專利名稱：低中頻數(shù)字接收機及其調(diào)頻方法
技術(shù)領域：
本發(fā)明涉及一種FM/AM無線電接收裝置，尤其是一種低中頻數(shù)字接收 機。本發(fā)明還涉及一種低中頻數(shù)字接收機的調(diào)頻方法。
背景技術(shù)：
低中頻數(shù)字接收機是射頻信號接收機主要的方法之一。圖1所示為常 用的射頻信號低中頻結(jié)構(gòu)接收機原理圖，差分輸入端(Rfinp、 Rfinn)輸 入信號，經(jīng)過低噪聲放大器(LNA)將信號放大；然后送給混頻器(MIXER)， 將信號下變頻到預設的低頻點，并轉(zhuǎn)換成I、 Q兩路差分信號；可調(diào)增益放 大器(PGA)再將信號幅度做調(diào)整，并且對頻帶外的噪聲進行濾波；再經(jīng)過 模數(shù)轉(zhuǎn)換器(ADC)，將模擬信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號，送給數(shù)字信號處理器(DSP) 處理；最后將處理完的數(shù)字信號通過數(shù)模轉(zhuǎn)換器(DAC)，轉(zhuǎn)換成模擬信號， 通過輸出端口 (Iout、 Qout)送出。
混頻器所需要的本振時鐘信號則通過頻率合成器(Synthesizer)和壓 控振蕩器(VC0)產(chǎn)生，產(chǎn)生的差分時鐘信號可以通過分頻器(Divider) 生成I、 Q兩路時鐘信號(相位差為90度的時鐘信號)，然后分別送給I路 和Q路混頻器；Rclk為頻率合成器用的外部參考時鐘信號。
現(xiàn)有的數(shù)字接收機對參考時鐘、本振信號的產(chǎn)生以及控制都采用的是 傳統(tǒng)的頻率合成器的方案，其結(jié)構(gòu)復雜，不適合集成，導致成本較高
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種低中頻數(shù)字接收機，能夠具有 比較簡單的結(jié)構(gòu)，采用價格低廉的部件，適于元件的集成，降低產(chǎn)品的成 本。
為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明低中頻數(shù)字接收機的技術(shù)方案是， 一對 差分信號經(jīng)過低噪聲放大器后被傳輸?shù)揭粋€混頻器中，混頻器將所述差分
信號下變頻到預設的低頻點，并轉(zhuǎn)換成相位相差90度的兩路新的差分信號，
所述新的差分信號分別通過各自的可調(diào)增益放大器和模數(shù)轉(zhuǎn)換器之后進入 數(shù)字信號處理器進行處理，之后由數(shù)字信號處理器輸出，經(jīng)過數(shù)模轉(zhuǎn)換成
模擬信號輸出；還包括頻率校準模塊和壓控振蕩器，參考時鐘通過所述頻 率校準模塊和壓控振蕩器后產(chǎn)生差分時鐘信號，所述差分時鐘信號通過一 個分頻器得到相位差為90度的兩路時鐘信號，到混頻器中與所述差分信號 產(chǎn)生新的差分信號，所述數(shù)字信號處理器通過一個反饋模塊連接到所述壓 控振蕩器上，所述數(shù)字信號處理器輸出的信號通過所述反饋模塊對所述壓 控振蕩器進行控制，以調(diào)節(jié)所述壓控振蕩器輸出的差分時鐘信號的頻率。
本發(fā)明所要解決的另一技術(shù)問題是提供一種采用上述低中頻數(shù)字接收 機實現(xiàn)的調(diào)頻方法，能夠快速準確的調(diào)整接收機的接收頻率。
為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明低中頻數(shù)字接收機的調(diào)頻方法的技術(shù)方 案是，首先，頻率校準模塊粗調(diào)壓控振蕩器的振蕩頻率，使所述壓控振蕩 器輸出的頻率達到所需要頻率值附近，此時，所述壓控振蕩器輸出的頻率 和所需的頻點仍存在一定偏差，如果該偏差很小，滿足解調(diào)所需要的偏差 門限，則數(shù)字信號處理器直接解調(diào)接收下來的FM/層信號，對FM/AM信號解調(diào)的同時，數(shù)字信號處理器還計算出壓控振蕩器頻率的偏差，根據(jù)該偏 