專利名稱：頻率調(diào)變信號接收器及接收方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明有關(guān)一種頻率調(diào)變信號接收器及接收方法，且特別是有關(guān)一種可以補(bǔ)償頻率偏移的頻率調(diào)變信號接收器及接收方法。
背景技術(shù)：
頻率調(diào)變(frequency modulation)技術(shù)是廣為應(yīng)用于現(xiàn)今的通訊系統(tǒng)中。傳送器依據(jù)一特定的無線通訊標(biāo)準(zhǔn)對所欲傳送的數(shù)據(jù)進(jìn)行頻率調(diào)變而得到一頻率調(diào)變信號，此頻率調(diào)變信號是一射頻信號。接收器接收頻率調(diào)變信號，并對頻率調(diào)變信號進(jìn)行解調(diào)以還原得到所欲傳送的數(shù)據(jù)。
請參照圖1，其是傳統(tǒng)頻率調(diào)變信號接收器的方塊圖。頻率調(diào)變信號接收器100包括一天線110、 一調(diào)諧器120、 一模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器130、 一解調(diào)單元140以及一補(bǔ)償單元150。天線110接收頻率調(diào)變信號FM。調(diào)諧器120包括一低噪聲放大器122、 一本地振蕩器124、 一混波器126以及一中頻放大器128。低噪聲放大器122用以放大頻率調(diào)變信號FM。本地振蕩器124用以提供一本地振蕩頻率L0?；觳ㄆ?26依據(jù)本地振蕩頻率L0將放大后的頻率調(diào)變信號FM降頻為一第一中頻信號IF1 。中頻放大器將第一中頻信號IF1放大為一第二中頻信號IF2。
模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器130將第二中頻信號IF2轉(zhuǎn)換為一數(shù)字中頻信號DIF。解調(diào)單元140對數(shù)字中頻信號DIF進(jìn)行解調(diào)以得到音頻信號AS。然而，當(dāng)傳送器端的本地振蕩頻率與頻率調(diào)變信號接收器100的本地振蕩頻率L0具有輕微差異時，會導(dǎo)致音頻信號AS產(chǎn)生失真(distortion)，使得音頻信號AS會具有直流偏移電平(DCoffset level),如此一來會導(dǎo)致系統(tǒng)降級(degrade)現(xiàn)象的產(chǎn)生。
為了克服不需要的直流偏移電平，補(bǔ)償單元150檢測音頻信號AS中因為載波頻率與本地振蕩頻率L0不一致所導(dǎo)致的直流偏移電平，并據(jù)以產(chǎn)生一控制信號CS。補(bǔ)償單元150利用控制信號CS調(diào)整本地振蕩器124所產(chǎn)生的本地振蕩頻率L0，以消除音頻信號AS的直流偏移電平。然而，上述用以消除音頻信號AS的直流偏移電平的方法，是應(yīng)用于頻率調(diào)變信號接收器100的模擬端。對于現(xiàn)今多種特殊應(yīng)用集成電路(ASIC)而言，頻率調(diào)變信號接收器100若能于數(shù)字端對音頻信號AS進(jìn)行補(bǔ)償是較佳的選擇。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明是提供一種頻率調(diào)變信號接收器及接收方法，是于頻率調(diào)變信號接收器的數(shù)字端對音頻信號進(jìn)行補(bǔ)償，以消除音頻信號中因頻率偏移而造成的直流偏移電平。
根據(jù)本發(fā)明的第一方面，提出一種頻率調(diào)變信號接收器，包括一天線、 一調(diào)諧器、 一模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器、 一解調(diào)模塊以及一頻率偏移估測模塊。天線用以接收頻率調(diào)變信號。調(diào)諧器耦接至天線，用以將頻率調(diào)變信號變換為一中頻信號。模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器耦接至調(diào)諧器，用以將中頻信號轉(zhuǎn)換為一數(shù)字中頻信號。解調(diào)模塊耦接至模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器，用以基于一頻率偏移補(bǔ)償信號將數(shù)字中頻信號解調(diào)為一音頻信號。頻率偏移估測模塊耦接至解調(diào)模塊，用以依據(jù)音頻信號產(chǎn)生頻率偏移補(bǔ)償信號。
