專(zhuān)利名稱(chēng)：數(shù)字調(diào)制器和數(shù)字調(diào)制方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及對(duì)數(shù)字信號(hào)進(jìn)行相位偏移調(diào)制，并濾波后輸出的數(shù)字調(diào)制器。
背景技術(shù)：
'近年來(lái)，歐洲的FM廣播局和美國(guó)的無(wú)線(xiàn)電廣播局正以歐洲的RDS(廣 播數(shù)據(jù)系統(tǒng))或美國(guó)的RBDS (無(wú)線(xiàn)廣播數(shù)據(jù)系統(tǒng))信息來(lái)發(fā)送文本等附 加信息。若利用RDS/RBDS,則在車(chē)載收音機(jī)的接收機(jī)中，能夠使用當(dāng)前 正接收的廣播局的名稱(chēng)、音樂(lè)的類(lèi)型等各種各樣的信息(專(zhuān)利文獻(xiàn)1、 2)。另一方面，已知有將音頻信號(hào)轉(zhuǎn)換成立體聲混合信號(hào)，使用頻率調(diào)制 器進(jìn)行頻率調(diào)制后輸出的FM發(fā)送機(jī)(專(zhuān)利文獻(xiàn)3 5)。若使用FM發(fā)送 機(jī)，則能不經(jīng)由RCA電纜等布線(xiàn)地傳送音頻信號(hào)，因而能夠用于車(chē)載音 頻的CD換片器(changer)和汽車(chē)音響本體(head unit)間的信號(hào)的傳送 等。特別是近年來(lái)，雖然硬盤(pán)音頻設(shè)備、存儲(chǔ)器音頻設(shè)備、具有音樂(lè)再現(xiàn) 功能的便攜式電話(huà)終端廣泛普及，但在從固定式的立體聲組合音響等的揚(yáng) 聲器再現(xiàn)這樣的小型電子設(shè)備中所存儲(chǔ)的音樂(lè)數(shù)據(jù)的用途中，也在使用 FM發(fā)送才幾。專(zhuān)利文獻(xiàn)l:特開(kāi)平8 - 256135號(hào)公報(bào)專(zhuān)利文獻(xiàn)2:特開(kāi)平8- 191232號(hào)公報(bào)專(zhuān)利文獻(xiàn)3:特開(kāi)平9 - 069729號(hào)公才良專(zhuān)利文獻(xiàn)4:特開(kāi)平10 - 013370號(hào)7>報(bào)專(zhuān)利文獻(xiàn)5:特開(kāi)平9 - 312588號(hào)公報(bào)非專(zhuān)利文獻(xiàn)1 : NATIONAL RADIO SYSTEMS COMMITTEE , "UNITED STATES RBDS STANDARD",美國(guó)，1998年4月9日
發(fā)明內(nèi)容
〔發(fā)明所要解決的課題〕在此討論RDS/RBDS數(shù)據(jù)的調(diào)制方式。調(diào)制器一般由差分編碼器、相 位偏移調(diào)制器、濾波器、振幅調(diào)制器構(gòu)成。差分編碼器接收RDS/RBDS 數(shù)據(jù)，對(duì)其進(jìn)行差分編碼。相位偏移調(diào)制器對(duì)差分編碼后的信號(hào)進(jìn)行雙相 移相調(diào)制(BPSK)。 BPSK后的信號(hào)為進(jìn)行頻譜整形而由濾波器除去高頻 分量。振幅調(diào)制器將濾波器的輸出作為調(diào)制信號(hào)，對(duì)57kHz的副載波進(jìn)行 振幅調(diào)制。這里，若用模擬濾波器構(gòu)成對(duì)BPSK后的信號(hào)進(jìn)行濾波的濾波器，則 電路規(guī)模會(huì)變大。另外，若濾波器的電路元件有偏差，則可能誤碼率會(huì)變 高，對(duì)立體聲調(diào)制信號(hào)產(chǎn)生不好的影響。另外，在利用數(shù)字濾波器的情況 下，存在消耗功率變大、電路面積增大這樣的問(wèn)題。除RDS/RBDS數(shù)據(jù)的調(diào)制以外，有時(shí)還為了對(duì)相位偏移調(diào)制后的數(shù)據(jù) 的頻譜進(jìn)行整形而使用濾波器，此時(shí)也會(huì)發(fā)生同樣的問(wèn)題。本發(fā)明是鑒于這樣的課題而設(shè)計(jì)的，其總體目的在于提供一種能執(zhí)行 相位偏移調(diào)制和濾波的數(shù)字調(diào)制器。 〔用于解決課題的手段〕本發(fā)明的一個(gè)方案涉及一種對(duì)輸入數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)施加PSK (相位偏移調(diào) 制)，并濾波后輸出的數(shù)字調(diào)制器。該數(shù)字調(diào)制器包括數(shù)據(jù)判定部，判 斷連續(xù)的兩個(gè)以上的輸入數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)的值的組合；波形生成部，按每種組合 規(guī)定有波形生成規(guī)則，基于與由數(shù)據(jù)判定部判定的組合對(duì)應(yīng)的波形生成規(guī) 則，依次輸出數(shù)字波形信號(hào)。根據(jù)該方案，不是通過(guò)數(shù)字或模擬濾波器進(jìn)行濾波處理，而是設(shè)定規(guī) 定濾波(濾波器處理)后的波形的波形生成規(guī)則，因而不需要濾波器電路， 能夠簡(jiǎn)單地進(jìn)行PSK和濾波。優(yōu)選波形生成規(guī)則具有用于生成對(duì)本來(lái)應(yīng)輸 出的波形進(jìn)行了近似的波形的規(guī)則。波形生成部可以包括記錄有三角函數(shù)的波形數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)器。波形生成 部可以讀出三角函數(shù)的波形數(shù)據(jù)，根據(jù)數(shù)據(jù)的組合對(duì)波形數(shù)據(jù)施加預(yù)定的 運(yùn)算后輸i。