迭代次数。返回操作325，如果RSSI读数未超过TargetHigh，则迭代计数器增量一并且然后过程结束。
在其它实施例中，可以基于在各种RSSI电平或衰减代码值处限定的一个或多个阈值从多个调节步长大小中选择调节步长大小，以类似于选择适当步长大小的方式调节图4中的DCO-DAC输入代码，或者以类似于选择适当步长大小的方式调节图5中的衰减代码。例如，当RSSI读数远大于TargetHigh时，用于调节衰减代码的较大调节步长大小可能是适当的，所述较大调节步长大小会迅速减小当前RSSI读数与TargetHigh之间的差值(例如，较小的步长大小可能需要多次迭代以减小差值，与需要较少迭代来执行相同操作的大步长大小相比，使用较少的时间来调节衰减代码)。阈值的数量、阈值电平和调节步长大小都是可编程值，并且可以被选择以减少将RSSI读数置于TargetLow与TargetHigh之间的目标范围内所需的迭代次数。
图4示出了用于DCO-DAC(快速模式)状态215以调节DCO-DAC的输入代码的示例过程流程图400。还可以在状态230中执行与图4中示出的操作类似的操作，如以下讨论的。可以在开始过程400之前(例如，在接收器的启动或重置时)将迭代计数器初始化为零。对I信道DCO-DAC 118和Q信道DCO-DAC 122两者执行所述过程，这可以由增益/DCO控制138中的单独控制块同时执行。当对I信道执行过程400时，本文讨论的输入代码dco_dac表示dco_dac_i，并且当对Q信道执行过程时表示dco_dac_q。
过程在操作405处开始，其中增益/DCO控制138对ADC数据的X个样本(如用于I信道的信号adc_data_i 142或用于Q信道的adc_data_q 144的样本)求平均以计算估计的DC偏移，其中X是可编程整数值(其不一定是与用于RSSI样本的X相同的值)。然后过程继续到操作410，其中增益/DCO控制138确定是否已经达到执行图4中示出的过程的最大迭代次数，如通过将迭代计数器的当前值与可编程最大值进行比较。如果是，则过程结束。如果否，则过程继续到操作415，其中增益/DCO控制138确定残余DC偏移的绝对值是否小于DC_Threshold，所述DC_Threshold是可编程最小阈值。如果是，则过程结束。如果否，则过程继续到操作420。
在操作420(以及操作430)中，增益/DCO控制138使用两个可编程阈值TH1和TH2来确定适当的调节步长大小。阈值TH1设置在大于DC_Threshold的某个DC偏移电平并且阈值TH2设置在大于TH1和DC_Threshold两者的DC偏移电平。TH1用作与较小的调节步长大小Step 1(例如，1或5)相关联的较小阈值，并且TH2用作与较大的调节步长大小Step 2(例如，5或10)相关联的较大阈值。Step 1和Step 2两者都是可编程整数值。
增益/DCO控制138确定DC偏移的绝对值是否大于较大阈值TH2。如果是，则这指示DC偏移的幅度远大于DC_Threshold并且需要相应的大调节步长大小Step2以迅速减小当前DCO校正信号与DC偏移之间的差值(例如，较小的步长大小可能需要多次迭代以减小差值，与需要较少迭代来执行相同操作的大步长大小相比，使用较少的时间来调节输入代码)。过程继续到操作425，其中调节步长变量(或dc_step)被分配Step 2的值。返回步骤420，如果DC偏移的绝对值不大于阈值TH2，则过程继续到操作430，其中增益/DCO控制138确定DC偏移的绝对值是否大于较小阈值TH1。如果是，则这指示应该使用较小的调节步长大小Step 1，并且在操作435中调节步长变量dc_step被分配小步长大小Step 1。
