電視信號接收器以及接收射頻信號的方法

2023-06-14 01:56:06 2

專利名稱：電視信號接收器以及接收射頻信號的方法
技術領域：
本發明是有關於一種電視信號接收器，特別是有關於一種可消除 線性以及非線性失真的電視信號接收器。
背景技術：
群時延失真(group delay distortion)通常存在於電視信號接收器 上，由於群時延失真將降低信號質量，因此必須加以消除。請參閱圖 1。圖1顯示現有的電視信號接收器100的方框圖。電視信號接收器 100包括調諧器110、中頻(Intermediate Frequency, IF)濾波器120、中 頻解調器(IF demodulator)130、基帶失真消除器140以及控制器150。 接收器100接收來自發射器(未圖示)的射頻(Radio Frequency, RF)電視 信號SRF。調諧器IIO從射頻電視信號SRF中選擇一個頻道，並且將選 取的頻道從射頻頻帶向下轉換到中頻頻帶。中頻濾波器120濾波選取 的頻道以產生中頻濾波信號SIF。中頻解調器130解調中頻濾波信號 S!F以產生基帶信號SBB。基帶失真消除器140消除在基帶信號Sbb中 的群時延失真，以輸出失真消除信號Seanc。在消除群時延失真之後，
失真消除信號Seane應符合平坦的群時延響應的要求。最後，失真消除 信號Seane再被送至電視。此外，控制器1 5 0產生控制信號Setrl以編程 基帶失真消除器140,從而消除群時延失真。以下將詳細描述如何消 除群時延失真。
請參閱圖2。圖2顯示各種群時延響應的曲線的示意圖。基帶失 真消除器140提供可編程群時延(例如曲線GD!以及GDn)，以消除接 收器100的群時延失真。在消除群時延失真之後，接收器電路ioo的 群時延響應將變成平坦的(參見曲線GDeane)。理想情況下，接收器100
因此基帶失真消除器mo是不必要的口。；但實際上:-由於各種發射器所
發射的各種群時延預校正以及各種中頻濾波器120的中頻濾波器群時延的誤差，接收器100的群時延響應是不平坦的。上述群時延預校正 是在發射器中執行。各種電視臺可發射具有各種群時延預校正(例如半 預校正、完全預校正或無預校正)的射頻電視信號。上述中頻濾波器群
時延是接收器的中頻濾波器(中頻濾波器120)的一種特性。不同的中頻
濾波器具有不同的中頻濾波器群時延。 一個適當的中頻濾波器具有幾 乎平坦的中頻濾波器群時延，而一個不適當的中頻濾波器具有不平坦
的中頻濾波器群時延。因此，基帶失真消除器140必須提供各種可編 程群時延(例如曲線GD!以及GD )以消除在不同情況下的各種群時延 預校正以及中頻濾波器群時延。
如同 一般所知，現有的基帶失真消除器可消除在基帶階段中的群 時延失真。但就失真特性而言，群時延失真是線性失真的一種，且群 時延失真的特性在接收器電路的每個階段(射頻、中頻以及基帶)是不 變的。然而，非線性失真的特性會在不同階段中產生變化。換句話說， 因為非線性失真的特性已經在中頻解調器所執行的解調程序中改變， 所以非線性失真難以在基帶階段中被處理以及消除。因此，現有的基 帶失真消除器要消除非線性失真是很困難的。

發明內容
為了解決現有技術中無法消除電視信號中的非線性失真以及線性 失真的技術問題，本發明提供一種電視信號接收器，用於消除射頻 (Radio Frequency, RF)電視信號中線性以及非線性失真。
基於上述目的，本發明提供一種電視信號接收器，包括調諧器， 用於從射頻電3見信號中選4奪 一 個頻道以產生中頻(Intermediate Frequency, IF)信號；中頻失真消除器，耦合於調諧器，用於消除在中 頻信號中的信號失真以產生中頻失真消除信號；以及中頻解調器，耦 合於中頻失真消除器，用於解調中頻失真消除信號以輸出基帶信號。