波形生成規(guī)則可以是以頻率不同的三角函數(shù)的波形數(shù)據(jù)的線(xiàn)'1"生和來(lái)規(guī)定的。此時(shí)，能夠?qū)V波后的波形進(jìn)行傅立葉級(jí)數(shù)展開(kāi)來(lái)近似?？梢允禽斎霐?shù)字?jǐn)?shù)據(jù)是取1或0值的1位的數(shù)據(jù)，將連續(xù)的兩個(gè)輸入數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)的組合記為(Dl， D2),將基準(zhǔn)頻率的三角函數(shù)的波形數(shù)據(jù)記 為sin (on)時(shí)(oot是變量)，數(shù)據(jù)判定部判定判定為(0, 0)、 (0, 1)、(1， 0)、 (1,)中的任一者，用于生成數(shù)字波形信號(hào)y的波形生成規(guī)則 以oc 1 、 cc 2、 (3為常數(shù)，針對(duì)(0， 0 )規(guī)定為y = a 1 sin ( cot )，針對(duì)(0， 1 )，規(guī)定為y = a2 sin ( 0.5cot) + (3 (sinl.5cot),針對(duì)(1， 0)規(guī)定為 y = - a2 - sin( 0.5cot) - M sinl.5cot),針對(duì)(1, 1 )規(guī)定為y = -. a 1 -sin(on)。a l:a2: (3可以是約1:1:0.25?？梢允禽斎霐?shù)字?jǐn)?shù)據(jù)是取1或0值的1位的數(shù)據(jù)，PSK是BPSK(雙 相移相調(diào)制)，在相位根據(jù)輸入數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)而改變的周期信號(hào)每周期內(nèi)都通 過(guò)0時(shí)，由波形生成部生成的各數(shù)字波形信號(hào)是表現(xiàn)從某周期內(nèi)周期信號(hào) 通過(guò)0的時(shí)刻起至下一周期內(nèi)通過(guò)0的時(shí)刻為止的區(qū)間的數(shù)據(jù)。被BPSK 的信號(hào)在周期的中間、即通過(guò)作為直流的平均值的0。換言之，發(fā)生高電 平和低電平間的轉(zhuǎn)變。因此，能夠?qū)⒏鲾?shù)字波形信號(hào)以?xún)啥送ㄟ^(guò)0的波形 來(lái)表現(xiàn)，有時(shí)能夠減少基于規(guī)則所應(yīng)規(guī)定的波形的個(gè)數(shù)，比較方便。數(shù)字調(diào)制器可以還包括對(duì)1位的數(shù)字信號(hào)進(jìn)行差分編碼的差分編碼 器。數(shù)據(jù)判定部可以接收差分編碼器的輸出作為輸入數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)。1位的數(shù)字信號(hào)可以是RDS (廣播數(shù)據(jù)系統(tǒng))數(shù)據(jù)或RBDS (無(wú)線(xiàn)廣 播數(shù)據(jù)系統(tǒng))數(shù)據(jù)。數(shù)字調(diào)制器可以還包括振幅調(diào)制器，接收來(lái)自波形生成部的波形信 號(hào)，以此作為調(diào)制信號(hào)對(duì)載波進(jìn)行調(diào)制。數(shù)字調(diào)制器可以被一體集成在一個(gè)半導(dǎo)體襯底上。本發(fā)明的另一方案是一種FM發(fā)送機(jī)。該FM發(fā)送機(jī)包括立體聲調(diào) 制器，將音頻信號(hào)變換成立體聲混合信號(hào)；上述數(shù)字調(diào)制器，接收 RDS/RBDS數(shù)據(jù)，進(jìn)行差分編碼、BPSK、濾波后輸出；加法器，將數(shù)字 調(diào)制器的輸出信號(hào)與從立體聲調(diào)制器輸出的立體聲混合信號(hào)相加；頻率調(diào) 制器，接收加法器的輸出信號(hào)，以此作為調(diào)制信號(hào)對(duì)載波進(jìn)行調(diào)制。根據(jù)該方案，無(wú)需設(shè)置數(shù)字濾波器或模擬濾波器，所以能夠簡(jiǎn)化電路。本發(fā)明的再一個(gè)方案是一種電子設(shè)備。該電子設(shè)備包括音源，輸出 音頻信號(hào)；主處理器，生成RDS/RBDS數(shù)據(jù)；上述的FM發(fā)送機(jī)，經(jīng)由預(yù) 定的總線(xiàn)與音源和主處理器相連接，接收音頻信號(hào)和RDS/RBDS數(shù)據(jù)，進(jìn)行頻率調(diào)制后輸出。應(yīng)當(dāng)注意，上述結(jié)構(gòu)要件的任意組合或重新配置等都如所提出的實(shí)施 例一樣有效，或者已被所提出的實(shí)施例覆蓋。此外，該發(fā)明內(nèi)容并不一定描述了全部必要特征，因此本發(fā)明還可以 是這些所描述的特征的子組合。


以下參照附圖以示例的方式對(duì)實(shí)施方式進(jìn)行描述，這些附圖意在示例而非限制，并且對(duì)各附圖中相同的單元標(biāo)以相同的標(biāo)號(hào)，其中圖1是表示安裝了本發(fā)明實(shí)施方式的FM發(fā)送機(jī)的電子設(shè)備的整體結(jié)構(gòu)的框圖。圖2是表示圖1的數(shù)字調(diào)制器的結(jié)構(gòu)的框圖。圖3是表示圖2的運(yùn)算部中所設(shè)定的波形生成規(guī)則的圖。圖4是表示圖2的數(shù)字調(diào)制器的動(dòng)作的時(shí)序圖。圖5是FM發(fā)送機(jī)和外圍電路的電路圖。
具體實(shí)施方式