操作425和操作435两者都继续到操作440，其中增益/DCO控制138确定DC偏移是否具有负值。如果否，则DC偏移具有正值，这指示DCO-DAC正在输出太弱的DCO校正信号(例如，输入代码太小)，并且过程继续到操作455，其中输入代码dco_dac增大了调节步长大小dc_step(或dco_dac+dc_step)。迭代计数器增量一并且过程继续到操作405以继续监测DC偏移。返回操作440，如果DC偏移具有负值，则DCO-DAC正在输出太强的DCO校正信号(例如，输入代码太大)，并且过程继续到操作445，其中输入代码dco_dac减小了调节步长大小dc_step(或dco_dac-dc_step)。迭代计数器增量一并且过程继续到操作405以继续监测DC偏移。
在其它实施例中，较少或额外的阈值可以在各种DC偏移电平处限定，并且可以用于确定用于调节对应DCO-DAC的输入代码的适当调节步长大小。阈值的数量、阈值电平和调节步长大小都是可编程值，并且可以被选择以减少将DC偏移置于DC_Threshold内所需的迭代次数。
此外，可以使用与图4中讨论的操作类似的操作的子集实施调节DCO-DAC(慢速模式)状态230。如上所述，通过对对应信道的ADC数据的X个的样本求平均来估计每个I信道和Q信道的残余DC偏移，所述残余DC偏移在帧前跟踪状态220中在持续的或连续的基础上由增益/DCO控制138估计。响应于对DC偏移(在I信道或Q信道中)的绝对值超过DC_Threshold的检测，增益/DCO控制138从状态220转变到状态230，以对DCO-DAC 118和DCO-DAC 122中的一个或两个输入代码进行适当的调节。如果残余DC偏移具有负值，则增益/DCO控制138使当前输入代码减量一(或dco_dac-1)以减小对应DCO-DAC处输出的DCO校正信号(例如，类似于其中dc_step等于一的操作445)。如果残余DC偏移具有正值，则增益/DCO控制138使当前输入代码增量一(或dco_dac+1)以增大对应DCO-DAC处输出的DCO校正信号(例如，类似于其中dc_step等于一的操作455)。
图5示出了用于调节HF衰减器(慢速模式)状态225以调节HF衰减器104的衰减器代码的示例过程流程图500。如上所述，在一些实施例中，RSSI读数是RSSI 140的X个样本的平均值。在一些实施例中，在帧前跟踪状态220中，在持续的或连续的基础上由增益/DCO控制138对RSSI读数求平均。响应于对RSSI读数具有大于TargetHigh的值或小于TargetLow的值的检测，增益/DCO控制138从状态220转变到状态225，以对衰减器代码进行适当的调节。
过程500在操作505处开始，其中增益/DCO控制138确定是否存在未解决的的待处理请求以更新HF衰减器104的衰减代码，如由待处理信号hf_att_update_req指示的。如上所述，当冻结信号为逻辑高时，无法更新HF衰减器104的衰减代码。如果增益/DCO控制138确定需要更新衰减代码，则增益/DCO控制138将衰减代码更新记录为待处理请求并且将待处理信号设置为逻辑高。如果接收到(例如，由增益/DCO控制138内监测冻结信号的控制块)待处理请求时冻结信号为逻辑低，则通过更新衰减代码来实施待处理请求(例如，ht_att_index被设置为请求的代码值)，并且清除待处理信号。如果接收到待处理请求时冻结信号为逻辑高，则不实施待处理请求(例如，不更新衰减代码)直到冻结信号变为逻辑低。在操作505中，如果确定待处理信号为逻辑高，则增益/DCO控制138不需要继续确定衰减代码的任何另外改变，因为此时无法调节衰减器代码，并且然后过程结束。在一些实施例中，增益/DCO控制138可以在待处理信号为逻辑高时停止计算RSSI读数。
如果确定待处理信号为逻辑低，则过程继续到操作510，其中增益/DCO 138确定RSSI读数是否有效。如果RSSI读数无效(例如，少于X个RSSI样本已经被求平均)，则过程结束。如果RSSI读数有效(例如，适当数量的X个样本已经被求平均)，则过程继续到操作515，其中增益/DCO控制138确定RSSI读数(或rssi_avg)是否小于TargetLow。如果是，则过程继续到操作520，其中增益/DCO控制138然后确定当前衰减代码(或hf_att_index)是否具有比HF衰减器104的最小衰减代码(或hf_att_min)大的值。如果否，则不能另外减小当前衰减代码，并且然后过程结束。如果当前衰减代码大于最小衰减代码，则过程继续到操作525，其中增益/DCO控制138记录使当前衰减代码减量一的请求，如通过将请求的衰减代码变量(或hf_att_index_req)设置为期望的代码值。过程继续到操作530，其中待处理信号被设置为逻辑高，并且然后过程结束。
