專利名稱：向下變換信號頻率的裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及到向下變換信號頻率的裝置，其包括變換器單元以及與變換器單元相連接的濾波器單元，變換器單元具有用于將信號變換成較低頻率的正交信號的正交信道，濾波器單元用于抑制由于正交信號中的幅相誤差產(chǎn)生的鏡象頻率，而濾波器單元則包括用于正交信號幅相校正的可控幅相校正濾波器，以及校正控制單元，其響應(yīng)幅相校正濾波器的輸出信號為該濾波器提供調(diào)節(jié)信號。
這種已知的裝置可以用在無線電FM接收機(jī)，電視接收機(jī)等之中。
由于在正交信道中一定會出現(xiàn)放大倍數(shù)和相移上的差別，此處這些差別將稱之為幅相誤差，故在正交信道中就出現(xiàn)了所謂的鏡象頻率。長久以來人們已了解了這一現(xiàn)象，同時已提出了為抑制所說的鏡象頻率的許多建議并付諸實(shí)施。為使鏡象頻率受到抑制，對正交信號幅相校正所需的信息可以從正交信號本身得到。人們知道通過利用例如用于正交信號幅相校正的可調(diào)幅相校正濾波器以及響應(yīng)幅相校正濾波器輸出信號為該濾波器提供調(diào)節(jié)信號的校正控制單元。
但是，正交信號之間在幅度和相位上的差別是與頻率有關(guān)的，所以一般來說對一個頻率的校正結(jié)果不必與對另一頻率的校正結(jié)果一樣。因此，對一個特定頻率的幅相校正將總是不夠的。為了能夠?qū)讉€頻率進(jìn)行校正，校正控制單元需要能夠從輸入信號得到所需的信息。事實(shí)是輸入信號總是不能展示出均勻的譜分布；例如，在電視信號的情況下，圖象載波頻率周圍的譜是主要的，由于此原因，只能得到對特定頻率的最佳鏡象頻率抑制，而正交信道對其他頻率則可能顯示出大得多的“失配”。另外，最好在某些情況下能夠確定對哪些頻率必須進(jìn)行彼此相關(guān)的正交信號的校正；只對產(chǎn)生最大誤差的那個頻率或那些頻率進(jìn)行校正就足夠了。此外，必須能夠?qū)Ω鞣N不同頻率下的正交誤差加以確定和校正。
抑制鏡象頻率的其他方法使用參考或測試信號。但是，把這種信號提供給裝置的輸入可能會干擾期望的信號。為了避免這種情況，在提供測試信號時，可以中斷通常正在進(jìn)行的信號處理，可是在大多數(shù)情況下是不希望這種情況的。
本發(fā)明的目的就是克服上述問題并提供如引言中所說明的裝置，在該裝置中充分的鏡象頻率抑制能夠基本上與輸入信號的類型無關(guān)。
為了達(dá)到所說的目的，根據(jù)本發(fā)明的裝置，其特征就在于所提供的頻率發(fā)生器，該頻率發(fā)生器把在鏡象信號頻段內(nèi)某一頻率的參考信號提供給變換單元的輸入。因此，沒有發(fā)生待處理輸入信號的干擾，而由頻率發(fā)生器提供的參考信號可以這樣選擇使得基于正交信號本身信息的幅相校正變得很容易辦到。在這種情況下信號的處理不必中斷。
在使用處于鏡象頻段內(nèi)某一固定頻率的參考信號時，這里提供的解決方案是辦得到的。而且，頻率發(fā)生器能夠由電壓控制的振蕩器和時基電壓發(fā)生器構(gòu)成。在這種情況下通過鏡象信號的頻段可以對參考信號“掃頻”。還可以取其他型式的寬譜信號作為參考信號，例如取自噪聲發(fā)生器的輸出信號。但是，在這種情況下，最好頻率發(fā)生器連接到校正控制單元上。雖然提供參考信號時信號的處理不需中斷，但是如果正交信道彼此正確調(diào)諧的話，頻率發(fā)生器也可以通過校正控制單元成為待用的。
下面參照附圖將對兩個實(shí)施方案予以更詳細(xì)的說明。在附圖中