現(xiàn)在將基于優(yōu)選實(shí)施例來(lái)描述本發(fā)明，這些優(yōu)選實(shí)施例并非旨在對(duì)本 發(fā)明的范圍進(jìn)行限制，而是對(duì)本發(fā)明進(jìn)行例示。在實(shí)施例中描述的所有特 征及其組合對(duì)本發(fā)明來(lái)說(shuō)并不一定是必需的。在本說(shuō)明書(shū)中，所謂"部件A與部件B相連接的狀態(tài)"，包括部件A 與部件B物理地直接連接的情形，以及部件A與部件B經(jīng)由不對(duì)電連接 狀態(tài)產(chǎn)生影響的其他部件間接相連接的情形。同樣地，所謂"部件C被設(shè)置在部件A與部件B之間的狀態(tài)"，除部 件A與部件C、或部件B與部件C直接相連的情形外，還包括經(jīng)由不對(duì) 電連接狀態(tài)產(chǎn)生影響的其他部件間接相連接的情形。圖1是表示安裝了本發(fā)明實(shí)施方式的FM發(fā)送機(jī)100的電子設(shè)備200 的整體結(jié)構(gòu)的框圖。該電子設(shè)備200例如是便攜式電話(huà)終端、無(wú)線(xiàn)電接收 機(jī)、半導(dǎo)體存儲(chǔ)式音頻播放器，具有音頻的再現(xiàn)功能。所再現(xiàn)的音頻信號(hào) 可以從電子設(shè)備200自帶的揚(yáng)聲器或耳機(jī)等電音響轉(zhuǎn)換元件本身輸出。除 此之外，電子設(shè)備200為了能再現(xiàn)更高音質(zhì)的音頻，還能對(duì)音頻信號(hào)進(jìn)行頻率調(diào)制，以電波的方式發(fā)送到外部。用戶(hù)能夠用外部的音頻播放器接收 所發(fā)送的信號(hào)，以更高的音質(zhì)來(lái)進(jìn)行再現(xiàn)。本實(shí)施方式的FM發(fā)送機(jī)100除音頻數(shù)據(jù)外，還能發(fā)送字符數(shù)據(jù)等。 為此，F(xiàn)M發(fā)送機(jī)100和主處理器120生成符合RDS/RBDS的信號(hào)。另夕卜， "RDS/RBDS"這樣的表達(dá)方式表示可以是任一者，或者也可以是兩者。電子設(shè)備200包括音源110、主處理器120、FM發(fā)送機(jī)100、天線(xiàn)112。 音源110和主處理器120可以是同一 IC。音源110輸出音頻信號(hào)Sl。例如，音頻信號(hào)Sl可以是接收廣播波并 解調(diào)而得到的信號(hào)，也可以是再現(xiàn)存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器中的數(shù)據(jù)所得到的信號(hào)， 對(duì)其生成方法不做限定。音源IIO和FM發(fā)送機(jī)100以預(yù)定方式的總線(xiàn)114 相連。例如總線(xiàn)114是I2S總線(xiàn)。此時(shí)，在音源110和FM發(fā)送才幾100之 間，音頻信號(hào)Sl被作為串行數(shù)據(jù)傳送。FM發(fā)送4幾100接收來(lái)自音源110的音頻信號(hào)Sl。 FM發(fā)送才幾100包 括接口部(I/F)20、立體聲調(diào)制器22、頻率調(diào)制器24、功率放大器26、 存儲(chǔ)器30、數(shù)字調(diào)制器10,作為功能IC ( Integrated Circuit:集成電路) 一體集成在一個(gè)半導(dǎo)體襯底上。另外，圖1是僅抽取出主要的電路塊來(lái)表 示的，其他電路塊被適當(dāng)省略了。接口部20經(jīng)由輸入端子102接收來(lái)自音源110的音頻信號(hào)Sl。接口 部20接收音頻信號(hào)S1，輸出到立體聲調(diào)制器22。立體聲調(diào)制器22對(duì)音 頻信號(hào)Sl施加立體聲調(diào)制，生成立體聲混合信號(hào)S2。RDS/RBDS的詳細(xì)情況在非專(zhuān)利文獻(xiàn)1等中有所記述，所以參考這些 文獻(xiàn)即可。主處理器120輸出要作為RDS/RBDS發(fā)送的數(shù)據(jù)Dl。該要發(fā) 送的數(shù)據(jù)Dl本身不是RDS/RBDS格式，只不過(guò)是文本數(shù)據(jù)。主處理器120 和FM發(fā)送機(jī)100以預(yù)定方式的總線(xiàn)116相連接。例如總線(xiàn)116是I2C總 線(xiàn)。接口部20經(jīng)由總線(xiàn)116接收被輸入到輸入端子104的數(shù)據(jù)Dl。數(shù)據(jù) Dl是音頻信號(hào)Sl和應(yīng)從天線(xiàn)112發(fā)送的附加數(shù)據(jù)。另外，優(yōu)選僅在應(yīng)從 天線(xiàn)112發(fā)送的RDS/RBDS數(shù)據(jù)被改變的定時(shí)(timing)進(jìn)行從主處理器 120向FM發(fā)送機(jī)100的數(shù)據(jù)發(fā)送。此時(shí)，僅在數(shù)據(jù)改變時(shí)更新存儲(chǔ)器30 的內(nèi)容。存儲(chǔ)器30由寄存器等構(gòu)成，存儲(chǔ)接口部20所收到的數(shù)據(jù)Dl。在 RDS/RBDS格式下，同一數(shù)據(jù)被反復(fù)發(fā)送。主處理器120將作為反復(fù)的單9位的數(shù)據(jù)一并輸出給FM發(fā)送機(jī)100。數(shù)字調(diào)制器10依次讀出存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器30中的數(shù)據(jù)Dl，進(jìn)行雙相移 相調(diào)制，濾波后輸出。加法器28使從數(shù)字調(diào)制器10輸出的RDS/RBDS 數(shù)據(jù)D16與立體聲混合信號(hào)S2相加。頻率調(diào)制器24將加法器28的輸出 作為調(diào)制信號(hào)，對(duì)載波進(jìn)行頻率調(diào)制。功率放大器26對(duì)頻率調(diào)制器24的 輸出進(jìn)行放大，經(jīng)由輸出端子106輸出到外部的天線(xiàn)112。