根據(jù)本發(fā)明的第二方面，提出一種頻率調(diào)變信號接收方法，包括下列步驟。接收頻率調(diào)變信號，并將頻率調(diào)變信號變換為一中頻信號。將中頻信號轉(zhuǎn)換為一數(shù)字中頻信號?；谝活l率偏移補(bǔ)償信號將數(shù)字中頻信號解調(diào)為一音頻信號。其中，頻率偏移補(bǔ)償信號是依據(jù)音頻信號產(chǎn)生。


為讓本發(fā)明的上述內(nèi)容能更明顯易懂，下面將配合附圖對本發(fā)明的較佳實施
例進(jìn)行詳細(xì)說明，其中
圖1是傳統(tǒng)頻率調(diào)變信號接收器的方塊圖。
圖2是依照本發(fā)明較佳實施例的頻率調(diào)變信號接收器的方塊圖。
圖3是依照本發(fā)明較佳實施例的頻率偏移估測模塊的方塊圖。
圖4是依照本發(fā)明較佳實施例的頻率調(diào)變信號接收方法的流程圖。
具體實施例方式
本發(fā)明提出一種頻率調(diào)變信號接收器及接收方法，對音頻信號(audio signal)中因為頻率偏移所造成的直流偏移電平(DC offset level)進(jìn)行估測(estimation),并于頻率調(diào)變信號接收器的數(shù)字端對音頻信號進(jìn)行補(bǔ)償，以消除音頻信號因失真而
產(chǎn)生的直流偏移電平，并進(jìn)而消除音頻信號的頻率偏移。請參照圖2，其是依照本發(fā)明較佳實施例的頻率調(diào)變信號接收器的方塊圖。頻率調(diào)變信號接收器200包括一天線210、 一調(diào)諧器220、 一模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器230、一解調(diào)模塊240以及一頻率偏移估測模塊250。天線210用以接收一頻率調(diào)變信號FM。此頻率調(diào)變信號FM包含有導(dǎo)航信息(pilot information),例如用以指示語音模式(sound mode)的導(dǎo)航數(shù)據(jù)。調(diào)諧器220耦接至天線210,用以將頻率調(diào)變信號FM變換為一中頻信號IF，此中頻信號IF例如為一聲音(sound)中頻信號。模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器230耦接至調(diào)諧器220，用以將中頻信號IF轉(zhuǎn)換為一數(shù)字中頻信號DIF。
解調(diào)模塊240耦接至模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器230，用以基于一頻率偏移補(bǔ)償信號DOCS將數(shù)字中頻信號DIF解調(diào)為一音頻信號AS。解調(diào)模塊240包括一直流數(shù)字頻率合成器(direct digital frequency synthesizer, DDFS)242、一第一低通濾波器244、一第二低通濾波器246以及一解調(diào)器248。直流數(shù)字頻率合成器242耦接至模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器230。若頻率調(diào)變信號FM的載波頻率(carrier frequency)發(fā)生載波偏移(carrier offset)時，直流數(shù)字頻率合成器242的頻率會不同于頻率調(diào)變信號FM的載波頻率(carrier frequency),使得解調(diào)模塊240所解調(diào)得到的音頻信號AS產(chǎn)生失真，亦即音頻信號AS會具有因頻率偏移而產(chǎn)生的直流偏移電平。
音頻信號AS的失真即代表導(dǎo)航信息可能會遺失，如此一來可能會產(chǎn)生諸多問題，例如為頻率調(diào)變信號接收器200所接收的頻率調(diào)變信號FM為立體聲(stereo)信號，但解調(diào)模塊240所得到的音頻信號AS卻為單音(mono)信號。因此，頻率偏移估測模塊250耦接至解調(diào)模塊240，用以依據(jù)音頻信號AS所具有的直流偏移電平，以產(chǎn)生頻率偏移補(bǔ)償信號DOCS。
