專利名稱：Fm無線電接收機的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種FM無線電接收機，該FM無線電接收機包括第一和第二調(diào)諧器，兩個調(diào)諧器均用于把該無線電接收機同時地調(diào)諧至同一射頻信道信號，并且將所述射頻信道信號分別轉(zhuǎn)換為第一和第二IF信號；和信號處理器，其執(zhí)行一種分集算法用以從所述第一和第二IF信號中得出改進的調(diào)制信號。

背景技術(shù)：
這種無線電接收機，尤其是用于汽車無線應(yīng)用的無線電接收機是已知的，例如″Blaupunkt汽車無線San-Francisco CD72″，用于在多徑條件下提高FM接收性能。這種所謂分集式接收機需要兩個調(diào)諧器，每個調(diào)諧器都具有其自己的天線。在分集模式中，這兩個調(diào)諧器被調(diào)諧到同一信道頻率。用于這種接收機的直接技術(shù)方案是有兩個本機振蕩器運行于同一個頻率的兩個調(diào)諧器上。但是，此時將會由于PLL/VCO系統(tǒng)的特性而引起問題。由于兩個VCO在同一個頻率上運行，一個調(diào)諧器的PLL將會對另一調(diào)諧器上的PLL造成影響，反之亦然。隨著VCO之間的耦合量以及PLL環(huán)路濾波器帶寬的變化，這種影響會在FM解調(diào)后產(chǎn)生可聽音，并且降低接收性能?？梢酝ㄟ^仔細優(yōu)化調(diào)諧器布局以及對調(diào)諧器進行屏蔽以避免VCO干擾來解決這一問題。但是，這種解決方案需要通過迭代設(shè)計和昂貴屏蔽的極難優(yōu)化來實現(xiàn)。
另一解決方案是僅使用一個PLL調(diào)諧系統(tǒng)來驅(qū)動兩個混頻器。但是這種解決方案阻止了高度期望的在非分集模式的其他模式中使用兩個彼此獨立的調(diào)諧器的可能性。這些其他模式包括RDS背景掃描或更新接收機的″備用頻率″列表。此外，該解決方案在高頻LO信號必須從一個調(diào)諧器路由到另一調(diào)諧器情況下的應(yīng)用是非常關(guān)鍵的，并且導(dǎo)致EMI性能降低。
再一種解決方案是使用完全不同的第一和第二中頻，這將意味著能使用不同的本機振蕩器頻率。這種解決方案具有的缺點在于需要非標(biāo)準(zhǔn)IF濾波器，因此更昂貴。
本發(fā)明力圖克服現(xiàn)有技術(shù)方案的缺點，并且根據(jù)本發(fā)明的FM無線電接收機的特征因此在于所述第一調(diào)諧器將信道信號與高于該信道頻率的一個確定的IF頻率的本機振蕩器頻率相混頻；并且所述第二調(diào)諧器將信道信號與低于該信道頻率的近似相同的IF頻率的本機振蕩器頻率相混頻。因此兩個調(diào)諧器都將該信道頻率轉(zhuǎn)換為大致單個IF頻率，該IF頻率優(yōu)選是10.7MHz的標(biāo)準(zhǔn)IF頻率。換句話說一個調(diào)諧器使用″高側(cè)LO注入″而另一調(diào)諧器使用″低側(cè)LO注入″。
也許會注意到，高/低側(cè)LO注入本身是本專業(yè)的公知技術(shù)。例如從美國專利公開US 2002/0197972 A1中得知。在這種應(yīng)用中，提出在高和低側(cè)LO注入之間切換單個調(diào)諧器來優(yōu)化鏡頻抑制。對比之下，本發(fā)明在用于分集接收的兩個調(diào)諧器中同時使用高和低側(cè)LO注入。