返回操作515，如果RSSI读数不小于TargetLow，则过程继续到操作535，其中增益/DCO控制138确定RSSI读数(或rssi_avg)是否大于TargetHigh。如果否，则过程结束。如果是，则过程继续到操作540，其中增益/DCO控制138确定当前衰减代码(或hf_att_index)是否小于HF衰减器104的最大衰减代码(或hf_att_max)与慢速调节步长大小(或hf_att_slow_adj)之间的差值，其中慢速调节步长大小是大于一的可编程整数值。如果是，则过程继续到操作545，其中增益/DCO控制138记录使当前衰减代码增大慢速调整步长大小的请求，以便快速衰减信号并降低RSSI以避免模拟前端架构的饱和。然后过程继续到操作530，其中待处理信号被设置为逻辑高，并且然后结束。
返回操作540，如果当前衰减代码不小于差值(指示需要较小的步长大小)，则过程继续到操作550，其中增益/DCO控制138确定当前衰减代码(或hf_att_index)是否小于最大衰减代码(或hf_att_max)。如果否，则不能另外增大当前衰减代码，并且过程结束。如果当前衰减代码小于最大衰减代码，则过程继续到操作555，其中增益/DCO控制138记录使当前衰减代码增量一的请求。过程继续到操作530，其中待处理信号被设置为逻辑高，并且然后结束。
在其它实施例中，较少或额外的阈值可以在各种RSSI电平或衰减代码值处限定，并且可以用于确定用于调节HF衰减器104的衰减代码的适当调节步长大小。阈值的数量、阈值电平和调节步长大小都是可编程值，并且可以被选择以减小调节信号的衰减并将RSSI读数置于TargetLow与TargetHigh之间的目标范围内所需的迭代次数。
图6示出了用于增益&DCO帧期间跟踪状态240以调节BBA 126和BBA 128的增益代码或调节DCO-DAC 118和DCO-DAC 122的输入代码的示例过程流程图600。在一些实施例中，增益/DCO控制138被配置成在状态240期间在持续的或连续的基础上计算I信道和Q信道中的每一个的摆动值(或swing_i和swing_q)，所述摆动值可以用于确定接收器与标签之间的耦合是弱、中还是强，并且作为响应，可以根据需要调节增益代码。增益/DCO控制138监测I信道和Q信道中的每一个的ADC数据，并且跟踪I信道和Q信道中的每一个的最大ADC数据值(或adc_max_avg_i和adc_max_avg_q)的平均值，并且跟踪I信道和Q信道中的每一个的最小ADC数据值(或adc_min_avg_i和adc_min_avg_q)的平均值。在一些实施例中，对于BPSK调制方案，在整数个子载波周期内计算平均最大ADC数据值和平均最小ADC数据值，并且对于OOK调制方案，在至少一个位周期加一个子载波周期内计算所述ADC数据值。
摆动值被计算为平均最大ADC值与平均最小ADC值之间的差值：
swing_i＝adc_max_avg_i-adc_mim_avg_i；并且
swing_q＝adc_max_avg_q-adc_min_avg_q。
还在状态240期间在持续的或连续的基础上计算I信道和Q信道中的每一个的负载调制的平均值(或adc_mean_i和adc_mean_q)。所述平均值与DC偏移相对应，所述DC偏移与负载调制振幅成比例。平均值被计算为平均最大ADC值与平均最小ADC值的平均值：
adc_mean_i＝[adc_max_avg_i+adc_min_avg_i]/2；并且
adc_mean_q＝[adc_max_avg_q+adc_min_avg_q]/2。
