專利名稱：具有微調(diào)裝置的數(shù)字衛(wèi)星接收機的調(diào)諧系統(tǒng)的制作方法
本項發(fā)明涉及衛(wèi)星接收機的調(diào)諧系統(tǒng)，特別是能夠接收和處理數(shù)字形式傳送的電視信號的衛(wèi)星接收機中的調(diào)諧系統(tǒng)。
衛(wèi)星電視接收系統(tǒng)通常包括一個“室外單元”，它由拋物面接收天線和區(qū)段轉(zhuǎn)換器組成；以及一個“室內(nèi)單元”，它由調(diào)諧器和信號處理裝置組成。區(qū)段轉(zhuǎn)換器將由衛(wèi)星傳送的頻率比較高的RF信號的全部波段轉(zhuǎn)換為更易處理的頻率較低的波段。
在傳統(tǒng)的衛(wèi)星電視傳輸系統(tǒng)中，電視信息是以模擬形式傳輸，衛(wèi)星傳輸?shù)腞F信號是在C(例如3.7～4.2GHz)和Ku(例如11.7～14.2GHz)波段。通過接收系統(tǒng)的天線接收到的來自衛(wèi)星的RF信號被區(qū)段轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換到L波段(如900～2000MHz)。室內(nèi)單元中調(diào)諧器的RF濾波器部分按照選擇的頻道，選擇相應(yīng)的來自區(qū)段轉(zhuǎn)換器的RF信號之一，然后調(diào)諧器的混頻器/本地振蕩器部分將選擇到的RF信號轉(zhuǎn)換為適于濾波和解調(diào)的較低的中間頻段的信號(IF)。通常，IF頻段具有一個額定中心頻率479.5MHz。模擬的衛(wèi)星電視系統(tǒng)一般采用FM調(diào)制，通過IF濾波器濾波后，F(xiàn)M解調(diào)器可以容易地從頻率為479.5MHz的IF信號上獲得基帶視頻信號。在模擬衛(wèi)星電視接收機中，一個比較簡單的表面聲波器件(SAW)就可以滿足濾波要求。
在比較新型的衛(wèi)星電視系統(tǒng)，如加利福尼亞休斯公司(HughesCorporation of California)生產(chǎn)的Direc TVTM中，電視信息以數(shù)字形式被傳送。RF信號在Ku波段通過衛(wèi)星傳輸，然后再由區(qū)段轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換到L波段。通過衛(wèi)星傳輸?shù)腞F信號的頻率范圍(例如在12.2～12.7GHz)比模擬衛(wèi)星電視系統(tǒng)的要稍微小一些；相應(yīng)地，由區(qū)段轉(zhuǎn)換器產(chǎn)生的RF信號的頻率范圍(例如在950～1450MHz)也要略微小一些。
在模擬衛(wèi)星電視接收系統(tǒng)中，與選擇的頻道相應(yīng)的RF信號其頻率要降低到IF頻段來濾波和解調(diào)。在數(shù)字衛(wèi)星接收機中，IF濾波器用來選擇需要的RF信號和舍棄不想要的RF信號，同時還期望IF濾波器實現(xiàn)公知的“符號整形”的功能，以降低由于帶寬限制造成的碼間串?dāng)_所帶來的解碼錯誤。然而，在模擬衛(wèi)星電視接收機中，由于它采用的是相對比較高的IF頻率，如479.5MHz，所以這種“符號整形”功能不易實現(xiàn)，尤其是IF濾波器中含有表面聲波器件(SAW)的情況。因此，需要一個比較貴的分立的數(shù)字濾波器?？梢圆捎玫诙无D(zhuǎn)換過程，即在IF濾波器之前將頻率比較高(如479.5MHz)的初級IF信號轉(zhuǎn)換為頻率比較低的次級IF信號(如小于100MHz)。然而第二次轉(zhuǎn)換過程給接收機帶來了不期望的成本提高。
我們期望能夠利用市場上供應(yīng)的、相對比較便宜的器件來構(gòu)成數(shù)字衛(wèi)星電視接收機的調(diào)諧系統(tǒng)。基于這種考慮，調(diào)諧系統(tǒng)可以采用市場上能夠大批供應(yīng)的集成電路(IC)來組建，該集成電路包括用于控制本地振蕩器頻率的鎖相環(huán)(PLL)。因為在傳統(tǒng)的電視接收機中，已經(jīng)廣泛采用了大量的鎖相環(huán)調(diào)諧器IC，這些接收機可以接收和處理地面上的無線和有線的電視信號，所以我們特別期望數(shù)字衛(wèi)星電視接收機的調(diào)諧系統(tǒng)能夠使用這種傳統(tǒng)的鎖相環(huán)調(diào)諧器(PLL IC)。
在下面提到的美國專利申請中描述的單一轉(zhuǎn)換調(diào)諧器，它適用于數(shù)字衛(wèi)星電視接收機，它允許使用具有字符整形功能的表面聲波濾波器，它還使用在地面無線、有線調(diào)諧系統(tǒng)中慣用的鎖相環(huán)集成電路(PLL IC)?；旧?，若要實現(xiàn)期望的這兩個特性，要通過(1)在從區(qū)段轉(zhuǎn)換器接收到的RF信號的最高頻率(如1450MHz)與采用傳統(tǒng)的地面無線、有線調(diào)諧控制鎖相環(huán)集成電路(PLL IC)得到的最高本地振蕩器頻率(例如1300MHz)之間存在頻差(如140MHz)，按照這個頻差選擇IF信號的中心頻率；(2)使用的本地振蕩器，它的頻段比接收到的RF信號的頻段低一些而不是高一些。
上面描述的用于數(shù)字衛(wèi)星電視接收機的單一轉(zhuǎn)換調(diào)諧系統(tǒng)在大多數(shù)操作條件下運轉(zhuǎn)良好。然而本發(fā)明者發(fā)現(xiàn)由于室外單元中區(qū)段轉(zhuǎn)換器的特性、數(shù)字信號解調(diào)過程的自身特點以及地面無線、有線鎖相環(huán)調(diào)諧控制集成電路的某些限制，圖像再現(xiàn)時偶爾會被中斷。
具體地說，室外單元的區(qū)段轉(zhuǎn)換器通常包括一個本地振蕩器，隨著溫度和時間的變化，這個振蕩器不穩(wěn)定。結(jié)果導(dǎo)致，隨著區(qū)段轉(zhuǎn)換器的本地振蕩器信號的頻率變化，使室內(nèi)單元中調(diào)諧器接收的RF信號的載波信號頻率也會相應(yīng)變化。所以結(jié)果是，調(diào)諧器產(chǎn)生的IF信號的頻率也會發(fā)生變化而偏離它的額定值。如果IF信號頻率偏離它的額定值太遠了，那么IF信號上調(diào)制的數(shù)字信號就不能夠正確地解調(diào)，因而這些數(shù)字信號所代表的信息也不能正確地重現(xiàn)。為了克服這個困難，在微調(diào)操作期間可以改變室內(nèi)單元中調(diào)諧器的本地振蕩器的頻率從而補償IF信號頻率的變化。如果本地振蕩器的頻率改變足夠小，則數(shù)字解調(diào)器的操作能夠跟蹤這些變化，那么在微調(diào)操作期間，數(shù)字信號可以不斷地被正確解調(diào)。然而，如果本地振蕩器的信號頻率變化得太大了，以致數(shù)字解調(diào)器的操作不能跟上信號變化，那么在微調(diào)操作期間，數(shù)字信號就不能被正確解調(diào)。遺憾地是，在傳統(tǒng)的地面無線、有線調(diào)諧系統(tǒng)中采用的鎖相環(huán)集成電路(PLL IC)，提供給本地振蕩器頻率的變化幅度相對較大，如62.5KHz，所以在數(shù)字衛(wèi)星電視接收機中采用這種傳統(tǒng)的地面調(diào)諧控制PLL IC就會導(dǎo)致視頻和音頻響應(yīng)中斷。