差通過反饋模塊來細調(diào)壓控振蕩器的頻率，使所述壓控振蕩器的輸出頻率 達到準確的頻點；如果頻率偏差過大，不能滿足解調(diào)所需要的偏差門限， 使得數(shù)字信號處理器不能夠正常解調(diào)，則數(shù)字信號處理器通過反饋模塊控 制壓控振蕩器的輸出頻率，使所述壓控振蕩器的輸出頻率在當前頻點附近 進行一定范圍內(nèi)的掃描，直到壓控振蕩器輸出的頻率滿足解調(diào)所需要的偏 差門限，則數(shù)字信號處理器解調(diào)當前接收下來的FM/AM信號，對FM/AM信 號解調(diào)的同時，數(shù)字信號處理器還計算出壓控振蕩器頻率的偏差，根據(jù)該 偏差通過反饋模塊來細調(diào)壓控振蕩器的頻率，使所述壓控振蕩器的輸出頻 率達到準確的頻點。
本發(fā)明通過采用頻率校準模塊和引入的反饋模塊，保證了本發(fā)明在工 作中具有穩(wěn)定的時鐘頻率，而且同時大大降低了對外部參考時鐘的性能要 求，結(jié)構(gòu)簡單，元件成本低廉，便于集成，大大降低了成本，通過其粗調(diào) 和細調(diào)相結(jié)合的調(diào)頻方法，能快速的找到接收信號的頻率，提高了低中頻 數(shù)字接收機的性能。


下面結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明作進一步詳細的說明
圖1為現(xiàn)有的低中頻數(shù)字接收機的結(jié)構(gòu)原理圖2為本發(fā)明低中頻數(shù)字接收機的結(jié)構(gòu)原理圖3為本發(fā)明低中頻數(shù)字接收機中反饋模塊實施例的示意圖4為FM單聲道信號的頻譜特性圖；圖5為FM立體聲信號的頻譜特性圖6為本發(fā)明低中頻數(shù)字接收機另一實施例的結(jié)構(gòu)原理圖。
具體實施例方式
本發(fā)明提供了一種低中頻數(shù)字接收機，如圖2所示， 一對差分信號經(jīng) 過低噪聲放大器后被傳輸?shù)揭粋€混頻器中，混頻器將所述差分信號下變頻 到預設的低頻點，并轉(zhuǎn)換成相位相差90度的兩路新的差分信號，所述新的 差分信號分別通過各自的可調(diào)增益放大器和模數(shù)轉(zhuǎn)換器之后進入數(shù)字信號 處理器進行處理，之后由數(shù)字信號處理器輸出，經(jīng)過數(shù)模轉(zhuǎn)換成模擬信號 輸出，該模擬信號可以是音頻信號；本發(fā)明中還包括頻率校準模塊和壓控 振蕩器，參考時鐘通過所述頻率校準模塊和壓控振蕩器后產(chǎn)生差分時鐘信 號，所述差分時鐘信號通過一個分頻器得到相位差為90度的兩路時鐘信號， 到混頻器中與所述差分信號產(chǎn)生新的差分信號，所述數(shù)字信號處理器通過 一個反饋模塊連接到所述壓控振蕩器上，所述數(shù)字信號處理器輸出的信號 通過所述反饋模塊對所述壓控振蕩器進行控制，以調(diào)節(jié)所述壓控振蕩器輸 出的差分時鐘信號的頻率。
由于FM接收機用于消費類電子產(chǎn)品，天線端也可以采用簡單的單端輸 入模式；數(shù)字信號處理器完成FM解調(diào)、濾除噪聲、立體聲處理等主要功能； 反饋模塊通過數(shù)字信號處理器解調(diào)的結(jié)果，實時修正壓控振蕩器的頻率偏 差，消除壓控振蕩器因環(huán)境變化、電壓變化或其他原因?qū)е碌念l率波動。
本振時鐘信號的產(chǎn)生是通過壓控振蕩器和頻率校準模塊產(chǎn)生。壓控振 蕩器有一個數(shù)字輸入端和一個模擬電壓輸入端，所述頻率校準模向所述數(shù)字輸入端輸入信號，對壓控振蕩器的輸出頻率進行粗調(diào)，而反饋模塊向所 述模擬電壓輸入端輸入信號，對壓控振蕩器的輸出頻率進行細調(diào)。校準的
參考時鐘(RCLK)可以是外部晶體提供時鐘，也可以來自其他己知頻率的 時鐘。這樣可以省略復雜的頻率合成器電路，而僅僅采用非常簡單、易于 實現(xiàn)的純數(shù)字校準電路，并且也大大降低了對參考時鐘的性能要求。 所述頻率校準模塊采用計數(shù)器。