过程600在操作605处开始，其中增益/DCO控制138确定I信道和Q信道的摆动值两者是否都小于可编程最小摆动值(或min_swing)。如果是，则指示弱耦合，并且过程继续到操作610，其中当前增益代码增量一(或bba_index+1)，并且然后过程结束。如果否，则过程继续到操作615，其中增益/DCO控制138确定I信道和Q信道的摆动值中的至少一个是否大于可编程最大摆动值(或max_swing)。如果是，则指示强耦合，并且过程继续到操作620，其中当前增益代码减量一(或bba_index-1)，并且然后过程结束。
如果所有摆动值都不大于max_swing，则指示中耦合，并且过程继续到操作625以开始调节DCO-DAC 118和DCO-DAC 122的一个或多个输入代码，如果需要的话。在操作625中，增益/DCO控制138确定I信道的平均值(或adc_mean_i)是否大于具有正值的可编程DC偏移阈值(或dco_track_th)。在一些实施例中，阈值dco_track_th对应于与DC_Threshold相同的DC偏移值(图4中示出)，或者在其它实施例中可以对应于大于或小于DC_Threshold的DC偏移值。如果adc_mean_i大于dco_track_th，则过程继续到操作630，其中I信道中DCO-DAC 118的输入代码(或dco_dac_i)增量可编程调节步长大小(或dc_track_step)。在一些实施例中，步长大小dc_track_step与dc_step的值相同(图4中示出)。在操作630中，更新信号dco_dac_i_update还可以被设置为逻辑高或1以指示DCO-DAC 118的输入代码已经被更新，这可以用于指示何时生成补偿信号，如下面结合图7另外讨论的。
返回操作625，如果adc_mean_i不大于dco_track_th，则过程继续到操作635，其中增益/DCO控制138确定adc_mean_i是否小于dco_track_th的负版本。如果是，则过程继续到操作640，其中输入代码dco_dac_i减量dc_track_step。在一些实施例中，更新信号dco_dac_i_update还可以设置为逻辑高。如果adc_mean_i不小于dco_track_th的负版本，则这指示残余DC偏移保持低于最小阈值并且不需要调节。
操作630和操作640两者都继续到操作645，其中增益/DCO确定Q信道的平均值(或adc_mean_q)是否大于dco_track_th。如果是，则过程继续到操作650，其中Q信道中DCO-DAC122的输入代码(或dco_dac_q)增量dc_track_step。在一些实施例中，更新信号dco_dac_q_update还可以被设置为逻辑高以指示DCO-DAC 122的输入代码已经被更新。然后过程结束。返回操作645，如果adc_mean_q不大于dco_track_th，则过程继续到操作655，其中增益/DCO控制138确定adc_mean_q是否小于dco_track_th的负版本。如果是，则过程继续到操作660，其中输入代码dco_dac_q减量dc_track_step。在一些实施例中，更新信号dco_dac_q_update还可以设置为逻辑高。然后过程结束。如果adc_mean_q不小于dco_track_th的负版本，则这指示残余DC偏移保持低于最小阈值并且不需要调节，并且过程结束。
图7示出了在DC步长和增益补偿单元(补偿单元)134之前和之后的点处接收器中的示例信号的波形。图7示出了信道的ADC输出705(如ADC 130或ADC 132的输出端处)和相同信道的残余DC偏移710，其中由于对输入代码或增益代码中的一个或多个进行调节，在残余DC偏移710中出现急剧转变725，这还可以见于ADC输出705。补偿单元134被配置成生成数字DC补偿信号715，所述数字DC补偿信号715被添加到ADC输出705，导致产生较平滑的补偿解调信号720，所述补偿解调信号720可以被提供给DSP 136进行另外处理。补偿单元134基于由增益/DCO控制138提供的信息生成I信道和Q信道的对应数字DC补偿信号715。