直流數(shù)字頻率合成器242基于頻率偏移補(bǔ)償信號DOCS以消除頻率調(diào)變信號FM的載波偏移，并將數(shù)字中頻信號DIF變換為一數(shù)字在相(in-phase)基頻信號I及一數(shù)字正交(quadrature)基頻信號Q。第一低通濾波器244耦接至直流數(shù)字頻率合成器242，用以對數(shù)字在相基頻信號I進(jìn)行濾波。第二低通濾波器246耦接至直流數(shù)字頻率合成器242，用以對數(shù)字正交基頻信號Q進(jìn)行濾波。解調(diào)器248耦接至第一低通濾波器244及第二低通濾波器246，用以解調(diào)濾波后的數(shù)字在相基頻信號I及濾波后的數(shù)字正交基頻信號Q，以得到音頻信號AS。
請參照圖3，其是依照本發(fā)明較佳實施例的頻率偏移估測模塊的方塊圖。頻率偏移估測模塊250包括一直流偏移估測單元252以及一頻率偏移補(bǔ)償估測單元254。直流偏移電平估測單元252實質(zhì)上可視為一低通濾波器，例如為一回路濾波器(loop filter),用以對音頻信號AS進(jìn)行濾波，以過濾音頻信號AS中的高頻成份。如此一來，直流偏移估測單元252即可得到音頻信號AS的直流偏移電平，此直流偏移電平是對應(yīng)至調(diào)變信號FM的載波偏移，例如為0.5伏特。頻率偏移補(bǔ)償估測單元254耦接至直流偏移估測單元252，用以依據(jù)音頻信號AS的直流偏移電平的反相，例如為-0.5伏特，再轉(zhuǎn)換成補(bǔ)償頻率，以產(chǎn)生頻率偏移補(bǔ)償信號DOCS。直流數(shù)字頻率合成器242基于頻率偏移補(bǔ)償信號DOCS即可以消除頻率調(diào)變信號FM的載波偏移。
請參照圖4，其是依照本發(fā)明較佳實施例的頻率調(diào)變信號接收方法的流程圖。首先，于步驟S400中，接收一頻率調(diào)變信號，并將頻率調(diào)變信號變換為一中頻信號。接著，于步驟S410中，將中頻信號轉(zhuǎn)換為一數(shù)字中頻信號。然后，于步驟S420中，基于一頻率偏移補(bǔ)償信號將數(shù)字中頻信號解調(diào)為一音頻信號。同時，于步驟S430中，對音頻信號進(jìn)行濾波以得到音頻信號的直流偏移電平。之后，于步驟S440中，依據(jù)音頻信號的直流偏移電平的反相產(chǎn)生頻率偏移補(bǔ)償信號。上述的頻率調(diào)變信號接收方法，其詳細(xì)原理是己敘述于頻率調(diào)變信號接收器200中，故于此不再重述。
本發(fā)明上述實施例所揭露的頻率調(diào)變信號接收器及接收方法，是對音頻信號所具有的導(dǎo)因于頻率偏移的直流偏移電平進(jìn)行估測，并利用頻率調(diào)變信號接收器內(nèi)
的直流數(shù)字頻率合成器，基于所估測到的直流偏移電平的反相，再轉(zhuǎn)換成補(bǔ)償頻率以產(chǎn)生頻率偏移補(bǔ)償信號對音頻信號進(jìn)行補(bǔ)償，以消除頻率調(diào)變信號的載波偏移。如此一來，即可于頻率調(diào)變信號接收器的數(shù)字端對音頻信號進(jìn)行補(bǔ)償。故本發(fā)明的頻率調(diào)變信號接收器及接收方法相較于傳統(tǒng)而言更適用于現(xiàn)今流行的特殊應(yīng)用集成電路(ASIC)，且所消除的頻率調(diào)變信號的載波偏移更可達(dá)150KHz。
綜上所述，雖然本發(fā)明己以一較佳實施例揭露如上，然而其并非用以限定本發(fā)明。本發(fā)明所屬技術(shù)領(lǐng)域中具有通常知識者，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)，當(dāng)可作出各種等同的改變或替換。因此，本發(fā)明的保護(hù)范圍當(dāng)視后附的本申請權(quán)利要求所界定的為準(zhǔn)。
權(quán)利要求
1.一種頻率調(diào)變信號接收器，包括一天線，用以接收該頻率調(diào)變信號；一調(diào)諧器，耦接至該天線，用以將該頻率調(diào)變信號變換為一中頻信號；一模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器，耦接至該調(diào)諧器，用以將該中頻信號轉(zhuǎn)換為一數(shù)字中頻信號；一解調(diào)模塊，耦接至該模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器，用以基于一頻率偏移補(bǔ)償信號將該數(shù)字中頻信號解調(diào)為一音頻信號；以及一頻率偏移估測模塊，耦接至該解調(diào)模塊，用以依據(jù)該音頻信號產(chǎn)生該頻率偏移補(bǔ)償信號。