按照本發(fā)明的一方面，在本發(fā)明的一優(yōu)選實施例中，數(shù)字衛(wèi)星電視接收機中的調(diào)諧器包括一個單一轉(zhuǎn)換裝置，它采用傳統(tǒng)地面調(diào)諧控制的鎖相環(huán)集成電路(PLL IC)來控制本地振蕩器的頻率。在微調(diào)模式期間，減小PLL裝置控制本地振蕩器信號頻率變化的幅度，這樣在微調(diào)模式期間，數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)解調(diào)器就能夠比較容易地跟蹤IF信號的頻率變化，從而降低視頻和音頻響應(yīng)中斷的可能性。
本發(fā)明的這方面及其他方面將參照附圖詳細描述。
在附圖中

圖1是按照本發(fā)明一方面建立的包括一調(diào)諧系統(tǒng)的數(shù)字衛(wèi)星電視接收機的框圖；圖2是在圖1所示的調(diào)諧系統(tǒng)中使用的鎖相環(huán)調(diào)諧控制集成電路的框圖及其按照本發(fā)明的另一方面建立的可控鎖相環(huán)濾波器的電路結(jié)構(gòu)示意圖；圖3是按照本發(fā)明的另一方面用于圖1中所示的調(diào)諧系統(tǒng)的微處理器控制程序的流程圖；圖4是按照本發(fā)明的一方面在圖1中所示的衛(wèi)星接收機里使用的數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)解調(diào)器的框圖，該框圖有助于我們理解本發(fā)明所解決的問題；圖5是有關(guān)圖2中所示的可控鎖相環(huán)濾波器的幅頻響應(yīng)特性曲線示意圖。
在各附圖中，相同或相似的標(biāo)號表示的是相同或相似的元件。
本發(fā)明對數(shù)字衛(wèi)星電視系統(tǒng)進行描述，在該數(shù)字衛(wèi)星電視系統(tǒng)中，電視信息是按照預(yù)定的數(shù)字壓縮標(biāo)準(zhǔn)如MPEG進行編碼和壓縮后的形式被傳送。MPEG是由動態(tài)圖像專家組開發(fā)的動態(tài)圖像以其音頻信息編碼的一種國際標(biāo)準(zhǔn)。由加利福尼亞州(California)的休斯(Hughes)公司制造的Direc TVTM衛(wèi)星電視傳輸系統(tǒng)就是這種數(shù)字衛(wèi)星電視傳輸系統(tǒng)。
在發(fā)送器中，與電視信息的視頻和音頻部分相應(yīng)的電視信息經(jīng)過數(shù)字化、壓縮之后被組成數(shù)據(jù)包串或數(shù)據(jù)包流。數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)以QPSK(四進制相移鍵控)方式調(diào)制到RF(射頻)載波信號上，然后RF信號被發(fā)送到地球軌道中的衛(wèi)星，從衛(wèi)星再被傳送回地面。在QPSK調(diào)制中，兩個正交的相移信號I和Q的相位根據(jù)與之對應(yīng)的數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)流的數(shù)據(jù)位控制。例如相位0°對應(yīng)邏輯低電平(“0”)，相位180°對應(yīng)邏輯高電平(“1”)。調(diào)制后的相移信號I和Q相結(jié)合，其結(jié)果作為QPSK調(diào)制的RF載波信號被傳輸。因此，QPSK調(diào)制的載波信號的每個周期表示四種邏輯狀態(tài)(00，01，10，11)中的一種。
一般地，衛(wèi)星包括許多轉(zhuǎn)發(fā)器，用于接收和重發(fā)相應(yīng)的被調(diào)制的RF載波信號。在傳統(tǒng)的地面電視系統(tǒng)中，在一個時間，每個RF載波信號或每個頻道所包含的信息僅針對一個電視節(jié)目。所以，觀看哪個節(jié)目，只需選擇相應(yīng)的RF信號。而在數(shù)字衛(wèi)星電視系統(tǒng)中，每個被調(diào)制的RF載波攜帶的信息同時針對幾個節(jié)目。每個節(jié)目對應(yīng)幾組視頻和音頻數(shù)據(jù)包，每個包要通過附加在數(shù)據(jù)包上標(biāo)記該節(jié)目的專門的首標(biāo)來判別。所以，觀看節(jié)目，不僅要選擇相應(yīng)的RF信號還要選擇相應(yīng)的數(shù)據(jù)包。
在圖1所示的數(shù)字衛(wèi)星電視接收機中，由衛(wèi)星(圖中未畫出)傳送的經(jīng)過代表視頻、音頻信息的數(shù)字信號調(diào)制的RF載波由拋物面天線1接收。接收到的頻率比較高的RF信號(如Ku波段12.2～12.7GHz)由區(qū)段轉(zhuǎn)換器3轉(zhuǎn)換為頻率比較低的RF信號(如L波段950～1450MHz)，區(qū)段轉(zhuǎn)換器(block converter)3包括一個RF放大器3-1，一個混頻器3-3和一個振蕩器3-5。放大器3-1是“低噪聲”放大器，所以區(qū)段轉(zhuǎn)換器3常用“低噪聲區(qū)段轉(zhuǎn)換器”的首字母“LNB”表示。天線1和LNB 3都包括在接收系統(tǒng)里一個稱作“室外單元”5之中。接收機的其余部分都包含在一個稱作“室內(nèi)單元”7的部分中。
室內(nèi)單元7包括一個調(diào)諧系統(tǒng)9，該調(diào)諧系統(tǒng)9從室外單元5接收的多個RF信號中選擇包含所需節(jié)目數(shù)據(jù)包的RF信號，同時該調(diào)諧系統(tǒng)還將選擇的RF信號轉(zhuǎn)換為相應(yīng)的較低頻段的中頻(IF)信號。本發(fā)明的一方面涉及調(diào)諧系統(tǒng)9的結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)將在以下部分詳細描述。
室內(nèi)單元7的剩余部分，將IF信號攜帶的以QPSK方式調(diào)制的數(shù)字信息解調(diào)、譯碼、解壓縮，從而產(chǎn)生與期望得到的節(jié)目相對應(yīng)的數(shù)字視頻、音頻脈沖流，然后，將數(shù)字脈沖流轉(zhuǎn)換為適合記錄和再現(xiàn)的模擬視頻、音頻信號。更具體地說，QPSK解調(diào)器11將IF信號解調(diào)以產(chǎn)生的兩個脈沖信號IP和QP，IP和QP包含各自的數(shù)據(jù)位流，這些位流與發(fā)射機中產(chǎn)生的相移調(diào)制信號I、Q代表的數(shù)據(jù)相對應(yīng)。解碼器13將IP和QP信號的數(shù)據(jù)位組成數(shù)據(jù)塊，并根據(jù)在發(fā)射機處嵌入發(fā)送數(shù)據(jù)的差錯碼糾正在數(shù)據(jù)塊中的傳輸錯誤，而且再產(chǎn)生被傳輸?shù)腗PEG視頻、音頻數(shù)據(jù)包。音頻和視頻數(shù)據(jù)包通過傳輸單元15被傳輸?shù)綌?shù)據(jù)處理單元17的各個視頻和音頻部分，在其中它們被解壓縮并且轉(zhuǎn)化為相應(yīng)的模似信號。微處理器19控制室內(nèi)單元7各部分的操作。然而，在圖1中僅示出了描述本發(fā)明實施例所需的微處理器19產(chǎn)生和接收的控制信號。