增益/DCO控制138被配置成通过获取ADC数据的两个连续样本，一个样本在突变之前且一个样本在突变之后，的差值来确定I信道和Q信道两者中的DC步长变化。增益/DCO控制138将I信道中的ADC数据差值作为dc_step_i 152提供，并将Q信道中的ADC数据差值作为dc_step_q 154提供给补偿单元134。补偿单元134生成最初消除ADC数据差值并在一段时间内逐渐斜降到零的信号，提供平滑转变730。通过将此信号添加到ADC输出705，急剧转变725被平滑以提供补偿转变735。
在一些实施例中，增益/DCO控制138可以被配置成响应于更新信号dco_dac_i_update变为逻辑高而确定I信道中的DC步长变化，所述逻辑高指示DCO-DAC 118的输入代码已经被更新并且DC偏移即将变化。例如，响应于更新信号变高，增益/DCO控制138将取得的当前样本(例如，当前存储在样本缓冲器中)用作突变之前的样本，并且将取得的下一个样本应当用作突变之后的样本。类似地，在一些实施例中，增益/DCO控制138可以被配置成响应于更新信号dco_dac_q_update变高而确定Q信道中的DC步长变化。在两种情况下，增益/DCO控制138还可以被配置成在对应更新信号是逻辑低时停止计算或确定DC步长。在其它实施例中，增益/DCO控制138可以连续地确定I信道和Q信道两者的DC步长变化，并且相反，当对应更新信号是逻辑高时，可以仅向补偿单元134提供DC步长变化的对应值。在仍然其它实施例中，可以直接将更新信号提供给补偿单元134，所述补偿单元134被触发成响应于对应更新信号变高而基于对应DC步长变化生成补偿信号。在实施更新信号的所有实施例中，一旦通过逻辑高更新信号触发生成补偿信号，更新信号然后就被清除或设置为逻辑低。
增益/DCO控制138还可以生成gain_shift 156以指示信号补偿的缩放因子。例如，如果增益/DCO控制138将BBA增益设置减小2倍，则所得模拟信号的振幅减小2倍。为了将信号振幅维持在期望的范围内，增益/DCO控制138将缩放因子gain_shift提供给补偿单元134，即BBA增益设置的变化的倒数。继续所述例子，增益/DCO控制138将指示补偿单元134应该通过将数字信号放大2倍来提供数字补偿。这种补偿提供归一化信号，或具有在期望范围内的信号振幅的信号，以便正确解调。类似地，如果BBA设置增大2倍，则信号可以缩小2倍。缩放因子用于在接收信号或帧的剩余部分的同时提供数字信号的连续缩放。响应于BBA增益的每个变化，可以继续调节(例如，增大或减小)缩放因子。在一些实施例中，补偿单元134可以实施移位器以放大或缩小信号，如基于由gain_shift指示的增益因子向左或向右移位。
到目前为止，应当理解，已经提供了在接收器中实施的自适应增益和DC控制解决方案，其跟踪载波振幅和负载调制振幅的变化并根据需要适应接收器的设置，取决于接收器是否等待接收帧或正在接收帧。在一些实施例中，实施这种自适应增益和DC控制解决方案的控制电路***可以控制高频衰减器的衰减设置、以独立方式控制I信道和Q信道的DCO校正电路***的设置，并且控制I信道和Q信道的基带放大器的增益设置。
在本公开的一个实施例中，提供了一种用于操作接收器***的方法，所述接收器***包含一个或多个信道，所述方法包含：通过对当前信道的模数转换器(ADC)的输出进行采样来监测所述当前信道中的残余DC(直流)偏移；响应于所述残余DC偏移的绝对值超过可编程DCO阈值而调节与所述残余DC偏移相对应的DCO(直流偏移)校正信号；以及从提供给所述ADC的模拟信号中减去所述DCO校正信号，以将所述残余DC偏移减小到所述可编程DCO阈值以下。
