鏡頻幹擾抑制的製作方法

2023-09-15 12:37:20

專利名稱：鏡頻幹擾抑制的製作方法
技術領域：
本發明涉及權利要求1前序部分中所描述的接收機，還涉及權利要求5前序部分中所描述的方法。
在先有技術中，接收機是已知的。傳統的接收機結構需要用於射頻/鏡像的選擇、IF選擇和解調的外部元件。為了便於接收機的完全集成，提出了許多新穎的體系結構。對於載波頻率上沒有或很少信息的廣播網絡，例如GSM(全球移動通信系統)或DAB(數字音頻廣播)，零鏡頻體系是一個良好的解決方案。但是，載波頻率上有大量信息的廣播系統，例如標準AM/FM(調幅/調頻)廣播不能允許鏡頻變換為零而導致的直流分量(Consequences)。
因此，人們提出低鏡頻體系來解決這個問題。但是，把信號轉換成非常低的鏡頻有個缺點，就是無法在這個頻率轉換之前進行鏡頻幹擾抑制。為了進行補救，正如先有技術中眾所周知的那樣，採用這種正交信號處理。正交低鏡頻體系的限制因素是它要基於正交信道的諸如增益和相位等參數匹配才能提供集成的鏡頻抑制。實際上，集成電路中元件的匹配把鏡頻抑制限制在40dB(分貝)左右。某些應用，例如單聲道可攜式FM(調頻)收音機可以接受這個限制。但其它應用，諸如可攜式或車用FM立體聲系統則要求至少60dB的鏡頻抑制。為了解決這個匹配問題，開發了若干種修正算法。不幸的是，這些算法只適用於數字實現。數位化所涉及的額外成本使這些解決方案無法用於例如廉價的可攜式收音機類型的應用。
從歐洲專利EP-B-0496621得知一種具有若干修正算法的接收機。儘管這是一個肯定不適用於諸如可攜式無線電接收機等較廉價的應用。
本發明的目的之一是提供一種只要略加複雜性即具有額外的有效鏡像抑制的接收機，它適用於所有接收機實施方案。這是根據權利要求1中所述的接收機實現的。
本發明的思想上是把「弱」鏡像點任意地設置在具最低的無用射頻信號強度的有用信道一側。這樣，儘管電路實際的鏡頻抑制不一定增大，但實際感覺上的鏡頻抑制顯著改善。
本發明的一個實施例包含權利要求2的特徵。
按照本發明的接收機的另一個實施例包含權利要求3的特徵。
按照本發明的方法在權利要求5中描述。
現將參照下列附圖舉例描述和闡明本發明。