到目前為止所描述的數(shù)字衛(wèi)星電視接收機與位于印第安納州印第安納波里的湯姆遜消費電子有限公司(Thomson Consumer Electronics，Ins.ofIndianapolis，Indiana)生產(chǎn)的RCATM型DSSTM數(shù)字衛(wèi)星系統(tǒng)電視接收機相似。
如前面所述的，本發(fā)明一方面涉及調(diào)諧系統(tǒng)9的結(jié)構(gòu)。調(diào)諧系統(tǒng)9在輸入端901接收到LNB 3提供的RF信號。RF輸入信號經(jīng)過寬帶濾波器903濾波，又經(jīng)過RF放大器905放大，再經(jīng)過可調(diào)帶通濾波器907濾波。可調(diào)帶通濾波器(BPF)907選擇需要的RF信號，舍棄不需要的RF信號。所產(chǎn)生的RF信號輸入到混頻器909的第一個輸入端。由本地振蕩器(LO)911產(chǎn)生的本地振蕩器信號被連接到混頻器909的第二輸入端?；祛l器909的輸出由放大器913放大，然后連接到含有表面聲波(SAW)器件的IF濾波器915的輸入端。IF濾波器915的輸出端連接到調(diào)諧系統(tǒng)9的輸出端917。
LO911的頻率由鎖相環(huán)(PLL)電路919控制，該PLL電路包括一個PLL集成電路921，一個外部頻率基準(zhǔn)晶振923和外部濾波器網(wǎng)絡(luò)925。LO信號的頻率由PLL919按照微處理器19產(chǎn)生的數(shù)據(jù)來控制。PLL919的詳細內(nèi)容如圖2所示。
如圖2所示，PLL IC 921包括一個“預(yù)分段(Prescalar)”分頻器921-1，用于將LO信號頻率分頻，“Pescalar”分頻器921-1后接一個可編程分頻器(÷N)921-3。PLL IC 921也包括一個放大器921-5，該放大器與外接晶體923組合構(gòu)成了一基準(zhǔn)頻率振蕩器。基準(zhǔn)頻率振蕩器的輸出連接基準(zhǔn)分頻器(÷R)921-7的輸入端?？删幊谭诸l器(÷N)與基準(zhǔn)分頻器(÷R)的輸出信號分別連接到鑒相器921-9的各個輸入。鑒相器921-9的輸出信號是誤差信號，該誤差信號表示的是在可編程分頻器(÷N)921-3輸出端產(chǎn)生的LO信號的分頻結(jié)果與在基準(zhǔn)分頻器(÷R)921-7輸出端產(chǎn)生的基準(zhǔn)信號之間的頻差和相差。誤差信號脈沖的相對正或負性取決于鑒相器921-9的輸入信號之間的頻差與相差的正負，而且其持續(xù)時間取決于頻差與相差的量的大小。該誤差信號連接到放大器921-11，這個放大器外接濾波網(wǎng)絡(luò)925構(gòu)成一個環(huán)路濾波器927，用于將誤差信號濾波從而產(chǎn)生一個給LO 911的微調(diào)控制電壓。微調(diào)控制電壓也控制可調(diào)帶通濾波器907。按照本發(fā)明一方面構(gòu)建的環(huán)路濾波器927將在以下部分詳細說明。
在操作中，LO信號的頻率受到調(diào)諧電壓的控制，直到在可編程分頻器(÷N)921-3輸出端產(chǎn)生的分頻后的LO信號的頻率和相位與在基準(zhǔn)分頻器(÷R)921-7的輸出端產(chǎn)生的基準(zhǔn)信號的頻率和相位大致相符為止。在此工作點，鎖相環(huán)被鎖定，依據(jù)可編程分頻器(÷N)921-3的可編程分頻因數(shù)，LO信號的頻率與所述的基準(zhǔn)分頻器(÷R)921-7產(chǎn)生的基準(zhǔn)信號的頻率成比例。為了控制LO頻率，可編程分頻因數(shù)N根據(jù)微處理器19產(chǎn)生的數(shù)據(jù)控制。
由于成本的原因，我們期望調(diào)諧系統(tǒng)9具有如下三個特性(1)在IF濾波器級之前僅有一級轉(zhuǎn)換；(2)提供頻率足夠低的IF信號，以允許使用SAW器件完成所謂“數(shù)字字符整形”，以及正常的IF濾波；和(3)能夠利用通常用于無線和有線接收機中的PLL調(diào)諧控制IC來構(gòu)造?；旧?，實現(xiàn)這些目標(biāo)要通過(1)在由區(qū)段轉(zhuǎn)換器接收的RF信號的最高頻率(如1450 MHz)與采用傳統(tǒng)地面無線、有線調(diào)諧控制PLL IC得到的最高本地振蕩器頻率(如1300MHz)之間的頻差(如140 MHz)的量級上，選擇IF中心頻率；以及(2)采用本地振蕩器信號頻率的頻率范圍小于而不大于接收到的RF信號頻率范圍。典型調(diào)諧系統(tǒng)的IF信號的中心頻率是140 MHz。當(dāng)然，只要滿足上面所述情況，其它IF頻率也是可以的。
比較低的IF中心頻率，如140 MHz左右，可以只使用單個轉(zhuǎn)換調(diào)諧器，而不必在IF濾波器部分之前采用更貴的雙轉(zhuǎn)換調(diào)諧器。這也允許使用提供所謂“數(shù)字字符整形”及常規(guī)IF濾波的SAW(聲表面波)器件。在數(shù)字傳輸系統(tǒng)中，在發(fā)送器中執(zhí)行公知的“數(shù)字字符整形”是為了減少由于傳輸帶寬限制所造成的字符間串?dāng)_。我們也期望在接收機中實現(xiàn)數(shù)字字符整形從而完善發(fā)送器完成的數(shù)字字符整形。而且，我們期望IF濾波器在具有普通濾波器濾波功能的同時，也能提供字符整形功能，這樣就不需要一個分立的數(shù)字濾波器。例如，在數(shù)字濾波器技術(shù)中公知的“余弦級數(shù)(root raised cosine)”頻率響應(yīng)適用于數(shù)字字符整形。IF SAW濾波器915具有這樣的響應(yīng)。SAW濾波器915的幅頻特性如圖1所示。它具有的中心頻率是140 MHz，并且它具有的相對窄的通帶為24 MHz左右，該帶寬與收到的RF信號帶寬相應(yīng)。采用鉭酸鋰基片具有上述特征的SAW濾波器在美國專利申請，序號為08/467095、題目為“數(shù)字衛(wèi)星接受器中調(diào)諧器的SAW濾波器”中有詳細說明，該專利申請于1995年6月6號提交，發(fā)明人為K.J.Richter，M.A.Pugel和J.S.Stewart，申請人與本發(fā)明的申請人相同。
此外，在IF的中心頻率是140 MHz、RF信號輸入頻率范圍為950～1450MHz的情況下，LO頻率范圍為810～1310 MHz。LO信號的頻率范圍在810MHz～1310 MHz之間，所以可以采用比較便宜的、廣泛慣用在無線、有線接收機中的PLL調(diào)諧控制IC，而不必采用專門為衛(wèi)星接收機設(shè)計的PLL調(diào)諧控制IC。這種無線、有線接收機中采用的PLL調(diào)諧控制IC可以是荷蘭菲利普半導(dǎo)體公司(Philips Semiconductors)提供的TSA5515T和其它IC。使用TSA5515T和其它類似集成電路得到的LO的最大頻率為1300 MHz左右，這個頻率足夠用。