發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明可被使用在利用天線分集的接收機中以及使用在利用相位分集的接收機中。在天線分集接收機中，比較來自調(diào)諧器的兩個IF信號的質(zhì)量，并選擇較好的信號用于進一步的處理。在相位分集式接收機中，將兩個IF信號都施加到(數(shù)字)信號處理器，其中相位分集算法從兩個IF信號中導(dǎo)出一個改進的信號。為了實現(xiàn)正確的相位分集操作，進入相位分集算法的兩個信號應(yīng)有相同的頻率，以及相同的中心頻率和頻偏。
按照本發(fā)明的另一方面，可以方便地實現(xiàn)頻偏的相等在于利用具有彼此相反旋轉(zhuǎn)相位的本機振蕩器信號，利用第三和第四復(fù)混頻器分別將第一和第二IF信號轉(zhuǎn)換成第三和第四IF信號。此外，當(dāng)所述第三和第四復(fù)混頻器的本機振蕩器頻率的和，加上在該調(diào)諧器和該第三及第四復(fù)混頻器之間的任何進一步的混頻級的本機振蕩器頻率的和等于在該第一和第二調(diào)諧器之間的本機振蕩器頻率的差值時，將方便地獲得該第三和第四IF信號的中心頻率的相等。
通常優(yōu)選的是數(shù)字處理具有低IF頻率甚至零IF頻率的中間頻率信號。當(dāng)所述第三復(fù)混頻器的本機振蕩器頻率加上在該第一調(diào)諧器和該第三復(fù)混頻器之間的任何進一步混頻級的本機振蕩器頻率基本上等于該第一IF信號的中間頻率，并且所述第四復(fù)混頻器的本機振蕩器頻率加上在該第二調(diào)諧器和該第四復(fù)混頻器之間的任何進一步混頻級的本機振蕩器頻率基本上等于該第二IF信號的中間頻率時，將在根據(jù)本發(fā)明的FM無線電接收機中獲得這種零IF頻率。



將參考附圖進一步說明本發(fā)明。
圖1示出了根據(jù)本發(fā)明思想用于相位分集操作的FM無線電接收機。

具體實施例方式 圖1所示的相位分集式接收機包括兩個調(diào)諧器T1和T2，每一個調(diào)諧器都具有混頻器M1、M2；IF濾波器F1、F2；以及鎖相環(huán)路壓控本機振蕩器組合P1、P2。這兩個PLL-VCO組合從半導(dǎo)體單元U接收固定的時鐘控制的頻率f1。混頻器M1從天線A1接收多個信道信號，并把來自該PLL-VCO P1的具有LO頻率fL1的一個期望信道fs轉(zhuǎn)換為一個中頻信號IF1，其中IF1＝fL1-fs。混頻器M2從天線A2接收相同的多個信道信號，并把來自PLL-VCO P2的具有LO頻率fL2的相同的期望信道fs轉(zhuǎn)換為中頻信號IF2。在此情況下，該信號IF2等于fs-fL2。因此，在調(diào)諧器T1以高于所期望的信道的中心頻率fs的本機振蕩器頻率fL1操作(高側(cè)注入)的同時，該調(diào)諧器T2以低于所期望的信道的中心頻率fs的本機振蕩器頻率fL2操作(低側(cè)注入)，從而避免了在本申請介紹部分中提及的問題。
暫不考慮兩個混頻器M5和M6，在AD轉(zhuǎn)換器AD1中數(shù)字化中頻信號IF1，并隨后把該數(shù)字信號施加到復(fù)混頻器M3，其中以頻率為f2a的復(fù)振蕩信號來把信號IF1轉(zhuǎn)換為復(fù)信號IF3。復(fù)混頻器M3包括同相混頻器M3i，其將該信號IF1與該振蕩器信號f2a的同相分量相乘；以及正交相位混頻器M3q，其將該信號IF1與被移相器Qa相移90°的頻率f2a的振蕩器信號相乘。該復(fù)信號IF3隨后被施加到一個相位分集算法單元PDA，并運算的結(jié)果被饋送到FM解調(diào)器FD。
而且在AD轉(zhuǎn)換器AD2中數(shù)字化該中頻信號IF2，并將數(shù)字化信號施加到復(fù)混頻器M4，其中以頻率為f2b的復(fù)振蕩器信號來將該信號轉(zhuǎn)換為復(fù)信號IF4。因此，該混頻器M4包括同相混頻器M4i，其將信號IF2與具有頻率f2b的振蕩器信號的同相分量混頻；以及正交混頻器M4q，其將信號IF2與被移相器Qb移相90°的頻率f2b的振蕩器信號相乘。而且該復(fù)信號IF4被施加到相位分集算法單元PDA。分別利用分頻器D1和D2從晶體振蕩器CR得到頻率f1、f2a和f2b。