圖1是沒有鏡頻抑制的先有技術接收機的IF信道特性；圖2是具有複雜鏡頻抑制的先有技術的接收機的IF信道特性；圖3是FM接收頻帶典型射頻頻譜的一個示例；圖4是按照本發明的接收機的一個示例；以及圖5是按照本發明的接收機IF信道特性的一個示例。
圖1表示沒有鏡像抑制和/或具有複雜的鏡頻濾波的先有技術接收機的IF信道特性。這裡IF選為150kHz(千赫)(有用信號d)，而為了簡單起見調製是窄帶頻率調製。從圖中清楚看出，無用信號(-150KHz處的鏡像i)根本沒有被抑制。這會引起無法接受的同波道幹擾。
圖2表示具有複雜的鏡頻抑制的先有技術接收機的IF信道特性。圖中理想的狀態用虛線表示(-150kHz處無鏡像i)。這裡IF(有用信號d)亦選為150kHz，而為了簡單起見調製為窄帶頻率調製。但因在實際情況中將出現元件匹配的限制，集成電路中這種受限制的元件匹配將會使-150kHz處鏡頻抑制受到限制。
圖3表示FM接收頻帶典型的射頻頻譜的一個示例。該例說明在擁擠的接收頻帶內信號的分布具有隨機的性質。對這樣的頻譜的深入分析發現，鏡頻距離下大的無用信號可能以或者出現在有用信號的上方或者出現在它的下方，但幾乎從不同時出現在其兩側。本發明利用了信號的這種統計分布。
本發明的思想是把「弱」鏡像點任意地設置在具有最低的無用射頻信號強度的有用信道一側。這樣，儘管實際的鏡像抑制不一定增大，但是實際感覺上的鏡像抑制卻改善了。
圖4表示按照本發明的接收機R。這種接收機包括從天線AN接收天線信號用的輸入端I。輸入端I分別連接到第一和第二混頻器MIX1和MIX2。在另一個輸入端上各自的混頻器通過分頻器DIV和相位選擇器PS從振蕩器VCO接收第一和第二振蕩器信號。其操作描述如下。
混頻器MIX1的輸出提供所謂同相信號IS，而混頻器MIX2的輸出提供所謂正交信號QS。兩種輸出都連接到濾波裝置FILM各自的輸入端。
濾波裝置通過限幅器LIM向解調裝置DEMM提供第一和第二輸出信號。複合信號解調之後，解調後的信號被提供給輸出端O，用以向例如揚聲器(未示出)提供音頻信號AS。
限幅器LIM還連接到A/D(模/數)轉換器ADC，用以提供一個作為射頻電平指標的信號。A/D轉換器連接到多路分解裝置DMUX和第一和第二存儲裝置LAA和LAB。這兩個存儲值在比較裝置COM進行比較。該比較裝置連接到控制裝置CM，用以通過調諧裝置TUN向壓控振蕩器VCO提供信號。控制裝置還向相位選擇器PS提供信號，用以決定為第一和第二混頻器MIX1和MIX2選擇哪一個相位。
濾波裝置FILM的通帶位置由同相和正交(I/Q)信號決定，而這些信號，除其他因素外，轉而還由已分頻的振蕩信號的相位方向決定。控制裝置CM決定設置相位關係的分頻器的輸出連接。
現將描述有用頻率Fa的調諧過程如下。首先把接收機R調諧到Fa+2xIF頻率，同時任意但確定地設置分頻器DIV的輸出相位並使接收機的音頻輸出O減弱。注意，圖像信號離有用信號的頻率距離為2xIF。然後測量這個無用信號的射頻電平。可以利用往往裝在限幅器LIM內的標準RSSI型電路做到這一點。這個被測出的射頻電平值存儲在存儲器中。圖4示出了一個簡單的實現方案，其中A/D轉換器ADC首先將射頻電平從模擬量轉換成數字量，隨後在多路分解器DMUX中進行多路分解，並存儲在鎖存器中，例如第一鎖存器LAA中。
此後，在分頻器DIV的同一相位的情況下將接收機調諧到Fa-2xIF，而且音頻信號仍被弱化。再次測量射頻電平，並存儲在第二鎖存器LAB中。這種方式下的IF傳輸特性示於圖5。然後比較這些射頻信號強度的測量結果，以確定較低幹擾信號的位置。
然後把接收機調諧到實際的Fa頻率，同時控制裝置CM這樣設置分頻器DIV的輸出相位、使得濾波裝置的鏡像落在這種較低的幹擾信號上。調諧操作現已完成，使音頻信號從弱化狀態復原。
因此，按照本發明的方法的每一個調諧操作再細分為3個單獨的步驟兩個測量步驟和最後的調諧步驟。各步驟的協調由控制裝置CM的控制算法自動進行。最好用戶察覺不到這些單獨的步驟，因為它們是在慣常調諧操作的音頻弱化期間進行的。儘管鏡像抑制無法用準確的數字表達出來，但典型的頻譜測量(見圖3)表明，可以有效地增加20dB的鏡像抑制。這使低鏡頻結構適用於FM立體聲應用。
上述算法基於的原理也可以用於其他接收機系統，而與調製方式或鏡頻幹擾的種類無關。
權利要求
1.一種接收機，它包括用於接收天線信號的輸入端；用於提供音頻輸出的輸出端；第一和第二混頻裝置，用以將天線信號與第一和第二振蕩信號混頻，以獲得同相和正交信號；濾波裝置，用以對該同相和正交信號進行濾波；對濾波後正交信號進行解調的解調裝置以及向第一和第二混頻裝置提供第一和第二振蕩信號的第一和第二振蕩器，其特徵在於所述接收機包括測量裝置，用來測量與所選頻率相隔第一和第二預定頻率距離的幹擾電平；比較裝置，用來比較所測的第一和第二幹擾電平；選擇裝置，用來選擇幹擾電平最低的頻帶；以及控制振蕩器用的控制裝置。
2.按照權利要求1的接收機，其特徵在於所述控制裝置另外向連接於所述振蕩器和所述混頻裝置之間的相位選擇器提供控制信號。
3.按照權利要求1的接收機，其特徵在於所述測量裝置包括A/D轉換器和多路分解器以及存儲所測幹擾電平用的存儲裝置。
4.一種用於把調諧器調諧到預定頻率的調諧方法，它包括以下步驟在與所選頻率相隔第一和第二預定頻率距離處第一次和第二次測量幹擾電平；比較第一和第二幹擾電平並選擇幹擾電平最低的頻帶；以及把接收機調諧到所選頻帶上。
全文摘要
在本領域中無線電接收機是已知的。傳統的接收機需要用以射頻/鏡像選擇、IF選擇性和解調的外部元件。其他解決方案是例如若干修正算法,但這是昂貴的解決方案。按照本發明的接收機不需要高成本的算法即可獲得較佳的抑制能力。
文檔編號H04B1/10GK1357169SQ00804110
公開日2002年7月3日 申請日期2000年12月8日 優先權日1999年12月23日
發明者K·基爾努斯 申請人:皇家菲利浦電子有限公司