以上实施例的一个方面提供所述调节所述DCO校正信号包含：响应于所述残余DC偏移的所述绝对值超过所述可编程DCO阈值以及所述残余DC偏移具有正值的组合，增大被配置成输出所述DCO校正信号的数模转换器(DAC)的校正设置，以及响应于所述残余DC偏移的所述绝对值超过所述可编程DCO阈值以及所述残余DC偏移具有负值的组合，减小所述DAC的所述校正设置。
以上实施例的另外方面提供所述DCO校正信号与选定的N位输入代码相对应，所述选定的N位输入代码被提供为对所述DAC的所述校正设置，所述增大所述校正设置包含将步长值添加到当前选定的N位输入代码以提供用于所述校正设置的新选定的N位输入代码，以及所述减小所述校正设置包含从所述当前选定的N位输入代码中减去步长值以提供用于所述校正设置的新选定的N位输入代码。
以上实施例的另一个方面提供所述方法另外包含：通过对所述ADC的所述输出的X个样本求平均来估计所述残余DC偏移，其中X是大于一的整数值。
以上实施例的另一个方面提供在独立于其它信道的每个信道中执行所述监测所述残余DC偏移、所述调节所述DCO校正信号以及所述减去所述DCO校正信号。
以上实施例的另一个方面提供在等待接收有效帧的同时持续执行所述监测所述残余DC偏移。
以上实施例的另一个方面提供在接收有效帧的同时持续执行所述监测所述残余DC偏移。
以上实施例的另外方面提供所述方法另外包含：计算所述ADC的所述输出的样本的平均最大ADC值；计算所述ADC的所述输出的所述样本的平均最小ADC值；以及通过计算所述平均最大ADC值和所述平均最小ADC值的平均值来估计所述残余DC偏移。
以上实施例的另一个另外方面提供所述方法另外包含：计算所述ADC的所述输出的两个连续样本之间的差值，其中在对所述校正设置进行调节之前取得第一个样本，并且在对所述校正设置进行所述调节之后取得第二个样本；生成数字补偿信号，所述数字补偿信号最初消除所述差值并逐渐斜降到零；以及将所述数字补偿信号添加到由所述ADC输出的数字信号，以提供具有较平滑转变的补偿信号。
以上实施例的仍然另外方面提供当对所述校正设置进行所述调节时，响应于设置为高的更新信号生成所述数字补偿信号。
以上实施例的另一个方面提供所述方法另外包含：监测所述接收器***的高频(HF)衰减器的输出的接收信号强度指示符(RSSI)读数；以及响应于所述RSSI读数落在由可编程下限阈值和可编程上限阈值限定的期望范围之外而调节所述HF衰减器的衰减设置。
以上实施例的另外方面提供所述调节所述衰减设置包含：响应于所述RSSI读数小于所述可编程下限阈值，减小所述HF衰减器的衰减设置，以及响应于所述RSSI读数大于所述可编程上限阈值，增大所述HF衰减器的所述衰减设置。
以上实施例的另一个另外方面提供所述方法另外包含：通过对X个RSSI值求平均来估计所述RSSI读数，X是大于一的整数值。
以上实施例的另一个另外方面提供所述方法另外包含：在等待接收有效帧的同时持续执行所述监测所述RSSI读数。
以上实施例的另一个另外方面提供所述调节所述衰减设置包含：将对所述衰减设置的调节记录为待处理请求，以及响应于冻结信号被设置为低而实施所述待处理请求，其中在预期接收到有效帧的时间段内将所述冻结信号设置为高，在所述冻结信号被设置为高时，所述待处理请求保持待处理。
以上实施例的另一个另外方面提供每次在改变所述衰减设置之后执行所述监测所述残余DC偏移。
以上实施例的另一个方面提供所述方法另外包含：监测所述ADC的所述输出的摆动值；以及响应于所述摆动值落在由可编程最小阈值和可编程最大阈值限定的期望范围之外，调节放大器的增益设置，所述放大器放大所述当前信道的所述模拟信号。
以上实施例的另外方面提供所述方法另外包含：计算每个信道的对应摆动值，其中每个对应摆动值是所述信道的所计算的所述平均最大ADC值与所述平均最小ADC值之间的差值。
以上实施例的仍然另外方面提供所述调节所述增益设置包含：响应于所述一个或多个信道的所有对应摆动值小于所述可编程最小阈值而增大所有信道中的所述增益设置，以及响应于所述对应摆动值中的至少一个大于所述可编程最大阈值而减小所有信道中的所述增益设置。
以上实施例的另一个另外方面提供在接收有效帧的同时持续执行所述监测所述摆动值。