到目前所描述的調(diào)諧系統(tǒng)9的部分為上面提到的美國專利申請的主題內(nèi)容，該申請序號為08/467097、名稱為“數(shù)字衛(wèi)星接收機的調(diào)諧器”。該申請于1995年6月6日提交，發(fā)明人為M.A.Pugel和K.J.Richter，申請人與本發(fā)明的申請人相同。本發(fā)明的一方面涉及在捕獲操作和微調(diào)操作期間控制LO911的設(shè)備，該部分內(nèi)容將在以下描述。
由衛(wèi)星發(fā)送和被天線1接收的RF信號的載波具有穩(wěn)定的保持在“額定”值的頻率。所以，只要LNB 3的振蕩器3-5的頻率是穩(wěn)定的，且保持在其額定值，那么室內(nèi)單元7的調(diào)諧系統(tǒng)9所收到的RF信號的載波頻率就保持在其額定值。然而不幸的是，振蕩器3-5的頻率隨時間和溫度變化。振蕩器3-5對應(yīng)于其額定頻率的頻率偏移引起調(diào)諧系統(tǒng)9接收的RF信號載波頻率產(chǎn)生相應(yīng)的偏移。為了補償這些頻率偏移，在兩個搜索操作過程中，微處理器19根據(jù)從QPSK解調(diào)器接收的頻率狀態(tài)信息，控制調(diào)諧系統(tǒng)9中LO 911的頻率變化。用于調(diào)諧系統(tǒng)9的微處理器19控制程序流程圖，包括搜索操作，如圖3所示。
在開始選擇一個新的節(jié)目之后，在捕獲模式期間進行第一次搜索。當(dāng)選擇了一個新的節(jié)目時，微處理器19將LO頻率設(shè)置到用于新節(jié)目的相應(yīng)于轉(zhuǎn)發(fā)器額定RF頻率的額定LO頻率。然后，監(jiān)視由QPSK解調(diào)器11產(chǎn)生的LOCK信號的狀態(tài)。LOCK信號表明QPSK解調(diào)器11是否正確解調(diào)了IF信號攜帶的數(shù)據(jù)。例如當(dāng)QPSK解調(diào)器11沒有正確解調(diào)數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)時，LOCK信號為低邏輯電平；而當(dāng)QPSK解調(diào)器11正確解調(diào)了數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)時，LOCK信號是高邏輯電平。如果在LO頻率已經(jīng)設(shè)置到被選轉(zhuǎn)發(fā)器的額定頻率以后，LOCK信號是低電平，則LO 911的頻率要在額定的LO頻率附近范圍變動直到LOCK信號變成高邏輯電平。LOCK信號的產(chǎn)生表明調(diào)諧系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)操作模式開始。
在穩(wěn)態(tài)模式期間，監(jiān)視由QPSK 11產(chǎn)生的FREQUENCY(頻率)信號以確定IF信號的載波頻率是否處于IF SAW濾波器915通帶的中心，即在本實施例中，IF信號的載波頻率是否位于額定IF中心頻率，例如140 MHz。如果IF載波頻率超出預(yù)定的額定中心頻率范圍，那么QPSK解調(diào)器11的性能就會降低并且產(chǎn)生數(shù)據(jù)錯誤。如果FREQUENCY信號表明未超過預(yù)定的頻率偏移，那么LO 911的頻率就保持從在捕獲模式期間建立的初始值的變化。然而，如果FREQUENCY信號表明超過了預(yù)定的頻率偏移，那么在第二或“微調(diào)”搜索操作期間就要改變LO 911的頻率直到工作正常為止。本發(fā)明的一方面就是要解決在微調(diào)模式期間會出現(xiàn)的問題，解釋如下調(diào)諧系統(tǒng)9，包括地面無線、有線調(diào)諧控制PLL IC 921，在多數(shù)情況下工作良好。然而，地面調(diào)諧PLL IC 921具有某些限制會導(dǎo)致視頻和/或音頻信息暫時中斷。由鎖相環(huán)控制的本地振蕩器的頻率變化的最小量，與PLL IC 921中可編程分頻器(÷N)的可編程分頻因子(N)的最小可能增量的值有關(guān)，并且與PLL IC 921的基準(zhǔn)信號的頻率有關(guān)。地面調(diào)諧PLL IC，如TSA5515T僅能夠以較大遞增頻率步長如6.25 KHz改變LO信號的頻率。故而，在兩個搜索操作期間，IF信號的載波頻率同樣以較大步長變化?？墒荙PSK解調(diào)器11難以跟上這樣大的頻率變化，因而可導(dǎo)致正常解調(diào)操作中斷和視頻、音頻信息丟失。
如果在捕獲模式期間進行第一次搜索操作，電視觀眾不會注意到數(shù)據(jù)丟失，因為他會認為獲得新節(jié)目的過程會占據(jù)一段時間。然而，如果在穩(wěn)態(tài)模式期間需要進行第二次搜索或微調(diào)操作，當(dāng)前收看的節(jié)目的視頻、音頻響應(yīng)就會中斷。在微調(diào)操作期間，通過降低PLL電路919的“轉(zhuǎn)換速率”，即調(diào)諧電壓的幅值變化速率，可以減小此種中斷發(fā)生的可能性。更具體地說，根據(jù)微處理器19產(chǎn)生的FINE TUNING控制信號來增加環(huán)路濾波器927的響應(yīng)時間。以上問題的解決方案將結(jié)合圖4更詳細地說明。圖4是QPSK解調(diào)器11電路的框圖。
如圖4所示IF SAW濾波器915產(chǎn)生的IF信號分別連接到混頻器1101I和1101Q的第一輸入端。字母“I”和“Q”表示“同相”和“正交”。此較穩(wěn)定的頻率振蕩器1103的輸出信號直接接到混頻器1101I，并且通過一個90度(90°)相移網(wǎng)絡(luò)1105再接到混頻器1101Q。混頻器1101I產(chǎn)生“同相”，即IF信號的“近”基帶(頻率很低)信號(IA)，而混頻器1101 Q產(chǎn)生“正交”信號，即IF信號的近基帶(QA)，該信號與“同相”信號(IA)有90°相差。字母“A”表示“模擬量”。
IA和QA信號分別接到模/數(shù)轉(zhuǎn)換器(ADC)1107I和1107Q。模/數(shù)轉(zhuǎn)換器1107I和1107Q還接收來自“定時恢復(fù)回路”1109的時鐘信號，然后產(chǎn)生一系列數(shù)字采樣ID和QD。字母“D”表示該信號是“數(shù)字”的。與模擬信號IA和QA有關(guān)的數(shù)字信號ID和QD的數(shù)字采樣的頻率、相位，由時鐘信號的頻率和相位決定。定時恢復(fù)回路1109包括一個可控振蕩器(圖中未畫出)，ADC 1107 I和1107 Q需要的時鐘信號由該振蕩器發(fā)出?？煽卣袷幤饔蓴?shù)字相位鎖定回路控制(圖中未畫出)，所以數(shù)字采樣與模擬信號IA和QA的相應(yīng)幅值電平同步，即采樣值的最大值和最小值與模擬信號最大、最小幅值相對應(yīng)。換句話說，定時恢復(fù)回路1109將ADC 1107 I和1107 Q的采樣操作與IF信號同步。
信號ID和QD連接到“載波恢復(fù)回路”1111上。載波恢復(fù)回路1111將表示模擬信號IA、QA的數(shù)字采樣信號ID、QD的相移解調(diào)為相應(yīng)的脈沖信號IP、QP。字母“P”表示“脈沖”。每個脈沖信號IP、QP都包含相應(yīng)數(shù)據(jù)位的一串脈沖，被傳輸QPSK RF載波的I和Q信號的數(shù)據(jù)位分別具有對應(yīng)于0°和180°相移的邏輯低(“0”)電平或邏輯高(“1”)電平。信號分量IP、QP連接到解碼器13，在解碼器13中，將各種數(shù)據(jù)位格式化為MPEG數(shù)據(jù)包。