以上是FM發(fā)送機(jī)100的整體結(jié)構(gòu)的概況。下面說(shuō)明數(shù)字調(diào)制器10 的結(jié)構(gòu)和動(dòng)作。圖2是表示圖1的數(shù)字調(diào)制器IO的結(jié)構(gòu)的框圖。數(shù)字調(diào)制器10包括分頻器12、輸入緩沖器14、差動(dòng)編碼器16、數(shù)據(jù) 判定部40、波形生成部42、控制部50、振幅調(diào)制器52。數(shù)字調(diào)制器IO被依次輸入從圖1的存儲(chǔ)器30—比特一比特地讀出的 輸入數(shù)據(jù)DIO。輸入數(shù)據(jù)D10的比特率是1.1875kHz。數(shù)字調(diào)制器10對(duì)輸 入數(shù)據(jù)D10施加PSK (相位偏移調(diào)制)，濾波后輸出。PSK是BPSK。分頻器12被輸入系統(tǒng)時(shí)鐘CKsys。分頻器12對(duì)系統(tǒng)時(shí)鐘CKsys進(jìn)行 分頻，生成具有與輸入數(shù)據(jù)D10相同的頻率的基準(zhǔn)時(shí)鐘CKIO。輸入緩沖 器14接收輸入數(shù)據(jù)D10和基準(zhǔn)時(shí)鐘CK10。輸入緩沖器14例如由觸發(fā)器 或鎖存電路構(gòu)成，當(dāng)由觸發(fā)器構(gòu)成時(shí)，在基準(zhǔn)時(shí)鐘CKIO的每個(gè)正沿時(shí)鎖 存輸入數(shù)據(jù)D10的值。輸入緩沖器14的輸出數(shù)據(jù)(以下稱(chēng)輸入數(shù)據(jù)Dll ) 被輸入到差動(dòng)編碼器16。差動(dòng)編碼器16對(duì)輸入數(shù)據(jù)D11進(jìn)行差分編碼。差動(dòng)編碼器16包括異 或門(mén)(以下稱(chēng)XOR門(mén))16a、延遲電路16b。延遲電路16b使XOR門(mén)16a 的輸出延遲l數(shù)據(jù)量、即基準(zhǔn)時(shí)鐘CK10的l周期量。XOR門(mén)16a輸出延 遲電路16b的輸出與輸入數(shù)據(jù)Dll的異或邏輯值。差動(dòng)編碼器16的輸出 數(shù)據(jù)(以下稱(chēng)差分?jǐn)?shù)據(jù))D12成為被差分編碼了的數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)判定部40接收差分?jǐn)?shù)據(jù)D12。數(shù)據(jù)判定部40判斷連續(xù)的n個(gè)差 分?jǐn)?shù)據(jù)D12的值的組合。差分?jǐn)?shù)據(jù)D12的組合有2"種。下面說(shuō)明判斷n =2時(shí)、即連續(xù)的4個(gè)差分?jǐn)?shù)據(jù)的組合的情況。數(shù)據(jù)判定部40生成表示所判定出的差分?jǐn)?shù)據(jù)D12的組合的組合數(shù)據(jù) D13。差分?jǐn)?shù)據(jù)D12是取r或0值的l位的數(shù)據(jù)，將連續(xù)的兩個(gè)差分?jǐn)?shù)據(jù) D12的組合記作(Dl， D2)。此時(shí)，組合凄t據(jù)D13表示(0， 0)、 (0， 1 )、 (1， 0)、 (1, 1 )的任一種。波形生成部42接收組合數(shù)據(jù)D13。波形生成部42中按四個(gè)組合(0, 0)、 (0， 1)、 (1， 0)、 (1, 1)的每一個(gè)分別設(shè)定有波形生成規(guī)則。波形 生成部42基于與由組合數(shù)據(jù)D13所表示的、由數(shù)據(jù)判定部40判定出的組 合相對(duì)應(yīng)的波形生成規(guī)則，依次輸出數(shù)字波形信號(hào)D14。波形生成部42包括運(yùn)算部44、 ROM46、副載波生成部48。運(yùn)算部 44和ROM46生成數(shù)字波形信號(hào)D14。另外，副載波生成部48、 ROM46 生成57kHz的副載波D15。ROM46記錄三角函數(shù)的波形數(shù)據(jù)。也可以用硬盤(pán)等取代ROM。運(yùn)算 部44讀出三角函數(shù)的波形數(shù)據(jù)，根據(jù)組合數(shù)據(jù)D13對(duì)其施加預(yù)定的運(yùn)算 后輸出?，F(xiàn)在，將記錄在ROM46中的三角函數(shù)的波形數(shù)據(jù)記作sin ( cot)。 to t是變量。波形數(shù)據(jù)被量化為數(shù)字值。關(guān)于用于生成數(shù)字波形信號(hào)D14的波形生成規(guī)則，在將數(shù)字波形信號(hào) D14的值記作y時(shí)，以al、 a2、 (3為常數(shù)，可以如下這樣規(guī)定。針對(duì)D13^ (0, 0), *見(jiàn)定y = a 1 - sin ( wt)，4十對(duì)D13 = (0， 1 )， >見(jiàn)定y = a2 ' sin ( 0.5 oot) + (3 ( sinl.5cot)，針對(duì)D13 = (1, 0),規(guī)定y= - a2 sin ( 0.5cot) - (3 ( sinl.5wt),針對(duì)D13 = (I, 1 ), >見(jiàn)定y = - a 1 sin ( an)。w是基準(zhǔn)時(shí)鐘CK10的角頻率，t是時(shí)間。即，波形生成規(guī)則以頻率 不同的三角函數(shù)的波形數(shù)據(jù)的線(xiàn)性和來(lái)規(guī)定。這表示通過(guò)傅立葉級(jí)數(shù)展開(kāi) 近似所應(yīng)生成的波形。優(yōu)選a 1: a2: (3設(shè)定為1:1:0.25,或者與此相接近的 值。下面以0(1="2=1、卩=0.25來(lái)進(jìn)4亍說(shuō)明。