復(fù)混頻器M3和M4的功能是雙重的。第一個功能是把例如10.7MHz的中頻信號IF1和IF2下變頻為零IF或低IF信號，該零IF或低IF信號適于被數(shù)字信號處理器以相位分集算法來處理。
第二個功能是把這兩個中頻信號IF1和IF2轉(zhuǎn)換為頻率相等的信號IF3和IF4。由于調(diào)諧器T1中的轉(zhuǎn)換使用高側(cè)LO注入而調(diào)諧器T2中的轉(zhuǎn)換使用低側(cè)LO注入，所以在來自一個調(diào)諧器的IF信號中的該FM信道信號fs將在一個方向上頻移，而在來自另一調(diào)諧器的IF信號中的該FM信道信號fs將在相反方向上頻移。為了處理這一問題，施加到M4q混頻器上的正交的f2b信號相對于施加到M3q混頻器上的正交的f2a信號是反向的。圖中以移相器Qb和混頻器M4q之間的連接中的反向器I指示了這種情況。應(yīng)該注意到的是，90°移相器Qa、Qb以及反向器I在圖中僅用于示意的目的。實際上，分頻器D2可以提供f2a和f2b信號的同相分量、f2a信號的正交分量以及f2b信號的反向正交分量。還應(yīng)該注意到的是，存在可替換的可能性例如把非反向正交信號提供到M3q和M4q混頻器、把反向的同相f2b信號提供到同相混頻器M4、以及把反相器放置在到達復(fù)混頻器之一的信號路徑中。
下列計算可以闡明如圖所示的接收機的操作。
當(dāng)信號IF1＝cos2π(fL1-fs)t時，其復(fù)表達式為 其與施加到復(fù)混頻器M3的復(fù)f2a信號exp(j2π·f2at)相乘，由此差頻的結(jié)果是 同樣，當(dāng)信號IF2＝cos2π(fs-fL2)t時，其復(fù)表達式為 其與施加到復(fù)混頻器M4的復(fù)f2b信號exp(-j2π·f2bt)相乘，由此差頻的結(jié)果是 據(jù)此，如果fs-fL1+f2a＝fs-fL2-f2b，則IF3和IF4是相等的，或，如果f2a+f2b＝fL1-fL2，對于中心頻率及變化的信號頻率fs的全部其他值來說，這兩個信號是相等的。換句話說用于復(fù)混頻器M3和M4的振蕩器頻率f2a和f2b的和應(yīng)該等于在這兩個調(diào)諧器的本機振蕩器頻率fL1和fL2之間的差值。
雖然LO頻率fL1和fL2隨著接收機的調(diào)諧改變，但由于四個頻率f2a、f2b、fL1和fL2全都是從同一個時鐘頻率得出，所以實現(xiàn)這一要求是不困難的。
實際上，對于在AD轉(zhuǎn)換器AD1和AD2中把兩個信號IF1和IF2容易地轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號，兩個信號IF1和IF2的10.7MHz的標(biāo)準(zhǔn)頻率太高?？梢酝ㄟ^在具有振蕩器頻率f3a和f3b的中間混頻級M5和M6中分別下變頻該10.7MHz信號來解決這一問題。在這種情況下，上述給出的用于使信號IF3和IF4的中心頻率相等的條件為f2a+f2b+f3a+f3b＝fL1-fL2。
當(dāng)滿足條件f2a+f2b+f3a+f3b＝fL1-fL2時，信號IF3和IF4的中心頻率是fs-fL1+f2a+f3a和fs-fL2-f2b-f3b。由于隨后IF3和IF4是能利用低通濾波器容易數(shù)字濾波的零IF信號，所以期望使得這一頻率等于零。在這種情況下，fL1-fs＝f2a+f3b以及fs-fL1＝f2b+f3b。如果f2a＝f2b＝f2以及f3a＝f3b＝f3并且fs＝(fL1+fL2)/2，這一點是最容易實現(xiàn)的。從最后給出的等式中能夠看到，信道信號的中心頻率將準(zhǔn)確位于兩個本機振蕩器頻率之間的中間處。由于兩個本機振蕩器頻率是從晶體振蕩器CR獲得的而信道信號的中心頻率不是從晶體振蕩器CR獲得的，所以通常不是這種情況。使得分頻器D1和D2以充分小的步進來變化并且更具體地將這些分頻器實施為分數(shù)分頻器，則可以解決這一問題。