載波恢復(fù)回路1111包括一個數(shù)字鎖相環(huán)(PLL)，該鎖相環(huán)包括一個可控振蕩器1111-1，一個鑒相器1111-3和一個回路濾波器1111-5。鑒相器1111-3根據(jù)信號ID、QD和可控振蕩器1111-1的輸出信號，產(chǎn)生一個相差信號。可控振蕩器1111-1的輸出信號的額定頻率和額定相位對應(yīng)于IF信號的額定頻率和額定相位，以及模擬信號IA、QA和相應(yīng)數(shù)字采樣信號ID、QD的額定相位和額定頻率。
在操作中，如果IF信號的頻率和相位是正確的，則很容易地從相差信號中確定信號ID、QD代表的信號相移。然而，如果IA、QA的相移和頻率不正確，則檢測到的相移就不是0°和180°，卻是與這些值有偏離。本質(zhì)上，對于在所謂數(shù)據(jù)“星圖”中兩位數(shù)據(jù)的理想位置，相差導(dǎo)致了被解調(diào)數(shù)據(jù)的兩個位的“位置”發(fā)生了“傾斜”。例如由LNB引入的被選RF信號的頻率偏移導(dǎo)致的頻差，引起QPSK信號的兩位被解調(diào)數(shù)據(jù)的位置會隨時間發(fā)生旋轉(zhuǎn)。旋轉(zhuǎn)的方向取決于頻率偏移是正還是負。如圖4所示，QPSK調(diào)制的數(shù)據(jù)星圖具有對應(yīng)于相應(yīng)兩種可能邏輯電平的四組可能的邏輯組合(00，01，10和11)的四個點，其中兩種邏輯電平由信號I、Q的兩種可能的相移值表示。在數(shù)據(jù)星圖中，鑒相器1111-3參照被解調(diào)數(shù)據(jù)的理想位置測定其位置。為了校正數(shù)據(jù)旋轉(zhuǎn)和傾斜，可控振蕩器1111-1的輸出信號的頻率及相位要按照鑒相器1111-3的輸出信號進行變化，直到數(shù)據(jù)旋轉(zhuǎn)停止和位置傾斜消除。在這點上，被解調(diào)數(shù)據(jù)是可靠的且稱回路被“鎖定”。產(chǎn)生的高邏輯電平信號LOCK表示數(shù)據(jù)被可靠地解調(diào)了并可以被解碼。通過檢測發(fā)出的相差信號產(chǎn)生LOCK信號以確定何時相差信號的變化低于一預(yù)定界限。如上述，在捕獲模式期間，微處理器19監(jiān)視LOCK信號，并且微處理器19調(diào)整LO911的頻率直到LOCK信號變成高邏輯電平。
當(dāng)IF信號頻率以及IA、QA信號的頻率不正確或存在偏移時，只要在限定范圍之內(nèi)，載波恢復(fù)回路1111就能夠解調(diào)QPSK數(shù)據(jù)。然而，如果頻率偏移過大，由于IF信號相對于SAW濾波器915的中心頻率產(chǎn)生頻移，因此IF信號頻譜的一部分將要落在SAW濾波器915的通帶外邊。這將導(dǎo)致接收機的信噪比降低。因此，如上所述，微處理器19監(jiān)視由載波恢復(fù)回路1111產(chǎn)生的FREQUENCY信號從而指示IF信號的頻率偏移。如果頻率偏移超過預(yù)定界限，在微調(diào)模式期間，微處理器19調(diào)整LO頻率以減小頻移。FREQUENCY信號是結(jié)合鑒相器1111-3檢測到的相差信號來產(chǎn)生的。
如上所述，LO信號的頻率以及IF信號的頻率以較大頻率步長例如62.5KHz變化，而QPSK解調(diào)器11難以跟蹤這樣大的頻率變化。因此，正常解調(diào)工作會中斷，導(dǎo)致視頻、音頻數(shù)據(jù)丟失。QPSK解調(diào)器11跟蹤比較大的頻率變化的能力是載波恢復(fù)回路1111的回路帶寬的函數(shù)，尤其是與回路濾波器1111-5的響應(yīng)特性有關(guān)。不能為了降低載波恢復(fù)回路(1111)的響應(yīng)時間，而使載波恢復(fù)回路(1111)的回路帶寬任意加大。因為增大回路帶寬會降低接收機的信噪比且因此降低了接收機接收低電平信號的能力。我們也不期望為了降低PLL 919的響應(yīng)時間而減少PLL 919的回路帶寬，因為在選擇新的轉(zhuǎn)發(fā)頻率時，降低響應(yīng)時間會導(dǎo)致過長捕獲時間。如上所述，為了在微調(diào)操作期間降低解調(diào)過程中斷的可能性，可以有選擇地增加調(diào)諧控制PLL 919的響應(yīng)時間從而降低調(diào)諧電壓的變化速率，因此在微調(diào)操作期間允許LO 911的頻率發(fā)生變化。這種解決方案將在下文中詳細描述。
參照圖2，尤其是標(biāo)有“回路濾波器927”的部分，如前所述，回路濾波器927包括一個在PLL IC 921中的放大器921-11和一個外部濾波器網(wǎng)絡(luò)925。外部濾波網(wǎng)絡(luò)925包括第一級濾波器925-1和第二級可控濾波器925-2，該第二級可控濾波器925-2級連在內(nèi)部放大器921-11和LO 911之間。
第一級濾波器925-1和PLL IC 921中的放大器921-11構(gòu)成一個積分器。更具體地說，第一級濾波器925-1包括一個雙極型晶體管Q1作為普通的共射極放大器。晶體管Q1的基極通過一個IC端口連接放大器921-11的輸出端。晶體管Q1的發(fā)射極連接信號地。負載電阻R6接在晶體管Q1的集電極和電源(+VCC)之間。一濾波器部分，包括一個電阻R1和電容C1、C2，該濾波器以負反饋結(jié)構(gòu)通過IC端口接在放大器921-11的輸入端和晶體管Q1的集電極之間從而構(gòu)成完整的積分器。反饋為負是由于共射極結(jié)構(gòu)的晶體管Q1提供反向信號。
利用由放大器921-11和第一級濾波器925-1以負反饋形式構(gòu)成的積分器，將PLL 919構(gòu)造為類型II鎖相環(huán)。類型II鎖相環(huán)將可編程分頻器(÷N)921-3的輸出端產(chǎn)生的分頻后的LO信號與基準(zhǔn)分頻器(÷R)921-7輸出端產(chǎn)生的基準(zhǔn)頻率信號之間的頻差和相差降至最小，這樣可以穩(wěn)定LO 911的頻率和相位。
第二級濾波器925-2包括雙極點雙零點(double pole，double zero)濾波器部分(該部分包括電阻R2、R4、R5和電容C3、C4)和電控開關(guān)部分(該部分包括場效應(yīng)晶體管Q2和電阻值較低的電阻R3)。晶體管Q2的導(dǎo)電狀態(tài)是由微處理器19產(chǎn)生的FINE TUNE信號控制。第二級濾波器925-2可以任選兩種控制方式之一，即在第一級濾波器與LO振蕩器之間，或是有效旁路雙極點雙零點濾波器部分(R2、R4、R5、C3和C4)或者包括雙極點雙零點濾波器部分。需要特別指出的是，當(dāng)調(diào)諧系統(tǒng)9沒有處于微調(diào)操作模式時，F(xiàn)INE TUNE信號是低邏輯電平，晶體管Q2的通道處于低阻狀態(tài)，即“導(dǎo)通”。由于場效應(yīng)管Q2處于“導(dǎo)通”狀態(tài)而電阻R3阻值較低，所以第二級濾波器部分925-2中的電阻R2、R4和R5及電容C3、C4部分被旁路。在微調(diào)模式期間，F(xiàn)INETUNE信號是高邏輯電平，場效應(yīng)Q2的通道處于高阻狀態(tài)，即“關(guān)斷”。所以第二級濾波器部分925-2中的電阻R2、R4、R5和電容C3、C4被納入第一級濾波器部分925-1和振蕩器911之間的路徑上。