如圖3所示，所述反饋模塊包括一個模數(shù)轉(zhuǎn)換器，數(shù)字信號處理器將 解出的頻率偏差值送給模數(shù)轉(zhuǎn)換器，直接將數(shù)字信號處理器輸出的數(shù)字信 號轉(zhuǎn)變成模擬電壓來調(diào)節(jié)壓控振蕩器的振蕩頻率。這種反饋模塊結(jié)構(gòu)比較 簡單，并且具有與壓控振蕩器接口一致的優(yōu)點。
圖4所示為FM單聲道信號的頻譜特性；圖5所示為FM立體聲信號的 頻譜特性，其中的19千赫茲固定頻點有導頻(pilot),是FM發(fā)射臺的基 準信號。在單聲道和立體聲的情況下，語音信號能量在0赫茲附近也是沒 有的。反饋模塊就是利用FM信號頻譜自身的這些特性來實現(xiàn)的頻率自動控 制。如果是單聲道信號，則數(shù)字信號處理器通過數(shù)字帶通濾波器，將0赫 茲附近的無信號頻段找出來，并通過反饋來保證解調(diào)信號能量頻譜滿足0 赫茲附近無能量的特點，同時也實現(xiàn)了細調(diào)壓控振蕩器。如果是立體聲信 號，則數(shù)字信號處理器還可以通過數(shù)字帶通濾波器將19千赫茲信號恢復出 來，并將這個19千赫茲頻率作為基準，通過反饋來實時細調(diào)壓控振蕩器。 .如圖6所示，通過數(shù)字控制，實現(xiàn)無外部參考時鐘工作模式，進一步 簡化了電路的結(jié)構(gòu)，使得本發(fā)明低中頻數(shù)字接收機可以不需要依靠外部的參考時鐘信號。頻率校準模塊直接由數(shù)字信號處理器控制，首先在FM信號 的整個頻率范圍內(nèi)單調(diào)盲掃， 一旦找到FM立體聲信號，反饋模塊就開始自 動對頻率控制，同時，對FM信號中的19千赫茲導頻進行數(shù)字濾波，以解 出來的19千赫茲導頻為參考時鐘對壓控振蕩器當前的工作頻率進行判斷， 就得出了當前臺的準確頻點值。同樣，本發(fā)明也可以應用于對AM信號的接 收。
本發(fā)明還提供了一種采用上述低中頻數(shù)字接收機實現(xiàn)的調(diào)頻方法，首 先，頻率校準模塊粗調(diào)壓控振蕩器的振蕩頻率，使所述壓控振蕩器輸出的 頻率達到所需要頻率值附近，此時，所述壓控振蕩器輸出的頻率和所需的 頻點仍存在一定偏差，如果該偏差很小，滿足解調(diào)所需要的偏差門限，則 數(shù)字信號處理器直接解調(diào)接收下來的FM/AM信號，對FM/AM信號解調(diào)的同 時，數(shù)字信號處理器還計算出壓控振蕩器頻率的偏差，根據(jù)該偏差通過反 饋模塊來細調(diào)壓控振蕩器的頻率，使所述壓控振蕩器的輸出頻率達到準確 的頻點；如果頻率偏差過大，不能滿足解調(diào)所需要的偏差門限，使得數(shù)字 信號處理器不能夠正常解調(diào)，則數(shù)字信號處理器通過反饋模塊控制壓控振 蕩器的輸出頻率，使所述壓控振蕩器的輸出頻率在當前頻點附近進行一定 范圍內(nèi)的掃描，直到壓控振蕩器輸出的頻率滿足解調(diào)所需要的偏差門限， 則數(shù)字信號處理器解調(diào)當前接收下來的FM/AM信號，對FM/AM信號解調(diào)的 同時，數(shù)字信號處理器還計算出壓控振蕩器頻率的偏差，根據(jù)該偏差通過 反饋模塊來細調(diào)壓控振蕩器的頻率，使所述壓控振蕩器的輸出頻率達到準 確的頻點。本發(fā)明低中頻數(shù)字接收機的調(diào)頻方法中所采用的頻率校準、控制和解 調(diào)步驟是閉合的負反饋，保證了過程的穩(wěn)定性。
綜上所述，本發(fā)明通過采用頻率校準模塊和引入的反饋模塊，保證了 本發(fā)明在工作中具有穩(wěn)定的時鐘頻率，而且同時大大降低了對外部參考時 鐘的性能要求，并且結(jié)構(gòu)簡單，元件成本低廉，便于集成，大大降低了成 本。
權(quán)利要求