權(quán)利要求
1.FM無線電接收機，包括第一和第二調(diào)諧器(T1，T2)，均用于把該無線電接收機同時調(diào)諧到相同的射頻信道信號，并且把所述射頻信道信號分別轉(zhuǎn)換為第一和第二IF信號(IF1，IF2)；以及信號處理器(U)，其執(zhí)行分集算法，以從所述第一和第二IF信號獲得改進的調(diào)制信號；該FM無線電接收機的特征在于所述第一調(diào)諧器(T1)將所述信道信號與比該信道頻率高一個確定的IF頻率的本機振蕩器頻率(fL1)相混頻，并且所述第二調(diào)諧器(T2)將該信道信號與低于該信道頻率近似相同的IF頻率的本機振蕩器頻率(fL2)相混頻。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的FM無線電接收機，其特征在于通過第三和第四復(fù)混頻器(M3，M4)，以及利用具有彼此相反旋轉(zhuǎn)相位的本機振蕩器信號把第一和第二IF信號(IF1，IF2)分別轉(zhuǎn)換成第三和第四IF信號(IF3，IF4)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的FM無線電接收機，其特征在于所述第三和第四復(fù)混頻器的本機振蕩器頻率的和(f2a+f2b)加上在所述調(diào)諧器和第三及第四復(fù)混頻器之間的任何其他的混頻級的本機振蕩器頻率的和(f3a+f3b)等于在第一和第二調(diào)諧器的本機振蕩器頻率(fL1，fL2)之間的差值。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的FM無線電接收機，其特征在于所述第三復(fù)混頻器(M3)的本機振蕩器頻率(f2a)基本上等于第一IF信號(IF1)的中頻，并且所述第四復(fù)混頻器(M4)的本機振蕩器頻率(f2b)基本上等于第二IF信號(IF2)的中頻。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的FM無線電接收機，其特征在于所述第三復(fù)混頻器(M3)的本機振蕩器頻率(f2a)加上在第一調(diào)諧器和第三復(fù)混頻器之間的任何其他混頻級(M5)的本機振蕩器頻率(f3a)的和基本上上等于第一IF信號(IF1)的中頻，并且所述第四復(fù)混頻器(M4)的本機振蕩器頻率(f2b)加上在第二調(diào)諧器和第四復(fù)混頻器之間的任何其他混頻級(M6)的本機振蕩器頻率(f3b)的和基本上等于第二IF信號(IF2)的中頻。
全文摘要
一種分集FM無線電接收機包括兩個用于同時調(diào)諧到相同F(xiàn)M信道的調(diào)諧器。為了避免這兩個調(diào)諧器的本機振蕩器信號之間的干擾并能夠使用標(biāo)準(zhǔn)的IF濾波器，調(diào)諧器之一以高側(cè)LO注入來操作而另一調(diào)諧器以低側(cè)LO注入來操作。為了使將要經(jīng)歷分集操作的信號頻率相等，調(diào)諧器的兩個IF信號被以相反旋轉(zhuǎn)的相位饋送到復(fù)混頻器。
文檔編號H04B1/26GK101375511SQ200780003974
公開日2009年2月25日 申請日期2007年1月22日 優(yōu)先權(quán)日2006年1月31日
發(fā)明者彼得·邁耶, 赫里特·赫羅特·胡爾茲, 雅各布斯·C·桑迪 申請人:Nxp股份有限公司