若使a 1 = a 2 = 1 ，則無(wú) 需進(jìn)行實(shí)質(zhì)的乘法處理。另外，若使0=0.25,則能夠利用移位來(lái)實(shí)現(xiàn)， 所以具有不需要乘法運(yùn)算的優(yōu)點(diǎn)。乘法器的電路面積較大，所以在縮小電 路面積方面效果較好。但是，在想要提高波形的近似精度時(shí)，也可以將a 1、 a2、 P設(shè)定為其他值。此時(shí)，雖然失去電路結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)化這樣的效果，但 能提高數(shù)字波形信號(hào)D14的精度。圖3是表示運(yùn)算部44中所設(shè)定的波形生成規(guī)則的圖。圖中，A~ D的 實(shí)線(xiàn)分別表示與組合(0, 0)、 ( 1， 1 )、 (0, 1 )、 ( 1， 0)對(duì)應(yīng)的數(shù)字波形 信號(hào)D14的波形。回到圖2?？刂撇?0接收系統(tǒng)時(shí)鐘CKsys，控制運(yùn)算部44、副載波 生成部48?？刂撇?0通過(guò)計(jì)數(shù)系統(tǒng)時(shí)鐘CKsys來(lái)管理時(shí)刻t。運(yùn)算部44 讀出對(duì)應(yīng)于時(shí)刻t的sin (cot)的值。運(yùn)算部44也可以為接收變量t并讀 出與之對(duì)應(yīng)的sin ( cot)的值而包含地址譯碼器。副載波生成部48利用記錄在ROM46中的波形數(shù)據(jù)sin ( an),生成 co = 2tt x fs的副載波D15。 fs=57kHz。副載波生成部48與運(yùn)算部44 一 樣包含地址譯碼器。振幅調(diào)制器52例如是混頻器，接收來(lái)自波形生成部 42的數(shù)字波形信號(hào)D14,以此作為調(diào)制信號(hào)對(duì)副載波D15進(jìn)行調(diào)制。振 幅調(diào)制器52的輸出成為RDS/RBDS數(shù)據(jù)D16。圖4是表示本實(shí)施方式的圖2的數(shù)字調(diào)制器10的動(dòng)作的時(shí)序圖。通 過(guò)輸入緩沖器14,輸入數(shù)據(jù)Dll與基準(zhǔn)時(shí)鐘CK10同步。輸入數(shù)據(jù)Dll 具有在基準(zhǔn)時(shí)鐘CK10的正沿時(shí)刻時(shí)輸入數(shù)據(jù)D10的值。差分?jǐn)?shù)據(jù)D12是對(duì)輸入數(shù)據(jù)Dll差分編碼后的數(shù)據(jù)。即，當(dāng)對(duì)應(yīng)于 某基準(zhǔn)時(shí)鐘CK10的日寸刻n T時(shí)的輸入數(shù)據(jù)Dll的值，與對(duì)應(yīng)于之前一 個(gè)基準(zhǔn)時(shí)鐘CK10的時(shí)刻(n_ 1 ) T時(shí)的差分?jǐn)?shù)據(jù)D12的值相一致時(shí)， 時(shí)刻n . T時(shí)的差分?jǐn)?shù)據(jù)D12成為低電平(0)，當(dāng)兩者不一致時(shí)，差分?jǐn)?shù) 據(jù)D12成為高電平(1 )。這里，T是基準(zhǔn)時(shí)鐘CK10的周期。圖4的信號(hào)BPSK表示對(duì)差分?jǐn)?shù)據(jù)D12進(jìn)行雙相移相調(diào)制后的信號(hào)。 在差分?jǐn)?shù)據(jù)D12為1時(shí)和為0時(shí)，信號(hào)BPSK的相位變動(dòng)180度。信號(hào) BPSK并不在數(shù)字調(diào)制器10中實(shí)際生成，只是為說(shuō)明電路的處理而圖示 的。數(shù)字波形信號(hào)D14表示利用低通濾波器對(duì)BPSK進(jìn)行濾波處理所應(yīng)生 成的波形。本實(shí)施方式的數(shù)字調(diào)制器10不是生成信號(hào)BPSK后對(duì)其進(jìn)行 濾波處理的，而是不經(jīng)過(guò)信號(hào)BPSK的生成，直接生成數(shù)字波形信號(hào)D14。組合數(shù)據(jù)D13根據(jù)連續(xù)的兩個(gè)差分?jǐn)?shù)據(jù)D12的值，取(O, 0)、 (0， 1 )、 (1， 0)、 (1， l)中的某一者。波形生成部42根據(jù)組合數(shù)據(jù)D13依次 生成波形A~D的任一者，由此生成數(shù)字波形信號(hào)D14。以上是數(shù)字調(diào)制器10的結(jié)構(gòu)和動(dòng)作。根據(jù)本實(shí)施方式的數(shù)字調(diào)制器 10，不是利用數(shù)字或模擬濾波器進(jìn)行濾波處理，而是設(shè)定用于生成對(duì)濾波 (濾波器處理)后應(yīng)輸出的波形進(jìn)行近似的波形的規(guī)則。結(jié)果，不需要濾 波器電路，能夠簡(jiǎn)單地進(jìn)行PSK和濾波。如果用模擬電路形成濾波器，則電路部件會(huì)增加。并且，存在由于電路部件的偏差，所生成的波形會(huì)受到影響，誤碼率會(huì)升高這樣的問(wèn)題。另 外，還存在若由于偏差導(dǎo)致濾波器的截止頻率變大，則以57kHz為中心的RDS/RBDS數(shù)據(jù)的頻譜會(huì)泄漏到以38kHz為中心的立體聲調(diào)制信號(hào)中這樣的問(wèn)題。與此不同，在本實(shí)施方式的數(shù)字調(diào)制器10中，由于不需要濾波器， 所以能夠抑制電路面積的增大。并且不存在濾波器的截止頻率出現(xiàn)偏差的 問(wèn)題，所以還能夠抑制對(duì)立體聲調(diào)制信號(hào)的影響。另外，在用數(shù)字電路構(gòu)成濾波器時(shí)，由于要求運(yùn)算精度，所以電路規(guī) 模、消耗功率會(huì)變大，但用本實(shí)施方式的數(shù)字調(diào)制器10，能夠消除該問(wèn)題。