本發明還提供另一種電視信號接收器，包括調諧器，用於從射 頻電視信號中選擇一個頻道以產生中頻信號；中頻調節器，耦合於調 諧器，用於調節中頻信號以產生中頻調節信號；中頻失真消除器，耦 合於中頻調節器，用於消除在中頻調節信號中的信號失真以產生中頻 失真消除信號；以及中頻解調器，耦合於中頻失真消除器，用於解調中頻失真消除信號以輸出基帶信號。
本發明另提供一種接收射頻信號的方法，包括下列步驟從射頻 信號中選擇一個頻道以產生中頻信號；消除在中頻信號中的信號失真 以產生中頻失真消除信號；以及解調中頻失真消除信號以輸出基帶信
，
本發明還提供另一種接收射頻信號的方法，包括下列步驟從射 頻信號中選擇一個頻道以產生中頻信號；調節中頻信號以產生中頻調 節信號；消除在中頻調節信號中的信號失真以產生中頻失真消除信號； 以及解調中頻失真消除信號以輸出基帶信號。
本發明的電視信號接收器通過產生中頻信號，並利用失真消除器 在非線性失真的特性尚未被破壞之前消除非線性失真。換句話說，本 發明的電視信號接收器可同時消除線性以及非線性失真。


圖1顯示現有電視信號接收器的方框圖。 圖2顯示各種群時延響應的曲線的示意圖。 圖3顯示依據本發明實施例的電視信號接收器的方框圖。 圖4顯示圖3的中頻失真消除器的方框圖。 圖5A顯示在接收器放大器上的各種轉換曲線的示意圖。 圖5B顯示在電平映射裝置上的各種映射曲線的示意圖。 圖5C顯示消除失真後在接收器電路上的最終轉換曲線的示意圖。 圖6A顯示在發射器上的各種群時延預校正曲線的示意圖。 圖6B顯示在中頻調諧器以及中頻調節器上的匯總群時延響應的 示範曲線。
圖6C顯示在中頻失真消除器上的群時延響應的各種曲線的示意圖。
圖6D顯示消除失真後在接收器電路中的最終群時延響應的示意圖。
具體實施例方式
下文提供多種優選實施例或應用本發明的不同方法。實施例中的特定裝置以及方法是用於幫助闡釋本發明的主要精神及目的，當然本 發明不限於此。因此本發明的保護範圍當視權利要求所界定的範圍為 準。
為使本發明的上述及其它目的、特徵和優點能更明顯易懂，下文
特舉出優選實施例，並配合附圖，作詳細"i兌明如下。
請參閱圖3 。圖3顯示依據本發明實施例的電視信號接收器300 的方框圖。電視信號接收器300包括調諧器310、可選擇的中頻 (Intermediate Frequency, IF)調節器320、中頻失真消除器330、控 制器340以及中頻解調器350。圖1所示的現有的電視信號接收器 與本實施例的最大差別在於其失真消除器的操作信號從基帶信號 (在中頻解調器的解調程序後產生)改變至中頻調節信號(在中頻解 調器的解調程序之前)。本發明的中頻失真消除器330不僅可以處 理線性失真，也可在解調程序之前處理非線性失真。由於在解調程 序時，非線性失真將改變其特性，因此難以在解調程序之後被消除。 此外，中頻失真消除器330是可編程的，且控制器340將傳送控制 信號Scw以編程中頻失真消除器330。關於如何編程中頻失真消除 器330將在下文中詳細說明。可選擇的中頻調節器320提供基本中 頻信號處理如濾波、放大、混頻或量化。依據實現本發明的各種考 慮，中頻調節器可包含簡單的中頻濾波器以進一步避免不需要的幹 擾。中頻調節器也可包括放大器以調整中頻信號功率電平(power level),或可包括移頻器以在中頻頻帶中移動信號頻譜，中頻調節 器還可包括量化器以數位化信號或可指定上述裝置部分或全部的 組合，上述均是現有技術中一般採用且眾所周知的。由於中頻調節 器中的電路可能產生中頻調節信號的線性失真以及非線性失真，因 此在優選實施例中，將中頻失真消除器放置在中頻調節器之後，從 而可消除中頻調節器所產生的失真。至於其它裝置(如調諧器310 以及中頻解調器350),由於這些裝置的運作以及功能與現有技術類 似，因此其細節不在此贅述。以下提供中頻失真消除器330的詳細 說明。