1. 一種低中頻數(shù)字接收機，一對差分信號經(jīng)過低噪聲放大器后被傳輸?shù)揭粋€混頻器中，混頻器將所述差分信號下變頻到預設的低頻點，并轉(zhuǎn)換成相位相差90度的兩路新的差分信號，所述新的差分信號分別通過各自的可調(diào)增益放大器和模數(shù)轉(zhuǎn)換器之后進入數(shù)字信號處理器進行處理，之后由數(shù)字信號處理器輸出，經(jīng)過數(shù)模轉(zhuǎn)換成模擬信號輸出；其特征在于，還包括頻率校準模塊和壓控振蕩器，參考時鐘通過所述頻率校準模塊和壓控振蕩器后產(chǎn)生差分時鐘信號，所述差分時鐘信號通過一個分頻器得到相位差為90度的兩路時鐘信號，到混頻器中與所述差分信號產(chǎn)生新的差分信號，所述數(shù)字信號處理器通過一個反饋模塊連接到所述壓控振蕩器上，所述數(shù)字信號處理器輸出的信號通過所述反饋模塊對所述壓控振蕩器進行控制，以調(diào)節(jié)所述壓控振蕩器輸出的差分時鐘信號的頻率。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的低中頻數(shù)字接收機，其特征在于，所述頻率 校準模塊為計數(shù)器。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的低中頻數(shù)字接收機，其特征在于，所述反饋 模塊包括一個數(shù)模轉(zhuǎn)換器，將所述數(shù)字信號處理器的數(shù)字輸出信號轉(zhuǎn)換成 模擬電壓信號，對所述壓控振蕩器進行控制。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的低中頻數(shù)字接收機，其特征在于，所述參考 時鐘直接由所述數(shù)字信號處理器提供。
5. —種采用如權(quán)利要求1至4中任意一項所述的低中頻數(shù)字接收機實 現(xiàn)的調(diào)頻方法，其特征在于，首先，頻率校準模塊粗調(diào)壓控振蕩器的振蕩 頻率，使所述壓控振蕩器輸出的頻率達到所需要頻率值附近，此時，所述壓控振蕩器輸出的頻率和所需的頻點仍存在一定偏差，如果該偏差很小，滿足解調(diào)所需要的偏差門限，則數(shù)字信號處理器直接解調(diào)接收下來的FM/AM 信號，對FM/AM信號解調(diào)的同時，數(shù)字信號處理器還計算出壓控振蕩器頻 率的偏差，根據(jù)該偏差通過反饋模塊來細調(diào)壓控振蕩器的頻率，使所述壓 控振蕩器的輸出頻率達到準確的頻點；如果頻率偏差過大，不能滿足解調(diào) 所需要的偏差門限，使得數(shù)字信號處理器不能夠正常解調(diào)，則數(shù)字信號處 理器通過反饋模塊控制壓控振蕩器的輸出頻率，使所述壓控振蕩器的輸出 頻率在當前頻點附近進行一定范圍內(nèi)的掃描，直到壓控振蕩器輸出的頻率 滿足解調(diào)所需要的偏差門限，則數(shù)字信號處理器解調(diào)當前接收下來的FM/AM 信號，對FM/AM信號解調(diào)的同時，數(shù)字信號處理器還計算出壓控振蕩器頻 率的偏差，根據(jù)該偏差通過反饋模塊來細調(diào)壓控振蕩器的頻率，使所述壓 控振蕩器的輸出頻率達到準確的頻點。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種低中頻數(shù)字接收機，其時鐘差分信號由一個頻率校準模塊和壓控振蕩器產(chǎn)生，數(shù)字信號處理器的輸出通過一個反饋模塊對壓控振蕩器進行控制，以調(diào)節(jié)時鐘差分信號頻率的偏差。本發(fā)明還公開了一種低中頻數(shù)字接收機的調(diào)頻方法，先由所述頻率校準模塊對壓控振蕩器的輸出頻率進行粗調(diào)，然后由數(shù)字信號處理器控制壓控振蕩器對輸出頻率進行細調(diào)。本發(fā)明通過采用頻率校準模塊和引入的反饋模塊，保證了本發(fā)明在工作中具有穩(wěn)定的時鐘頻率，其結(jié)構(gòu)簡單，元件成本低廉，便于集成，大大降低了成本，調(diào)頻方法能夠快速準確的找到接收信號的頻率，提高了低中頻數(shù)字接收機的性能。
文檔編號H04B1/16GK101447795SQ20071009429
公開日2009年6月3日 申請日期2007年11月27日 優(yōu)先權(quán)日2007年11月27日
發(fā)明者亮 張, 春 趙, 魏述然 申請人:銳迪科微電子(上海)有限公司