另外，是以頻率不同的三角函數(shù)的波形數(shù)據(jù)的線(xiàn)性和來(lái)規(guī)定波形生成 規(guī)則的。所以，能夠通過(guò)傅立葉級(jí)數(shù)展開(kāi)來(lái)近似濾波后的波形。在實(shí)施方 式中，是以頻率不同的三個(gè)正弦波的線(xiàn)性和來(lái)進(jìn)行近似的，但也可以包含 更高階的正弦波。用余弦波cos取代正弦波、或者同時(shí)使用兩者來(lái)近似， 也能取得同樣的效果。根據(jù)所要近似的波形，有時(shí)使用余弦波cos更加合 適。在本實(shí)施方式中，圖4的信號(hào)BPSK是相位根據(jù)差分?jǐn)?shù)據(jù)D12而變動(dòng) 的周期信號(hào)。信號(hào)BPSK在每一周期中的中間時(shí)刻T/2通過(guò)值0。 T是信 號(hào)BPSK的周期。此時(shí)，應(yīng)著眼于由波形生成部42生成的各數(shù)字波形 信號(hào)D14 ( A-D)成為表現(xiàn)從某周期內(nèi)周期信號(hào)BPSK通過(guò)0的時(shí)刻起 至下 一周期內(nèi)通過(guò)0的時(shí)刻為止的區(qū)間的數(shù)據(jù)。如果對(duì)應(yīng)于與信號(hào)BPSK (或者基準(zhǔn)時(shí)鐘CK10)的1周期相同的區(qū) 間地生成數(shù)字波形信號(hào)D14,則由于數(shù)字波形信號(hào)D14由連續(xù)的n=3個(gè) 差分?jǐn)?shù)據(jù)D12的值決定，所以必須規(guī)定23= 8個(gè)波形生成規(guī)則。并且此時(shí)， 數(shù)據(jù)判定部40需要監(jiān)視連續(xù)的三個(gè)差分?jǐn)?shù)據(jù)D12，判斷其組合。與此不同，在本實(shí)施方式中，以信號(hào)BPSK通過(guò)值0的點(diǎn)作為1區(qū)間 來(lái)進(jìn)行波形的近似，所以能夠減少所要準(zhǔn)備的波形的個(gè)數(shù)。當(dāng)然，規(guī)定8個(gè)波形生成規(guī)則來(lái)生成數(shù)字波形信號(hào)D14的情況也包含 在本發(fā)明的范圍內(nèi)。圖5是FM發(fā)送才幾100及外圍電路的電路圖。FM發(fā)送機(jī)100的IC具 有1號(hào)管腳 28號(hào)管腳。1號(hào)管腳、2號(hào)管腳、7號(hào)管腳、8號(hào)管腳、27號(hào)管腳被提供針對(duì)FM發(fā)送機(jī)100內(nèi)的模擬電路的電源電壓VCC、接地電壓GND。 12、 13、 23 號(hào)管腳被提供針對(duì)數(shù)字電路的電源電壓VDD、接地電壓GND。偏置電路(BIAS ) 326生成偏置電壓，提供給FM發(fā)送機(jī)的各電路塊。 偏置電壓由與3號(hào)管腳相連的電容器進(jìn)行平滑化。調(diào)節(jié)器(REG) 304生成FM發(fā)送機(jī)100的內(nèi)部邏輯所使用的電壓。 從11號(hào)管腳輸出由調(diào)節(jié)器304生成的電壓。19~21號(hào)管腳經(jīng)由12S總線(xiàn)連接音源110。19號(hào)管腳是數(shù)據(jù)用的管腳， 20號(hào)管腳是時(shí)鐘用的管腳，21號(hào)管腳是LR時(shí)鐘用的管腳。12S總線(xiàn)接口 部306與音源110收發(fā)數(shù)據(jù)。17、 18號(hào)管腳經(jīng)由I2C總線(xiàn)連接主處理器120。 17號(hào)管腳是時(shí)鐘信號(hào) 用的管腳，18號(hào)管腳是數(shù)據(jù)信號(hào)用的管腳。15號(hào)管腳、16號(hào)管腳與晶體振動(dòng)器344相連接。振蕩器302提供系 統(tǒng)時(shí)鐘。14號(hào)管腳被輸入芯片使能信號(hào)。通過(guò)芯片使能信號(hào)，F(xiàn)M發(fā)送機(jī)IOO 切換通常工作的模式和節(jié)電模式(power down mode )。在節(jié)電模式下，內(nèi) 部電路關(guān)閉，消耗電流幾乎成為O，成為不接收外部來(lái)的信號(hào)的狀態(tài)。22號(hào)管腳被輸入器件地址選擇信號(hào)。是在除FM發(fā)送機(jī)100外還存在 以共同的12C總線(xiàn)進(jìn)行控制的LSI時(shí)，為區(qū)別它們而設(shè)的。24號(hào)管腳是測(cè)試用端子。25號(hào)管腳是RDS用觸發(fā)輸.出端子。RDS數(shù)字調(diào)制器(RDS ) 312將 從外部向FM發(fā)送機(jī)100發(fā)送了 RDS信號(hào)這一情況經(jīng)由25號(hào)管腳通知給 FM發(fā)送機(jī)100以外的電路塊。立體聲調(diào)制器310接收從音源110收來(lái)的音頻信號(hào)，對(duì)其進(jìn)行立體聲 調(diào)制，生成立體聲混合信號(hào)。RDS數(shù)字調(diào)制器312依次讀出來(lái)自主處理器 120的數(shù)據(jù)，進(jìn)行雙相移相(Binary Phase Shift)調(diào)制，濾波后輸出。力口法 器314將從RDS數(shù)字調(diào)制器312輸出的RDS/RBDS數(shù)據(jù)與立體聲混合信 號(hào)相加。DAC316對(duì)加法器314的輸出進(jìn)行數(shù)模轉(zhuǎn)換。由調(diào)制度調(diào)節(jié)部 (MODADJ) 318調(diào)節(jié)DAC316的振幅，經(jīng)由5號(hào)管腳、外部的電容器 C100、6號(hào)管腳提供給PLL322。 6號(hào)管腳經(jīng)由電容器C102和4號(hào)管腳(PLL 時(shí)間常數(shù)切換端子)與循環(huán)濾波器(LOOPFIL) 324相連接。