請參閱圖4。圖4顯示圖3的中頻失真消除器330的方框圖。 中頻失真消除器330包括電平映射裝置410以及可編程濾波器420。電平映射裝置410用於消除調諧器310以及中頻調節器320中的匯 總轉換曲線失真(一種非線性失真)，而可編程濾波器420用於在解 調之前消除群時延失真( 一 種線性失真)。關於消除轉換曲線失真以 及群時延失真的詳細說明(分別對應圖5以及圖6)將在下文提供。 請注意，本發明並不限定被消除的失真的類型。上述失真(轉換曲 線失真以及群時延失真)僅作為說明，並非用於限定本發明。在部 分實施例中，中頻失真消除器330更包括振幅失真消除器，用於消 除振幅響應失真(一種線性失真)。在其它實施例中，可編程濾波器 420用具有合適係數的數字濾波器來實現，因此可同時消除兩種線 性失真振幅響應失真以及群時延失真。關於用於消除轉換曲線失 真(非線性失真)的電平映射裝置410的詳細說明將在下文提供。
請參閱圖5A-5C。圖5A顯示在各種調諧器以及中頻調節器中 的各種轉換曲線，而圖5B顯示在電平映射裝置410上的各種映射 曲線，圖5C顯示消除失真後在接收器電路300上的最終轉換曲線。 轉換曲線是電路的一種匯總特性，例如應用在調諧器310以及中頻 調節器320中的放大器或混頻器。轉換曲線的斜率是電路的電壓增 益。在理想電路中，轉換曲線是直線且其斜率(電壓增益)通常為常 數(參閱圖5A中的理想轉換曲線TCldeal)。實際上，這種理想電路 並不存在。實際電路的轉換曲線在初始時是直線，然後逐漸飽和。 這樣的現象稱為轉換曲線失真(一種非線性失真)。不同電路可具有 不同轉換曲線失真特性(參閱圖5A的示範轉換曲線Td和TC )。 請參閱圖5B。為了消除轉換曲線失真，電平映射裝置410用於提 供電的非直線轉換曲線的變換(transposed)曲線當作其映射曲線 (參閱圖5B中的示範映射曲線MAP工以及MAP )。在此例中，映射 曲線MAP!對應於轉換曲線Td ，而映射曲線MAP 對應於轉換曲 線TC 。
下文提供並說明消除轉換曲線失真的例子。舉例來說，假設調 諧器與中頻調節器電路的轉換曲線為Td，電平映射裝置410用於 提供映射曲線MAP!以消除轉換曲線失真。另一例中，假設調諧器 與中頻調節器電路的轉換曲線為TC ,電平映射裝置410用於提供 另 一映射曲線MAP 以消除轉換曲線失真。請參閱圖5C。在消除轉換曲線失真之後，最終轉換曲線將變成真正的線性線段(參閱曲 線TCcanc)，接收器電路中的轉換曲線失真被消除。此外，在電平映
射裝置410中的映射曲線的設定由控制信號Sctn控制。控制信號 Scw可送出映射表、映射函數或指令至電平映射裝置410,以設定 並使用適當的映射曲線。
以下提供用於消除另 一種失真(群時延失真)的可編程濾波器 420的詳細說明。請參閱圖6A-6D。圖6A顯示在發射器(未圖示) 上的各種群時延預校正曲線，圖6B顯示在調諧器310以及中頻調 節器320上的匯總群時延響應的示範曲線，而圖6C顯示在中頻失 真消除器330上的群時延響應的各種曲線，圖6D顯示消除失真後 在接收器電路300中的最終群時延響應。電視臺可由發射器提供具 有完全群時延預校正(圖6A中的曲線PREfull)、半群時延預校正(圖
6A中的曲線PREha,f)或無群時延預校正(圖6A中的曲線PREn。ne)的
射頻(Radio Frequency, RF)信號。請參閱圖6B，調諧器310的群時
延響應可以是曲線GDtuner,而中頻調節器的群時延響應可以是曲線 GDe。nd。由於群時延失真的線性本質，匯總群時延響應曲線GDIF 是GDtuner以及GDe。nd的疊加結果。請注意，群時延失真是由不平 坦的群時延響應所產生，此不平坦的群時延響應是調諧器以及中頻 調節器所使用的電路的特性。因此，匯總群時延響應由調諧器以及
中頻調節器的特定應用所決定，其曲線可能無法類似於圖6B中所 示的示範曲線GDIF。
請參閱圖6C。在本實施例中，如果半群時延預校正(圖6A中 的曲線PREhw)被中頻調節器的群時延(圖6B中的GDc。nd)消除，可 編程濾波器420可用於提供群時延(參閱曲線GD!、 GD 、 GDm)， 以對應地消除由發射器上的各種預校正(圖6A中的PREfull、 PREhalf
