直流偏移補償方法和設備的製作方法

2024-02-10 01:22:15

專利名稱：直流偏移補償方法和設備的製作方法
技術領域：
本發明一般說來涉及一種對基帶信號實行直流偏移補償的設備，更具體地說，涉及對使用小導頻的殘留邊帶(VSB)信號實行這樣的偏移補償。
雖然本發明系統適用於許多種類的信號，但是它特別有利於供載波恢復目的用的取直流形式的VSB信號，這些信號包括小同相導頻。VSB接收器包含許多子系統，例如把RF/IF載波信號轉換成基帶的解調器。在處理期間，在基帶電路如解調器，基帶放大器和模擬-數字(A/D)轉換器中，經常引入直流偏移(除由解調導頻所產生的直流以外)。這些直流偏移會在信號處理電路中產生問題。例如，在FPLL(頻率和相位鎖定迴路)解調器中，可能引入靜止相位差。而且可能產生鎖定相的不正確極性檢測。在A/D轉換中，不對稱淨空高度可能引起削波。本發明提供一種對這樣的直流偏移實行補償的簡單且容易實現的方法。
本發明的一個主要目的是提供一種補償直流偏移的新型方法和設備。
本發明的另一個目的是提供一種消去基帶電路中直流偏移的改進技術和設備。
本發明的又一個目的是改進結合了導頻的VSB信號系統中的直流偏移性能。
連同附圖
閱讀以下敘述，本發明的這些和其他目的及優點將顯而易見，附圖中的單圖是說明本發明結構的部分方塊圖。
直流偏移補償涉及精確地確定直流偏移量，並且如果有的話，則從基帶信號中消去直流偏移。按照本發明，在瞬間產生的零載波條件期間測量直流偏移。零載波條件是通過對RF/IF信號「斷開開關」而產生的。當開關斷開時，基帶輸出信號電平為其零RF/IF值，並且其已解調的直流電平為零。此時基帶輸出中存在的任何直流都是由於電路中的直流偏移所引起。應用本發明，則使直流偏移從輸出信號中消去。
VSB數字數據信號為雙極性，即它按幾乎相等量在「零載波」電平之上和之下變化，量差是由於導頻的直流偏移值所引起。如所述，由導頻解調所產生的小直流在載波恢復中非常重要，並且它在確定FPLL解調器的鎖定極性時也非常重要，FPLL解調器優選地由於其理想的頻率和相位鎖定特性而用於VSB接收器。直流偏移會嚴重地幹擾FPLL解調器的導頻恢復和極性確定電路。
參照附圖，RF/IF輸入信號供給一個調諧器/IF塊10，通過它所接收的RF信號被外差成IF頻率。IF信號施加到緩衝放大器12，緩衝放大器12供給開關14，開關14串聯連接在放大器12與FPLL解調器16之間。開關14為說明目的僅表示為機械單杆裝置，但是本領域技術人員將會容易理解可選擇電子裝置。FPLL16產生I輸出信號和Q輸出信號，這兩個信號各自分別供給相應的加法器18和20的一個輸入端。加法器18和20的輸出又分別供給一對A/D轉換器22和24，其數位訊號輸出連到信號處理電路(未示出)。另一對加法器26和28用虛線表示，希望時用於從數位訊號中減去一個基準。對加法器26和28的負輸入端可以連接一個共電壓基準電壓。A/D 22和24分別供給積分器30和32，積分器30和32又分別通過一對D/A轉換器34和36與加法器18和20的負輸入端連接。控制器38由公知裝置(未示出)供給段同步和幀同步信號，並且產生一個門信號。門信號加到開關14和積分器30及32，以控制它們的操作。
在操作中，在開關14閉合下，RF/IF信號由FPLL 16解調，並通過加法器18和20分別供給A/D轉換器22和24。在VSB信號具有導頻情況下，A/D 22的信號輸出將由數據和對應於已解調導頻的小直流組成。輸出可能還包括由於處理電路所引起的直流偏移，這種直流偏移由於汙染已解調導頻並使數據電平翻轉，所以是不希望有的。Q輸出加法器20不包含數據或直流導頻，但是將反應由處理電路所引入的任何直流偏移。
不考慮虛線加法器26和28，則A/D 22和24的輸出分別供給積分器30和32，但是此時由於積分器禁止(當開關14閉合時)，所以它們不起作用。因此剛才所述的電路不影響A/D 22和24的輸出信號。
現在假定開關14斷開。RF/IF信號中斷，並且在開關14的輸入端建立與零載波相對應的條件。在預定量設置時間之後，在積分器30和33注意到零載波的影響。按照定義，零載波意味無直流導頻或數據。FPLL16輸出不包含直流導頻或任何數據，並且A/D 22和24的輸出僅包括本地產生的基帶直流偏移。由於積分器30和32也由控制開關14的門信號所起動，所以這些輸出被積分。積分值由D/A 34和36轉換成模擬形式，並且分別通過加法器18和20從FPLL 16的模擬信號輸出中減去這些積分值。當開關14斷開時確定的積分信號的D/A值由公知裝置(未示出)保持，直到開關14下次斷開，並對直流偏移執行測量/校正為止。因此從FPLL解調器的輸出信號中減去電路產生的測量直流偏移。