通過(guò)與4號(hào)管腳相連接的電容器C102和FM發(fā)送機(jī)100內(nèi)部的未圖示的電阻，形成 循環(huán)濾波器324，根據(jù)是改變電容器C102的電容值還是改變電阻值來(lái)調(diào) 節(jié)時(shí)間常數(shù)。VCO320按與來(lái)自PLL的信號(hào)相應(yīng)的頻率振蕩，將FM調(diào)制后的信號(hào) 提供給分配器(divider) ( DIV ) 328。 VCO320經(jīng)由9、 10號(hào)管腳連接變 容二極管和電—感器。FM發(fā)送機(jī)100具有兩系統(tǒng)的功率放大器。分配器328向功率放大器 330、 332輸出信號(hào)。功率放大器330的輸出從26號(hào)管腳輸出到外部。26 號(hào)管腳與匹配電路340相連接。功率放大器332的輸出從28號(hào)管腳輸出 到外部。28號(hào)管腳與匹配電路342相連接。通過(guò)設(shè)計(jì)兩系統(tǒng)的功率放大器 和匹配電路，能夠根據(jù)各系統(tǒng)的負(fù)載(天線(xiàn))來(lái)調(diào)節(jié)頻率特性。圖l和圖5的對(duì)應(yīng)關(guān)系如下所示。接口部20: 4妄口部306、 308數(shù)字調(diào)制器10: RDS312加法器28:加法器314頻率調(diào)制器24: DAC316 、調(diào)制度調(diào)節(jié)部318 、循環(huán)濾波器324 、 PLL322 、 VCO320功率放大器26:分配器328、功率放大器330、 332以上基于實(shí)施方式說(shuō)明了本發(fā)明。該實(shí)施方式是個(gè)例示，其各結(jié)構(gòu)要 素和各處理過(guò)程的組合可以有各種變形例，本領(lǐng)域技術(shù)人員能夠理解這些 變形例也包含在本發(fā)明的范圍內(nèi)。下面說(shuō)明這樣的變形例。在實(shí)施方式中，波形生成部42是包含記錄有作為基礎(chǔ)的三角函數(shù)的 波形數(shù)據(jù)的ROM46的結(jié)構(gòu)，但本發(fā)明不限于此。例如也可以不設(shè)置 ROM46,直接由DSP運(yùn)算三角函數(shù)。另外，運(yùn)算部44通過(guò)對(duì)記錄在ROM46中的作為基礎(chǔ)的三角函^:的波 形數(shù)據(jù)進(jìn)行運(yùn)算來(lái)生成圖3的波形A~D,但本發(fā)明不限于此。例如，也 可以取代作為基礎(chǔ)的三角函數(shù)的波形數(shù)據(jù)，而是在ROM46中直接存儲(chǔ)波 形A-D?；蛘?，僅存儲(chǔ)波形A、 C，使A、 C的符號(hào)反轉(zhuǎn)而得到B、 D。在實(shí)施方式中以進(jìn)行BPSK的調(diào)制器為例進(jìn)行了說(shuō)明，但本發(fā)明不限此時(shí)，只要增加進(jìn)行近似的波形的個(gè)數(shù)即可。在實(shí)施方式中，說(shuō)明了對(duì)RDS/RBDS數(shù)據(jù)進(jìn)行調(diào)制的調(diào)制器，但本發(fā) 明還能很好地適用于其-他數(shù)字調(diào)制。盡管已經(jīng)使用特定術(shù)語(yǔ)來(lái)描述了本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例，但這種描述僅 用于說(shuō)明的目的，并且應(yīng)當(dāng)理解為，在不偏離所附權(quán)利要求的本質(zhì)和范圍 的情況下，可以進(jìn)行修改和變更。
權(quán)利要求
1.一種對(duì)輸入數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)進(jìn)行PSK(相位偏移調(diào)制)，并濾波后輸出的數(shù)字調(diào)制器，其特征在于，包括數(shù)據(jù)判定部，判定連續(xù)的兩個(gè)以上的上述輸入數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)的值的組合；和波形生成部，按每種組合規(guī)定有波形生成規(guī)則，基于與上述數(shù)據(jù)判定部所判定的組合相對(duì)應(yīng)的波形生成規(guī)則，依次輸出數(shù)字波形信號(hào)。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的數(shù)字調(diào)制器，其特征在于上述波形生成部包括記錄有三角函數(shù)的波形數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)器，讀出上述 三角函數(shù)的波形數(shù)據(jù)，根據(jù)上述數(shù)據(jù)的組合對(duì)該波形數(shù)據(jù)施加預(yù)定的運(yùn)算 后輸出。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的數(shù)字調(diào)制器，其特征在于上述波形生成規(guī)則是以頻率不同的三角函數(shù)的波形數(shù)據(jù)的線(xiàn)性和來(lái) 規(guī)定的。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的數(shù)字調(diào)制器，其特征在于 上述輸入數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)是取1或0值的1位的數(shù)據(jù)，將連續(xù)的兩個(gè)輸入數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)的組合記為(D1, D2),將基準(zhǔn)頻率的上述三角函數(shù)的波形數(shù)據(jù)記 為sin (cot)時(shí)，其中wt是變量，上述數(shù)據(jù)判定部判定為(0, 0)、 (0, 1)、 (1, 0)、 (1， 1)中的任一者，用于生成上述數(shù)字波形信號(hào)y的上述波形生成MJ'j以oc 1、 oc2、 (3為常數(shù)，針對(duì)(0, 0 ),頭見(jiàn)定為y = a 1 sin ( oot)，針對(duì)(0, 1 )，規(guī)定為y = ot2 sin ( 0.5cot) + (3 ( sinl.5 wt)， 針對(duì)(1, 0),失見(jiàn)定為y = — oc2 sin ( 0.5cot) — (3 ( sinl.5cot), 針對(duì)(1, 1 ),規(guī)定為y = - a 1 . sin ( cot)。