第二級濾波器925-2自身的兩個零點濾波部分的博德(Bode)幅頻特性曲線，如圖5中#1曲線所示。幅度單位是分貝(dB)，頻率軸是取對數(shù)以后的坐標(biāo)。特性曲線#1包括兩個“極點”P1和P2，兩個“零點”Z1和Z2；它們隨著頻率升高出現(xiàn)的順序是極點P1、零點Z1、零點Z2、極點P2。出現(xiàn)極點P1是由于電阻R2和電容C4的緣故；出現(xiàn)零點Z1是電阻R2和電容C3的緣故；出現(xiàn)零點Z2是由于電阻R5和電容C4的緣故；出現(xiàn)極點P2是由于電阻R5和電容C3的緣故。
PLL 919的總體回路響應(yīng)的兩種Bode幅頻特性曲線也在圖5中示出。特性曲線#2是當(dāng)調(diào)諧系統(tǒng)9沒有處于微調(diào)模式而且環(huán)路濾波器927只包括第一級濾波器925-1，即第二級濾波器925-2的雙極點雙零點濾波部分(R2、R4、R5、C3和C4)被旁路時的回路響應(yīng)曲線。特性曲線#3是當(dāng)調(diào)諧系統(tǒng)9處于微調(diào)模式而且環(huán)路濾波器927包括第一級濾波器925-1和級連的第二級濾波器925-2中的雙極點雙零點(R2、R4、R5、C3和C4)濾波部分時的回路響應(yīng)曲線。為了避免特性曲線重疊，特性曲線#3沒有參照特性曲線#1和#2的幅值坐標(biāo)來作圖。
考慮到兩級級連的濾波器的總體幅頻特性曲線是兩個單獨特性曲線乘積或是幅值以分貝(dB)電平表示時相加的和，則特性曲線#3是#1和#2相加的結(jié)果。特性曲線#1是的一個極點導(dǎo)致特性曲線#3中斜率增加(負方向)；特性曲線#1中的一個零點導(dǎo)致特性曲線#3中斜率減小(負方向)。極點P1降低總體回路增益從而降低總體回路帶寬。如果沒有零點Z1和Z2，那么，特性曲線#3的斜率就會以大于20分貝每十倍頻程的斜率通過0dB幅值電平線，從而導(dǎo)致回路不穩(wěn)定且易產(chǎn)生振蕩。由于回路拓撲結(jié)構(gòu)需要電阻R5和電容C3，所以伴隨地出現(xiàn)極點P2。而且出現(xiàn)極點P2的好處是降低帶外信號如PLL 919的基準(zhǔn)頻率信號的回路增益(即增加衰減)。
如圖5中所示，當(dāng)調(diào)諧系統(tǒng)9沒有處在微調(diào)模式(特性性曲線#2)時，回路帶寬較大，因而PLL 919響應(yīng)較快。相反，當(dāng)調(diào)諧系統(tǒng)9處于微調(diào)模式時(特性曲線#3)，回路帶寬較窄，從而PLL 919的響應(yīng)較慢。
在圖2中所示的第二級濾器925-2的電路中，電阻R4的用途是將第一級濾波器925-1的輸出(在晶體管Q1的集電極)與電容C4隔離，其原因如下電容C4具有較大容值。如果沒有電阻R4(即，如將R4代之以直接連接)，當(dāng)調(diào)諧系統(tǒng)處于捕獲模式期間且開關(guān)晶體管處于“導(dǎo)通”時，串聯(lián)的電阻R5和電容C4直接在第一級濾波器925-1的輸出端分路。這將會不期望地增加捕獲時間。然而，如果采用阻值較大的電阻R4將第一級濾波器925-1的輸出與電容C4隔離，就能夠禁止電容C4顯著增加捕獲時間。
進一步涉及到較大容值的電容C4，其作用是在微調(diào)操作開始之前，在捕獲模式允許電容C4對在捕獲模式期間產(chǎn)生的微調(diào)電壓充電(或放電)之后，電容C4能夠提供預(yù)定時間延遲。這個延遲可以由微處理19通過程序控制來提供，如圖3中流程圖所示。
如圖2所示，也可以給第一級濾波器925-1增加一個動態(tài)“加速”電路925-3來改變PLL 919的響應(yīng)時間，從而加快捕獲過程。加速電路925-3包括推挽結(jié)構(gòu)的反向?qū)ㄐ碗p極型晶體管Q3和Q4電路以及電阻R7。晶體管Q3和Q4的公共連接的基極與電容C1的一邊相連，Q3和Q4的共用連接的射極通過一個電阻R7與電容C1的另一邊相連。晶體管Q3和Q4的集電極分別連接極性相反的電源+VCC和-VCC。
外部濾波網(wǎng)絡(luò)925的各器件的基準(zhǔn)值如下表所示器件 值電阻R124K(千歐姆)電容C14700pf(皮法)電容C20.1μf(微法)電阻R62K電阻R710K電阻R21M(兆歐姆)電容C30.27μf
電阻R32K電阻R420K電阻R5470ohms(歐姆)電容C5220μf在操作中，當(dāng)出現(xiàn)大的頻率變化，例如選擇一個新的轉(zhuǎn)發(fā)器頻率時，會產(chǎn)生一個大的誤差信號，并且在電阻R1兩端相應(yīng)地也會產(chǎn)生大的電壓。晶體管Q3或Q4其中哪一個導(dǎo)通以及電流的流向(“源”極或“漏”極電流)取決于頻率變化的極性。此時電路中產(chǎn)生有效的環(huán)路增益的增加(即特性曲線#2向上移動)，因而降低了捕獲時間。當(dāng)PLL 919接近期望的頻率值時，誤差信號減小，“導(dǎo)通”的晶體管“關(guān)斷”。類似于電路925-3這樣的加速電路和其他的加速電路一起，在美國專利申請，序號為08/504849，名稱為“快速作用控制系統(tǒng)”中被詳細描述，該項申請于1995年7月20日提交，其發(fā)明人為David M.Badger，申請人與本發(fā)明的申請人相同。
本領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)明白，以具體實施例描述的本發(fā)明，除了能夠應(yīng)用在本例中以外，通過技術(shù)改動還可以應(yīng)用在其他方面。例如，本發(fā)明不局限于應(yīng)用在衛(wèi)星接收機的調(diào)諧系統(tǒng)中，它還可以應(yīng)用在任何由于本地振蕩器頻率變化較大而導(dǎo)致載波恢復(fù)回路的跟蹤能力不足的系統(tǒng)中。另外，以接收機為實施例描述的本發(fā)明，其中，調(diào)諧控制鎖相環(huán)的響應(yīng)時間在微調(diào)模式期間增加，以在微調(diào)模式期間有選擇地改變調(diào)諧控制鎖相環(huán)和載波恢復(fù)回路的相關(guān)響應(yīng)時間，使載波恢復(fù)回路能夠跟蹤由于本地振蕩器頻率變化導(dǎo)致的前述IF信號的頻率變化，從而維持前述IF信號正確解調(diào)。當(dāng)然，在微調(diào)模式期間也可以降低載波恢復(fù)回路的響應(yīng)時間。然而，增加調(diào)諧控制鎖相環(huán)的響應(yīng)時間被認為是可取的方案，因為如上所述，降低載波恢復(fù)回路的響應(yīng)時間會導(dǎo)致解調(diào)器的信噪比降低從而導(dǎo)致音頻、視頻響應(yīng)劣化。此外，雖然描述本發(fā)明所參照的系統(tǒng)采用解調(diào)QPSK調(diào)制的載波的載波恢復(fù)回路，但本發(fā)明也可以應(yīng)用在解調(diào)采用其它數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)調(diào)制如QAM(正交調(diào)幅)的載波的載波恢復(fù)回路的系統(tǒng)中。以上這些和其它變動方案均屬于所附權(quán)利要求定義的本發(fā)明的保護范圍。