及PREn。ne"々產生的疊加群時延失真以及調諧器與中頻調節器的匯
總群時延失真(圖6B中的GD!F)。換句話說，由完全群時延預校正(圖 6A中的PREfuu)以及調諧器與中頻調節器的匯總群時延失真(圖6B 中的GD^)所產生的失真^皮用於糹是供群時延曲線GDz的可編程濾波 器420消除或補償。由半群時延預校正(圖6A中的PREh^f)以及調 諧器與中頻調節器的匯總群時延失真(圖6B中的GD^)所產生的失真被用於提供群時延曲線GD 的可編程濾波器420消除或補償。
由無群時延預校正(圖6A中的PREn。ne)以及調諧器與中頻調節器的
匯總群時延失真(圖6B中的GD^)所產生的失真被用於提供群時延 曲線GDm的可編程濾波器420消除或補償。因此，在中頻失真消 除器330的輸出上的群時延響應是平坦的。
請注意，可編程濾波器420是在中頻解調器之前消除群時延失 真以產生失真消除信號Scanc，而不是在中頻解調器之後。換句話說， 失真消除信號Scanc仍然是中頻信號，因此需要進一步的解調程序 以輸出電視可接收的基帶信號。(現有技術中的失真消除信號Scanc 已經是基帶信號，例如複合視頻廣播信號(Composite Video Broadcast Signal, CVBS))。失真消除信號Scanc接著送至中頻解調 器350(參閱圖3),以產生基帶信號SBB。此外，在可編程濾波器420 上的群時延響應曲線是由控制信號Sew控制。控制信號Sew可傳送 多個係數(例如可編程數字濾波器的有限脈衝響應係數)或用於可 編程濾波器420的指令，以設定並使用適當的群時延響應曲線。請 參閱圖6D，在消除群時延失真之後，接收器電路的群時延響應將 變為基本平坦的曲線(參閱曲線GDcanc)。
與現有的失真消除器技術相比，本發明的失真消除器的操作頻 帶從基帶移至中頻頻帶。在中頻頻帶時，非線性失真的特性尚未被 破壞，因此本發明的中頻失真消除器可消除非線性失真。換句話說， 現有的基帶失真消除器僅可消除線性失真，而本發明的中頻失真消 除器可同時消除線性以及非線性失真。
雖然本發明已以優選實施例揭露如上，然其並非用於限定本發 明，任何熟悉此項技藝者，在不脫離本發明的精神和範圍內，當可 做些許更動與潤飾，因此本發明的保護範圍當視權利要求所界定的 範圍為準。
權利要求
1. 一種電視信號接收器，包括調諧器，用於從射頻電視信號中選擇一個頻道以產生中頻信號；中頻失真消除器，耦合於該調諧器，用於消除在該中頻信號中的信號失真以產生中頻失真消除信號；以及中頻解調器，耦合於該中頻失真消除器，用於解調該中頻失真消除信號以輸出基帶信號。
2. 如權利要求1所述的電視信號接收器，其特徵在於，該中頻失 真消除器包括非線性失真消除電路，操作在中頻頻帶，用於消除在該中頻信號 中的非線性失真。
3. 如權利要求2所述的電視信號接收器，其特徵在於，該非線性 失真消除電路包括電平映射裝置，具有可編程轉換曲線，用於消除調諧器轉換曲線 失真。
4. 如權利要求1所述的電視信號接收器，其特徵在於，該中頻失 真消除器包括線性失真消除電路，操作在中頻頻帶，用於消除在該中頻信號中 的線性失真。
5. 如權利要求4所述的電視信號接收器，其特徵在於，該線性失 真消除電路包括振幅失真消除器，具有可編程振幅響應，用於消除振幅響應失真， 其中該振幅響應失真包括來自該調諧器的調諧器振幅響應。
6. 如權利要求4所述的電視信號接收器，其特徵在於，該線性失 真消除電路包括可編程濾波器，具有可編程群時延，用於消除群時延失真， 其中該群時延失真包括由發射器所執行的群時延預校正以及來自 該調諧器的調諧器群時延。