5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的數(shù)字調(diào)制器，其特征在于 a l:a2: (3為約1:1:0.25。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的數(shù)字調(diào)制器，其特征在于 上述輸入數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)是取1或0值的1位的數(shù)據(jù)，PSK是BPSK (雙相移相調(diào)制)，在相位根據(jù)上述輸入數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)而變動(dòng)的周期信號(hào)每周期內(nèi)都 通過(guò)0時(shí)，由上述波形生成部生成的各數(shù)字波形信號(hào)，是表現(xiàn)從某周期內(nèi)上述周期信號(hào)通過(guò)0的時(shí)刻起至下一周期內(nèi)通過(guò)0的時(shí)刻為止的區(qū)間的數(shù)據(jù)。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的數(shù)字調(diào)制器，其特征在于 還包括對(duì)1位的數(shù)字信號(hào)進(jìn)行差分編碼的差分編碼器，上述數(shù)據(jù)判定部接收上述差分編碼器的輸出作為上述輸入數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)。
8. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的數(shù)字調(diào)制器，其特征在于上述1位的數(shù)字信號(hào)是RDS (廣播數(shù)據(jù)系統(tǒng))/RBDS (無(wú)線(xiàn)廣播數(shù)據(jù) 系統(tǒng))數(shù)據(jù)。
9. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的數(shù)字調(diào)制器，其特征在于 還包括振幅調(diào)制器，接收來(lái)自上述波形生成部的波形信號(hào)，以此作為調(diào)制信號(hào)對(duì)載波進(jìn)行調(diào)制。
10. 根據(jù)權(quán)利要求9所述的數(shù)字調(diào)制器，其特征在于 被一體集成在一個(gè)半導(dǎo)體襯底上。
11. 一種FM發(fā)送機(jī)，其特征在于，包括 立體聲調(diào)制器，將音頻信號(hào)變換成立體聲混合信號(hào)；權(quán)利要求9所述的數(shù)字調(diào)制器，接收RDS/RBDS數(shù)據(jù)，進(jìn)行差分編碼、 BPSK、濾波后輸出；加法器，將上述數(shù)字調(diào)制器的輸出信號(hào)與從上述立體聲調(diào)制器輸出的 上述立體聲混合信號(hào)相加；以及頻率調(diào)制器，接收上述加法器的輸出信號(hào)，以此作為調(diào)制信號(hào)對(duì)載波 進(jìn)行調(diào)制。
12. —種電子設(shè)備，其特征在于，包括 音源，輸出音頻信號(hào)；主處理器，生成RDS/RBDS數(shù)據(jù)；以及權(quán)利要求11所述的FM發(fā)送機(jī)，經(jīng)由預(yù)定的總線(xiàn)與上述音源和上述 主處理器相連接，接收上述音頻信號(hào)和上述RDS/RBDS數(shù)據(jù)，進(jìn)行頻率調(diào) 制后輸出。
13. —種數(shù)字調(diào)制方法，其特征在于，包括判定連續(xù)的兩個(gè)以上的輸入數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)的值的組合的步驟；和從按各種組合而設(shè)定的波形生成規(guī)則中選擇與所判定的組合對(duì)應(yīng)的 波形生成規(guī)則，基于所選擇的波形生成規(guī)則生成數(shù)字波形信號(hào)的步驟。
全文摘要
本發(fā)明提供一種數(shù)字調(diào)制器和數(shù)字調(diào)制方法。數(shù)字調(diào)制器對(duì)差分?jǐn)?shù)據(jù)施加BPSK，并濾波后輸出。數(shù)據(jù)判定部判斷連續(xù)的兩個(gè)差分?jǐn)?shù)據(jù)的值的組合。波形生成部按每種組合規(guī)定有波形生成規(guī)則。波形生成部基于與數(shù)據(jù)判定部所判定的組合對(duì)應(yīng)的波形生成規(guī)則，依次輸出數(shù)字波形信號(hào)。
文檔編號(hào)H04H20/28GK101237287SQ20081000534
公開(kāi)日2008年8月6日 申請(qǐng)日期2008年2月1日 優(yōu)先權(quán)日2007年2月2日
發(fā)明者古本仁, 齊藤弘治 申請(qǐng)人:羅姆股份有限公司