權(quán)利要求
1.處理在多個RF載波信號中信號上調(diào)制的數(shù)字信號的裝置，包括RF輸入端(901)，它用于接收所述的多個調(diào)制的RF載波信號；調(diào)諧控制鎖相環(huán)(919)，它包括一個用于產(chǎn)生本地振蕩器信號的本地振蕩器(911)；混頻器(909)，連接所述的RF輸入端(901)和所述的本地振蕩器(911)，用于產(chǎn)生用數(shù)字信號調(diào)制的IF信號，該IF信號對應(yīng)于從所述的多個RF信號中選中的RF信號；具有中心頻率的IF濾波器(915)，所述的IF信號具有對應(yīng)所述IF濾波器(915)的所述中心頻率的額定頻率；數(shù)字信號解調(diào)器(11)，它包括一個載波恢復(fù)回路裝置(1111)，用于解調(diào)所述的IF信號，以得到由所述IF信號攜帶的所述的數(shù)字信號；以及裝置(19)，用于按照所述載波恢復(fù)回路(1111)產(chǎn)生的至少一個控制信號，控制所述的調(diào)諧控制鎖相環(huán)(919)的操作，該控制信號表明所述載波恢復(fù)回路的運行狀態(tài)；所述控制裝置(19)控制所述調(diào)諧控制鎖相環(huán)(919)，用于(1)當(dāng)所述被選RF信號開始被選中捕獲模式開始到當(dāng)載波恢復(fù)回路(1111)正確地解調(diào)了IF信號捕獲模式結(jié)束的期間，按照所述的被選中的RF信號，建立最初的本地振蕩器頻率；(2)在微調(diào)模式期間，從所述最初本地振蕩器頻率改變本地振蕩器頻率，從而減小所述IF信號頻率與所述額定IF頻率之間的頻率偏移；所述控制裝置(19)進一步在微調(diào)模式期間有選擇地改變所述調(diào)諧控制鎖相環(huán)(919)和所述載波恢復(fù)回路(1111)的相對響應(yīng)時間，使所述載波恢復(fù)回路(1111)能夠追蹤到由于所述本地振蕩器頻率變化而導(dǎo)致的所述IF信號的頻率變化，從而保持所述IF信號正確解調(diào)。
2.如權(quán)利要求1所述的裝置，其中在所述的微調(diào)模式期間，所述的本地振蕩器(911)的頻率變化步長較大，足以使得因所述載波恢復(fù)回路(1111)不能快速跟蹤所述本地振蕩器(911)的這樣大步長的頻率變化，從而使所述數(shù)字解調(diào)器(11)暫時中斷對所述IF信號正確解調(diào)。
3.如權(quán)利要求1所述的裝置，其中所述RF信號具有的頻率比傳統(tǒng)的地面無線、有線電視傳輸系統(tǒng)中使用的頻率范圍大；而且所述調(diào)諧控制鎖相環(huán)裝置(919)包括一個通常在地面無線有線、電視接收機中使用的鎖相環(huán)調(diào)諧控制集成電路(921)。
4.如權(quán)利要求3所述的裝置，其中所述的RF輸入端(901)用于接收來自區(qū)段轉(zhuǎn)換器(3)的所述RF信號，該區(qū)段轉(zhuǎn)換器3能夠使所述的RF載波信號在相應(yīng)額定頻率上產(chǎn)生頻率偏移。
5.如權(quán)利要求1所述的裝置，其中所述的RF信號用所述數(shù)字信號以QPSK方式調(diào)制；并且，所述解調(diào)器(11)是QPSK解調(diào)器。
6.如權(quán)利要求1所述的裝置，其中在微調(diào)模式期間，所述的控制裝置(19)增加了所述調(diào)諧控制鎖相環(huán)(919)的響應(yīng)時間。
7.如權(quán)利要求6所述的裝置，其中所述調(diào)諧控制鎖相環(huán)(919)包括一個可控濾波器(925)，該可控濾波器(925)決定所述調(diào)諧控制鎖相環(huán)(919)的響應(yīng)時間；而且所述的控制裝置(19)控制所述的濾波器(925)在所述的微調(diào)模式期間增加所述調(diào)諧控制鎖相環(huán)(919)的響應(yīng)時間。
8.如權(quán)利要求7所述的裝置，其中所述濾波器(925)包括第一級(925-1)和第二級(925-2)濾波器；并且所述控制裝置(19)在所述的微調(diào)模式期間，控制所述第二級濾波器(925-2)以增加所述調(diào)諧控制鎖相環(huán)裝置(919)的響應(yīng)時間。
9.如權(quán)利要求8所述的裝置，其中所述本地振蕩器(911)響應(yīng)調(diào)諧控制信號，該調(diào)諧控制信號決定它的振蕩頻率；所述調(diào)諧控制鎖相環(huán)(919)包括裝置(921-9)，該裝置(921-9)通過比較所述本地振蕩器(911)的振蕩頻率和參考頻率值，來產(chǎn)生一個誤差信號；所述濾波器(925)與所述比較裝置(921-9)連接，它對所述的誤差信號濾波，從而給所述本地振蕩器(911)產(chǎn)生一個所述調(diào)諧控制信號；所述第一級(925-1)和第二級(925-2)濾波器級連在所述比較裝置(921-9)與所述本地振蕩器(911)之間；以及所述的第二級濾波器(925-2)包括一個濾波器部分(C3、C4、R2、R4、R5)和開關(guān)部分(Q1、R3)，該開關(guān)部分(Q1、R3)在所述控制裝置的控制下有選擇地旁路所述第二級濾波器(925-2)中的所述濾波器部分(C3、C4、R2、R4和R5)。
10.如權(quán)利要求9所述的裝置，其中所述的比較裝置(921-9)通過一個放大器(921-11)連接到所述濾波裝置(925)；以及所述的第一級濾波器(925-1)包括濾波器部分(C1、C2、R1)，該濾波器部分以負反饋結(jié)構(gòu)與所述放大器(921-11)連接。
11.處理在多個RF載波信號中信號上調(diào)制的數(shù)字信號的裝置，包括RF輸入端(901)，用于接收所述的多個調(diào)制過的RF載波信號；第一閉合回路(919)裝置，它包括一個本地振蕩器(911)，用于產(chǎn)生本地振蕩器信號；混頻器(909)，連接所述的RF輸入端(901)和所述的本地振蕩器(911)，用于產(chǎn)生用數(shù)字信號調(diào)制的IF信號，該IF信號對應(yīng)于從所述的多個RF信號中選中的RF信號；具有中心頻率的IF濾波器(915)，所述的IF信號具有對應(yīng)于所述IF濾波器(915)的所述中心頻率的額定頻率；數(shù)字信號解調(diào)器(11)，包括第二閉合回路裝置(1111)，用于解調(diào)所述的IF信號以產(chǎn)生由所述IF信號攜帶的數(shù)字信號；以及裝置(19)，用于根據(jù)所述的第二閉合回路裝置(1111)產(chǎn)生的至少一個控制信號，控制所述的第一閉合回路裝置(919)的操作，該控制信號表明所述的第二閉合回路裝置(1111)的運行狀態(tài)；所述控制裝置(19)控制所述第一閉合回路裝置(919)，用于(1)當(dāng)所述的被選RF信號開始被選中捕獲模式開始到當(dāng)?shù)诙]合回路(1111)正確地解調(diào)了IF信號捕獲模式結(jié)束的期間，按照所述的被選中的RF信號，建立最初的本地振蕩器頻率；(2)在穩(wěn)態(tài)模式期間，維持最初的本地振蕩器頻率；(3)在微調(diào)模式期間，從所述的最初本地振蕩器頻率改變本地振蕩器頻率，從而減小所述IF信號頻率與所述的額定IF頻率之間的頻率偏移；所述控制裝置(19)進一步在微調(diào)模式期間控制所述的第一閉合回路裝置(919)來增加所述第一閉合回路裝置的響應(yīng)時間，使所述第二閉合回路裝置(1111)能夠跟蹤由于所述本地振蕩器(911)的頻率變化導(dǎo)致的所述IF信號的頻率變化，從而維持所述IF信號正確解調(diào)。