以上实施例的另一个另外方面提供所述方法另外包含：以缩放因子缩放由所述ADC输出的数字信号，以产生具有较平滑转变的缩放信号，其中所述缩放因子基于对所述增益设置进行的调节与增益调节因子成反比。
本文描述的电路***可以在半导体衬底上实施，所述半导体衬底可以是任何半导体材料或材料的组合，如砷化镓、硅锗、绝缘体上硅(SOI)、硅、单晶硅等，以及上述的组合。
在一个实施例中，接收器***100的示出的元件是位于单个集成电路上或同一装置内的电路***。在其它实施例中，接收器***100可以包含彼此互连的任何数量的分离集成电路或分离装置。例如，BBA 126和BBA 128可以位于与包含ADC 130和ADC 132的集成电路分开的同一集成电路上，这两者可以作为单个装置的一部分附接到单个衬底或印刷电路板(PCB)。
如本文所使用的，“节点”是指给定信号、逻辑电平、电压、数据模式、电流或量在其处存在的任何内部或外部参考点、连接点、结点、信号线、导电元件等。另外，两个或更多个节点可以通过一个物理元件来实现(并且即使在共同模式下被接收或输出，也可以对两个或更多个信号进行复用、调制或以其它方式进行区分)。
以下描述涉及“连接”或“耦合”在一起的节点或特征。如本文所使用的，除非另有明确说明，否则“耦合”是指一个节点或特征直接或间接地加入(或与另一节点或特征直接或间接通信)另一节点或特征，并且不一定是物理上的。如本文所使用的，除非另有明确说明，否则“连接”是指一个节点或特征直接地加入(或与另一节点或特征直接通信)另一节点或特征。例如，开关可以“耦合到多个节点，但是所有那些节点不需要总是彼此“连接”；所述开关可以根据开关的状态将不同的节点彼此连接。另外，虽然本文示出的各种示意图描绘了元件的某些示例布置，但是在实际实施例中可以存在额外的介入元件、装置、特征或部件(假定给定电路的功能没有受到不利影响)。
因为实施本发明的设备大部分由本领域的技术人员已知的电子部件和电路组成，所以出于理解和领会本发明的基本概念，并且为了不混淆或分散本发明的教导，将不会在比上述认为必要的更大程度上解释电路细节。
此外，说明书和权利要求书中如果有术语“前面”、“后面”、“顶部”、“底部”、“上”、“下”等，则它们用于说明性目的并且不一定用于描述永久相对位置。应当理解，如此使用的这些术语在合适的情况下是可以互换的，使得本文所描述的本发明的实施例，例如，能够按照除了本文所示出的或另外描述的那些取向以外的取向来操作。
如本文所使用的，术语“实质”和“基本上”意味着足以以实际方式实现所述目的或价值，同时考虑到在接收器操作期间可能发生的通常和预期异常引起的任何微小缺陷或偏差，如果有的话，所述微小缺陷或偏差对于所述目的或价值并不重要。
虽然本发明在本文中是参考具体实施例描述的，但是在不脱离如下文中的权利要求书所阐述的本发明范围的情况下可以进行各种修改和改变。例如，可以在图1的接收器中实施额外的或更少的级。因此，应在说明性而非限制性的意义上来看待说明书和附图，并且所有这样的修改旨在包含在本发明的范围之内。本文中关于具体实施例所描述的任何益处、优点或问题的解决方案并不旨在被解释为任何或所有权利要求的关键的、必需的或必要的特征或要素。
另外，如本文所使用的术语“一个(a)”或“一个(an)”被定义为一个或多于一个。而且，在权利要求中使用如“至少一个”和“一个或多个”的介绍性短语不应被解释为暗示由不定冠词“一个(a)”或“一个(an)”引入的另一权利要求要素将包含这种引入的权利要求要素的任何特定权利要求限于仅包含一个此类要素的发明，即使当相同的权利要求包括介绍性短语“一个或多个”或“至少一个”以及如“一个(a)”或“一个(an)”等不定冠词时。对于使用定冠词也是如此。
除非另外声明，否则如“第一”和“第二”等术语被用于任意地在此类术语所描述的要素之间进行区分。因此，这些术语不一定意在指示这些元素的时间或其它优先级。
Claims (10)
1.一种用于操作接收器***的方法，其特征在于，所述接收器***包括一个或多个信道，所述方法包括：