假定D/A轉換器和A/D轉換器按相同的高速採樣率操作，則在開關14斷開的短時間內能實現完全的直流偏移校正。這樣使所接收的VSB信號不存在的時間最小化。如果D/A轉換器對開關14的每次操作採樣一次，則仍將實現直流偏移校正，但是速率較慢。積分器的選通當然必須考慮RF/IF、基帶和A/D轉換器電路中的任何延時，以保證在適當時候執行直流測量和減法。
使施加在加法器26和28的基準回復原狀，則可以選擇提供任何數字值，該值在積分之前被減去，並且在完全補償直流偏移時，使零載波電平基於所選數字值。當然，「零載波」數字參考也能選擇為任何其他非零值。
本領域技術人員將會注意到，開關14可以在VSB按幀編碼期間斷開，按幀編碼包含不為大多數接收器所用的部分(例如保留位或三個64字符偽隨機數序列碼)。還將注意到，由於直流偏移一般不隨時間快速變化，所以開關14不必每次按幀編碼都斷開，而可以根據環境大不頻繁地斷開(例如每第8或第16按幀編碼斷開)。還將注意到，FPLL 16的兩個輸出I和Q都不需處理，I通道一般足夠滿足大多數應用。然而，對於Q輸出重要的應用，可以如上述處理直流偏移補償。
所述的是一種簡單而又有效的新型直流偏移補償方法和設備。本領域技術人員會認識到，在不違反其真實精神和範圍下，對本發明的所述實施例將會出現許多變化，本發明僅如權利要求所限定那樣來限制。
權利要求
1.一種對信號中直流偏移進行補償的方法，其特徵在於，解調RF信號，把已解調RF信號轉換成數位訊號，在零RF載波條件下確定數位訊號的直流含量，以及從已解調RF信號中減去所確定的直流含量。
2.權利要求1的方法，其特徵在於，確定步驟包括在預選時間期間消去RF信號，以及在預選時間期間對數位訊號積分。
3.權利要求2的方法，其特徵在於，提供一個在預選時間期間斷開RF信號的開關，並把積分數位訊號轉換成與所確定的直流含量相對應的模擬信號。
4.權利要求3的方法，其特徵在於，用一個基準信號來調節所減的直流含量。
5.權利要求3的方法，其特徵在於，一個提供I和Q已解調輸出信號的FPLL解調器，並且其中對I和Q輸出信號兩者執行所述轉換、積分和減去步驟。
6.權利要求4的方法，其特徵在於，選擇基準信號，以在數位訊號中產生希望數字電平。
7.一種直流偏移補償電路，其特徵在於，接收和解調載波信號並由此產生模擬基帶信號的裝置，把所述模擬基帶信號轉換成數位訊號的裝置，在零載波條件下確定所述數位訊號的直流含量的裝置，以及從所述模擬基帶信號中減去所述直流含量的裝置。
8.權利要求7的電路，其特徵在於，所述確定裝置包括在所述零載波條件期間對所述數位訊號積分的裝置。
9.權利要求8的電路，其特徵在於，在預選時間期間產生所述零載波條件，並在所述預選時間期間起動所述積分裝置的裝置。
10.權利要求8的電路，其特徵在於，在預選時間建立所述零載波條件的開關裝置，以及在所述預選時間期間起動所述積分裝置的裝置。
11.權利要求10的電路，其特徵在於，在所述預選時間期間把所述數位訊號調節到一個希望數字電平的基準。
16.權利要求15的電路，還包括一個FPLL解調器，並且其中所述載波信號包括導頻信號，所述導頻信號在所述FPLL解調器的輸出中產生直流電平。
13.權利要求12的電路，其特徵在於，所述FPLL解調器產生I和Q輸出信號，並且其中所述轉換、所述積分裝置和所述減去裝置對所述I和Q輸出信號兩者操作。
全文摘要
一種直流偏移測量和補償電路包括一個用來在電路中建立零載波條件的開關裝置(14)。對電路輸出進行積分(30,32),以產生任何直流偏移,這些直流偏移被轉換成模擬形式(34,36),並從信號輸出中減去(18,20)。還可以減去一個參考(REF)(26,28),以對輸出建立基數字電平。
文檔編號H04L25/06GK1223030SQ9719578
公開日1999年7月14日 申請日期1997年7月14日 優先權日1996年8月2日
發明者格裡·J·斯格裡諾裡 申請人:齊尼思電子公司