7. 如權利要求4所述的電視信號接收器，其特徵在於，該線性失 真消除電路包括可編程數字濾波器，具有可編程振幅響應以及可編程群時延，用 於消除振幅響應失真以及群時延失真，其中該振幅響應失真包括來自 該調諧器的振幅響應失真，該群時延失真包括由發射器所執行的群時 延預校正以及來自該調諧器的調諧器群時延。
8. 如權利要求1所述的電視信號接收器，其特徵在於，更包括控制器，耦合於該中頻失真消除器，用於產生控制信號以編程該 中頻失真消除器，進而消除該中頻信號中的失真。
9. 一種電視信號接收器，包括調諧器，用於從射頻電視信號中選擇一個頻道以產生中頻信號； 中頻調節器，耦合於該調諧器，用於調節該中頻信號以產生中頻 調節信號；中頻失真消除器，耦合於該中頻調節器，用於消除在該中頻調節 信號中的信號失真以產生中頻失真消除信號；以及中頻解調器，耦合於該中頻失真消除器，用於解調該中頻失真消 除信號以輸出基帶信號。
10. 如權利要求9所述的電視信號接收器，其特徵在於，該中頻調 節器包括中頻濾波器，用於濾波該中頻信號。
11. 如權利要求9所述的電視信號接收器，其特徵在於，該中頻調 節器包括放大器，用於調整該中頻信號的信號功率電平。
12. 如權利要求9所述的電視信號接收器，其特徵在於，該中頻調 節器包括量化器，用於數位化該中頻信號。
13. 如權利要求9所述的電視信號接收器，其特徵在於，該中頻調 節器包括移頻器，用於將該中頻信號的信號頻譜移至預設深度的中頻頻帶中。
14. 如權利要求9所述的電視信號接收器，其特徵在於，該中頻失 真消除器是用於消除由該中頻調節器產生的信號失真。
15. —種接收射頻信號的方法，包括下列步驟從該射頻信號中選擇 一 個頻道以產生中頻信號；消除在該中頻信號中的信號失真以產生中頻失真消除信號；以及解調該中頻失真消除信號以輸出基帶信號。
16. 如權利要求15所述的接收射頻信號的方法，其特徵在於，該 消除該信號失真的步驟包括消除在中頻頻帶中的非線性失真。
17. 如權利要求16所述的接收射頻信號的方法，其特徵在於，該 消除該非線性失真的步驟包括消除放大器轉換曲線失真。
18. 如權利要求15所述的接收射頻信號的方法，其特徵在於，該 消除該信號失真的步驟包括消除在中頻頻帶中的線性失真。
19. 如權利要求18所述的接收射頻信號的方法，其特徵在於，該 消除該線性失真的步驟包括消除振幅響應失真；以及 消除群時延失真，其中該群時延失真包括群時延預校正以及在執行從該射頻信號中 選擇該頻道的步驟期間所產生的選擇群時延。
20. —種接收射頻信號的方法，包括下列步驟 從該射頻信號中選擇一個頻道以產生中頻信號； 調節該中頻信號以產生中頻調節信號；消除在該中頻調節信號中的信號失真以產生中頻失真消除信號；以及解調該中頻失真消除信號以輸出基帶信號。
21. 如權利要求20所述的接收射頻信號的方法，其特徵在於，該 調節該中頻信號的步驟包括濾波該中頻信號。
22. 如權利要求20所述的接收射頻信號的方法，其特徵在於，該 調節該中頻信號的步驟包括調整該中頻信號的信號功率電平。
23. 如權利要求20所述的接收射頻信號的方法，其特徵在於，該調節該中頻信號的步驟包括 數位化該中頻信號。
24.如權利要求20所述的接收射頻信號的方法，其特徵在於，該 調節該中頻信號的步驟包括將該中頻信號的信號頻i普移至預設深度的中頻頻帶中。
全文摘要
本發明提供一種電視信號接收器，包括調諧器、中頻失真消除器以及中頻解調器。調諧器從射頻電視信號中選擇一個頻道以產生中頻信號。中頻失真消除器消除在中頻信號中的信號失真以產生中頻失真消除信號。中頻解調器解調中頻失真消除信號以輸出基帶信號。本發明的失真消除器將操作頻帶從基帶移至中頻頻帶，從而在非線性失真的特性尚未被破壞之前消除非線性失真，因此本發明的中頻失真消除器可同時消除線性以及非線性失真。
文檔編號H04N5/44GK101431623SQ20081000787
公開日2009年5月13日 申請日期2008年2月26日 優先權日2007年11月5日
發明者劉明倫, 陳奕甫 申請人:聯發科技股份有限公司