圖1示出了第一實(shí)施例，其中期望的鏡象信號抑制以數(shù)字原理實(shí)現(xiàn)；圖2示出了第二實(shí)施例，其中期望的鏡象信號抑制基于模擬原理得到；及圖3表示簡圖，其中示出所要求信號的頻段和鏡象信號的頻段。
根據(jù)本發(fā)明圖1所示的裝置包括變換器單元1，其有正交信道對提供給它的信號進(jìn)行變換。例如，所說的變換器單元1可以構(gòu)成FM接收器的接收部分。在變換器單元中，通過頻率為W10的振蕩器信號把正在接收的射頻信號變換成中頻正交信號i和q。為此，變換器單元按照慣例包括放大器2，兩個混頻元件3和4，振蕩器5，抑制混頻元件高頻分量的濾波器6和7，以及放大器8和9。其后，正交信號通過A/D轉(zhuǎn)換器10和11進(jìn)行數(shù)字比。由于放大倍數(shù)和相移中的差別實(shí)際上出現(xiàn)在正交信道，一種被叫做正交信道“失配”的情況，故所謂的鏡象頻率也出現(xiàn)在正交信道，即除了所期望的信號頻率Wc外還出現(xiàn)頻率為Wc-2Wif的鏡象信號。這種現(xiàn)象能夠簡化成用振蕩器5的信號cosw10t和(1+Δa)·sin(w10t+Δθ)取代a·cosw10t和a·sinw10t的向下變換。圖3表示出所出現(xiàn)的鏡象頻率如何干擾所要求的信號。不但所期望的信號W向下變換至中頻Wif(信號W1)，而且相關(guān)的鏡象頻率也變換到信號W1的頻段。為了抑制鏡象頻率，設(shè)置了濾波器單元12。此濾波器單元包括希耳伯特(Hilbert)濾波器13，利用該Hilbert濾波器使i-信號與相移的q-信號相匹配的延時元件14，幅相校正濾波器15，校正控制單元16和組合電路17。幅相校正濾波器15包括將幅度校正用于i-信道的幅度校正濾波器18和將相位校正用于q-信道的相位校正濾波器19。幅相校正結(jié)果從組合電路17輸入端的i1和q1信號得到。因而，所說的信號不僅提供給組合電路17，而且也提供給校正控制單元16，在校正控制單元中計(jì)算幅度校正濾波器18的幅度校正信號以及相位校正濾波器19的相位校正信號。校正后，對期望的信號得到的i1和q1相等，對鏡象頻率下的信號得到的i1和q1相等但相位相反，因此組合電路17將只傳遞所要求的信號。在第二個組合電路(未示出)中，若需要，通過使信號i1和q1彼此相減只有鏡象頻率下的信號才可以通過。
因?yàn)閷?shí)踐中已經(jīng)很明顯并非總是能夠根據(jù)i1和q1來確定幅相校正結(jié)果，故設(shè)置了頻率發(fā)生器20。在一種簡單的實(shí)施方案中，所說的頻率發(fā)生器產(chǎn)生出固定頻率W-2Wif，其處在圖3中的鏡象段U之內(nèi)。由此沒有對頻段為W的期望的信號造成干擾。在變換到中頻以后，有此固定頻率的信號使得產(chǎn)生出鏡象信號來確定為抑制鏡象頻率所需的幅相校正結(jié)果。為了確定該校正結(jié)果，使用i1和q1在帶寬范圍的平均值。
如果頻率發(fā)生器20由電壓控制振蕩器(VCO)21和時基電壓發(fā)生器22，例如鋸齒波電壓發(fā)生器構(gòu)成的，那么就得到了更精確的鏡象抑制。那么，U段內(nèi)的所有頻率或某些頻率就連續(xù)地提供作為參考信號。U段內(nèi)的每個頻率在期望的信號的頻段W內(nèi)都有一個相關(guān)聯(lián)的對應(yīng)頻率。這就使得有可能對每個所期望的頻率都確定出為抑制其相應(yīng)鏡象頻率所需的校正結(jié)果。然而，為了這么做，校正控制單元16就需要從電壓發(fā)生器22得到上述的頻率信息?？梢允褂酶鞣N其他電壓發(fā)生器，甚至(虛擬)隨機(jī)電壓發(fā)生器(噪聲發(fā)生器)來代替鋸齒波電壓發(fā)生器，只要其信息，即產(chǎn)生的圖形傳遞給校正控制單元16就可以。