监测模数转换器(ADC)的输出；以及
通过以下步骤响应于所述ADC的所述输出自适应地为所述接收器***控制增益设置和直流偏移校正信号：
i)响应于所述一个或多个信道的所有对应摆动值小于可编程最小阈值而增大所有信道中的所述增益设置，并且响应于所述对应摆动值中的至少一个大于可编程最大阈值而减小所有信道中的所述增益设置；以及
ii)响应于残余直流偏移的绝对值超过可编程直流偏移阈值而调节与当前信道中的残余直流偏移相对应的直流偏移校正信号；以及从提供给所述ADC的模拟信号中减去所述直流偏移校正信号，以将所述残余直流偏移减小到所述可编程直流偏移阈值以下。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，
所述调节所述直流偏移校正信号包括：
响应于所述残余直流偏移的所述绝对值超过所述可编程直流偏移阈值以及所述残余直流偏移具有正值的组合，增大被配置成输出所述直流偏移校正信号的数模转换器(DAC)的校正设置，以及
响应于所述残余直流偏移的所述绝对值超过所述可编程直流偏移阈值以及所述残余直流偏移具有负值的组合，减小所述DAC的所述校正设置。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，
所述直流偏移校正信号与选定的N位输入代码相对应，所述选定的N位输入代码被提供为对所述DAC的所述校正设置，
所述增大所述校正设置包括将步长值添加到当前选定的N位输入代码以提供用于所述校正设置的新选定的N位输入代码，并且
所述减小所述校正设置包括从所述当前选定的N位输入代码中减去所述步长值以提供用于所述校正设置的所述新选定的N位输入代码。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，进一步包括：
通过对所述ADC的所述输出的X个样本求平均来估计所述残余直流偏移，其中X是大于一的整数值。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，
在独立于其它信道的每个信道中执行所述监测所述ADC的所述输出、所述调节所述直流偏移校正信号以及所述减去所述直流偏移校正信号。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，
在等待接收有效帧的同时持续执行所述调节所述直流偏移校正信号。
7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，
在接收有效帧的同时持续执行所述调节所述直流偏移校正信号。
8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，进一步包括：
计算所述ADC的所述输出的样本的平均最大ADC值；
计算所述ADC的所述输出的所述样本的平均最小ADC值；以及
通过计算所述平均最大ADC值和所述平均最小ADC值的平均值来估计所述残余直流偏移。
9.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，进一步包括：
计算所述ADC的所述输出的两个连续样本之间的差值，其中在对所述校正设置进行调节之前取得第一个样本，并且在对所述校正设置进行所述调节之后取得第二个样本；
生成数字补偿信号，所述数字补偿信号最初消除所述差值并逐渐斜降到零；以及
将所述数字补偿信号添加到由所述ADC输出的数字信号，以提供具有较平滑转变的补偿信号。
10.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，进一步包括：
监测所述接收器***的高频(HF)衰减器的输出的接收信号强度指示符(RSSI)读数；以及
响应于所述RSSI读数落在由可编程下限阈值和可编程上限阈值限定的期望范围之外而调节所述HF衰减器的衰减设置。
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