12.如權(quán)利要求11所述的裝置，其中所述RF信號具有的頻率范圍比傳統(tǒng)地面無線、有線電視傳輸系統(tǒng)中采用的頻率范圍大；以及所述的第一閉合回路裝置(919)包括一個鎖相環(huán)調(diào)諧控制集成電路(921)，該集成電路(921)通常在地面無線、有線電視接收機中采用。
13.如權(quán)利要求11所述的裝置，其中所述的RF輸入端(901)用于接收來自區(qū)段轉(zhuǎn)換器(3)的所述RF信號，該區(qū)段轉(zhuǎn)換器(3)能夠使所述的RF載波信號在相應(yīng)額定頻率上產(chǎn)生頻率偏移。
14.如權(quán)利要求11中所述的裝置，其中所述第一閉合回路裝置(919)是一個鎖相環(huán)；并且所述第二閉合回路裝置(1111)是載波恢復(fù)回路；
15.如權(quán)利要求14中所述的裝置，其中所述的RF信號用所述的數(shù)字信號以QPSK方式調(diào)制；并且所述的解調(diào)器(11)是QPSK解調(diào)器。
16.如權(quán)利要求11所述的裝置，其中所述的第一閉合回路裝置(919)包括一個可控濾波器(925)，該可控濾波器(925)決定所述第一閉合回路裝置(919)的響應(yīng)時間；所述的可控裝置(19)控制所述的濾波器(925)在所述微調(diào)模式期間增加所述第一閉合回路裝置(919)的響應(yīng)時間。
17.如權(quán)利要求16所述的裝置，其中所述濾波器(925)包括第一級(925-1)和第二級(925-2)濾波器；以及所述控制裝置(19)控制所述的第二級濾波器(925-2)，在所述微調(diào)模式期間增加所述第一閉合回路裝置(919)的響應(yīng)時間。
18.如權(quán)利要求17所述的裝置，其中本地振蕩器(911)響應(yīng)調(diào)諧控制信號，該控制信號決定該振蕩器的振蕩頻率；所述的第一閉合回路(919)包括裝置(921-9)，該裝置(921-9)用于將所述本地振蕩器的振蕩頻率與參考頻率值比較，從而產(chǎn)生一個誤差信號；所述濾波器(925)連接所述比較裝置(921-9)，該濾波器(925)將誤差信號濾波以給所述本地振蕩器(911)產(chǎn)生所述調(diào)諧控制信號；所述的第一級(925-1)和第二級(925-2)濾波器級連在所述的比較裝置(921-9)和所述的本地振蕩器(911)之間；以及所述的第二級濾波器(925-2)包括一個濾波器部分(C3、C4、R2、R4、R5)和一個開關(guān)部分(Q2、R3)，該開關(guān)部分在所述控制裝置(19)的控制下有選擇地旁路所述第二級濾波器(925-2)的所述濾波器部分(C3、C4、R2、R4、R5)。
19.如權(quán)利要求18所述的裝置，其中所述的比較裝置(921-9)通過一個放大器(921-11)連接到所述的濾波器裝置(925)；以及所述的第一級濾波器(925-1)包括濾波器部分(C1、C2、R1)，該濾波器部分以負反饋結(jié)構(gòu)與所述放大器(921-11)連接，從而形成一個積分器。所述的比較裝置(921-9)和所述的放大器(921-11)都包括在一集成電路中；所述的第一級濾波器(925-1)的所述濾波器部分(C1、C2、R1)和所述的第二級濾波器的所述濾波器部分(C3、C4、R2、R4、R5)都在所述集成電路的外部。
20.處理在多個RF載波信號中信號上調(diào)制的數(shù)字信號的裝置，包括RF輸入端(901)，用于接收所述的多個調(diào)制過的RF載波信號；第一閉合器路裝置(919)，它包括一個產(chǎn)生本地振蕩器信號的本地振蕩器(911)；混頻器(909)，連接所述的RF輸入端(901)和所述的本地振蕩器(911)，用于產(chǎn)生以數(shù)字信號調(diào)制的IF信號，該IF信號對應(yīng)于從所述的多個RF信號中選中的RF信號；具有中心頻率的IF濾波器(915)，所述的IF信號具有對應(yīng)于所述的IF濾波器(915)的所述中心頻率的額定頻率。數(shù)字信號解調(diào)器(11)，它包括第二閉合回路裝置(1111)，用于解調(diào)所述的IF信號從而產(chǎn)生由所述IF信號攜帶的所述數(shù)字信號；以及裝置(19)，用于根據(jù)所述的第二閉合回路裝置(1111)產(chǎn)生的至少一個控制信號，控制所述的第一閉合回路裝置(919)的操作，該控制信號表明所述的第二閉合回路裝置(1111)的運行狀態(tài)；所述控制裝置(19)，它控制所述第一閉合回路裝置(919)，用于(1)當(dāng)所述被選RF信號開始被選中捕獲模式開始到當(dāng)?shù)诙]合回路(1111)正確地解調(diào)了IF信號捕獲模式結(jié)束的期間，按照所述的被選中的RF信號，建立最初的本地振蕩器頻率；(2)在穩(wěn)態(tài)模式期間，維持所述最初的本地振蕩器頻率；(3)在微調(diào)模式期間，從所述最初本地振蕩器頻率改變本地振蕩器頻率，從而減小所述IF信號頻率與所述的額定IF頻率之間的頻率偏移；所述閉合回路裝置(199)，在所述的捕獲模式期間具有第一響應(yīng)時間，在穩(wěn)態(tài)模式期間具有大于第一響應(yīng)時間的第二響應(yīng)時間，而在所述的微調(diào)模式期間具有大于所述的第二響應(yīng)時間的第三響應(yīng)時間。
全文摘要
一種數(shù)字衛(wèi)星電視接收機中經(jīng)濟型調(diào)諧系統(tǒng)，包括通常在常規(guī)地面無線及有線電視接收機調(diào)諧系統(tǒng)中使用的鎖相環(huán)(PLL)調(diào)諧控制IC(921)。該PLLIC只能以較大幅度變化LO(911)的頻率，使得在微調(diào)模式期間，由于載波恢復(fù)回路(1111)難以跟蹤LO的頻率變化，所以載波恢復(fù)回路在解調(diào)由調(diào)諧器產(chǎn)生的數(shù)字編碼的IF信號時，操作會發(fā)生中斷。為了降低這種可能性，改進了與PLLIC相連的積分濾波器，以在微調(diào)模式期間降低LO頻率的變化幅度。
文檔編號H03J1/00GK1158031SQ9611675
公開日1997年8月27日 申請日期1996年12月28日 優(yōu)先權(quán)日1995年12月28日
發(fā)明者戴維·M·巴杰, 約翰·S·斯圖爾特, 邁克爾·A·皮蓋 申請人:湯姆森消費電子有限公司