頻率發(fā)生器20的參考信號能夠連續(xù)地提供給變換器單元1；終歸，為選擇參考信號的頻率，其工作無需中斷。盡管如此，在兩個信道相匹配時還是能夠把參考信號斷續(xù)地提供給變換器單元。利用從校正控制單元至頻率發(fā)生器或至發(fā)生器與變換器單元之間的開關(guān)就能夠?qū)崿F(xiàn)這點(diǎn)。
在本實(shí)施方案中，幅相校正在數(shù)字基礎(chǔ)上進(jìn)行；因而，對兩個正交信道都需要A/D轉(zhuǎn)換器。不過，也可以以模擬為基礎(chǔ)進(jìn)行幅相校正。這種情況示于圖2。在這種情況下，為最終得到所期望的數(shù)字形式信號只需要一個A/D轉(zhuǎn)換器。在這個實(shí)施例中，在變換器單元1后面設(shè)置濾波器單元24來取代濾波器單元12。所說的濾波器單元24包括多相濾波器25，而此外則設(shè)置如圖1中同樣的幅相校正裝置。另外在這種實(shí)施方案中，為了得到U1段的信號，甚至在通常難于實(shí)現(xiàn)幅相校正的情況下得到該信號，還可以把頻率在鏡象段U之內(nèi)的參號信號以依照圖1所述的相同方式通過頻率發(fā)生器20提供給變換器單元，以便實(shí)現(xiàn)要求的鏡象抑制。
本發(fā)明并不限于這里參照附圖所說明的實(shí)施方案；發(fā)明還包括對其所做的各種修改方案，顯然所說的修改方案都在所附權(quán)利要求的范圍以內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種向下變換信號頻率的裝置，其包括變換器單元以及與所述變換器單元相連接的濾波器單元，變換器單元有將信號變換成頻率較低的正交信號的正交信道，濾波器單元用于抑制由于正交信號中的幅相誤差而產(chǎn)生的鏡象頻率，而濾波器單元則包括用于正交信號幅相校正的可控幅相校正濾波器，以及校正控制單元，其根據(jù)幅相校正濾波器的輸出信號為該濾波器提供調(diào)節(jié)信號，所述裝置的特征在于設(shè)置有頻率發(fā)生器，該頻率發(fā)生器把頻率在鏡象信號頻段之內(nèi)的參考信號提供給變換器單元的輸入端。
2.權(quán)利要求1中所要求的裝置，其特征在于所述頻率發(fā)生器由一個電壓控制振蕩器和一個時基電壓發(fā)生器構(gòu)成。
3.權(quán)利要求1或2中所要求的裝置，其特征在于所述頻率發(fā)生器與所述校正控制單元相連接。
4.前面權(quán)利要求中任何一個權(quán)利要求所要求的裝置，其特征在于所述校正控制單元能夠產(chǎn)生阻止將參考信號提供給所述變換器單元的信號。
全文摘要
向下變換信號例如IC無線電和/或電視信號的頻率的裝置。裝置包括變換器單元，具有將信號變換成頻率較低的正交信號的正交信道。裝置還包括抑制鏡象頻率的濾波器單元。濾波器單元包括校正正交信號的幅相校正濾波器和控制該濾波器的校正控制單元。裝置還包括頻率發(fā)生器，其將頻率在鏡象信號頻段內(nèi)的參考信號提供給變換器單元的輸入。
文檔編號H04B1/26GK1636313SQ02812713
公開日2005年7月6日 申請日期2002年6月21日 優(yōu)先權(quán)日2001年6月25日
發(fā)明者J·S·弗魯曼斯 申請人:皇家菲利浦電子有限公司