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的頻率調(diào)變信號接收器，其特征在于該頻率偏移估測模塊包括一直流偏移估測單元，用以得到該音頻信號的直流偏移電平；以及一頻率偏移補(bǔ)償估測單元，耦接至該直流偏移估測單元，用以依據(jù)該音頻信號的直流偏移電平的反相產(chǎn)生該頻率偏移補(bǔ)償信號。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的頻率調(diào)變信號接收器，其特征在于該直流偏移估測單元是一低通濾波器，用以對該音頻信號進(jìn)行濾波以得到該音頻信號的直流偏移電平。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的頻率調(diào)變信號接收器，其特征在于該解調(diào)模塊包括:一直流數(shù)字頻率合成器，耦接至該模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器，用以基于該頻率偏移補(bǔ)償信號將該數(shù)字中頻信號變換為一數(shù)字在相(in-phase)基頻信號及一數(shù)字正交基頻信號；一第一低通濾波器，耦接至該直流數(shù)字頻率合成器，用以對該數(shù)字在相基頻信號進(jìn)行濾波；一第二低通濾波器，耦接至該直流數(shù)字頻率合成器，用以對該數(shù)字正交基頻信號進(jìn)行濾波；以及一解調(diào)器，耦接至第一低通濾波器及第二低通濾波器，用以解調(diào)濾波后的該數(shù)字在相基頻信號及濾波后的該數(shù)字正交基頻信號，以得到該音頻信號。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的頻率調(diào)變信號接收器，其特征在于該中頻信號是一聲音中頻信號。
6. —種頻率調(diào)變信號接收方法，包括a. 接收該頻率調(diào)變信號，并將該頻率調(diào)變信號變換為一中頻信號；b. 將該中頻信號轉(zhuǎn)換為一數(shù)字中頻信號；以及c. 基于一頻率偏移補(bǔ)償信號將該數(shù)字中頻信號解調(diào)為一音頻信號；其中，該頻率偏移補(bǔ)償信號是依據(jù)該音頻信號產(chǎn)生。
7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的頻率調(diào)變信號接收方法，其特征在于還包括d. 對該音頻信號進(jìn)行濾波以得到該音頻信號的直流偏移電平；以及e. 依據(jù)該音頻信號的直流偏移電平的反相產(chǎn)生該頻率偏移補(bǔ)償信號。
8. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的頻率調(diào)變信號接收方法，其特征在于該步驟c包括:cl.基于該頻率偏移補(bǔ)償信號將該數(shù)字中頻信號變換為一數(shù)字在相基頻信號及一數(shù)字正交基頻信號；c2.對該數(shù)字在相基頻信號及該數(shù)字正交基頻信號進(jìn)行濾波；以及c3.解調(diào)濾波后的該數(shù)字在相基頻信號及濾波后的該數(shù)字正交基頻信號，以得到該音頻信號。
9. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的頻率調(diào)變信號接收方法，其特征在于該中頻信號是一聲音中頻信號。
全文摘要
一種頻率調(diào)變信號接收器，包括一天線、一調(diào)諧器、一模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器、一解調(diào)模塊以及一頻率偏移估測模塊。天線用以接收頻率調(diào)變信號。調(diào)諧器耦接至天線，用以將頻率調(diào)變信號變換為一中頻信號。模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器耦接至調(diào)諧器，用以將中頻信號轉(zhuǎn)換為一數(shù)字中頻信號。解調(diào)模塊耦接至模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器，用以基于一頻率偏移補(bǔ)償信號將數(shù)字中頻信號解調(diào)為一音頻信號。頻率偏移估測模塊耦接至解調(diào)模塊，用以依據(jù)音頻信號產(chǎn)生頻率偏移補(bǔ)償信號。
文檔編號H04L27/00GK101577560SQ200810095900
公開日2009年11月11日 申請日期2008年5月8日 優(yōu)先權(quán)日2008年5月8日
發(fā)明者郭澤欽 申請人:聯(lián)詠科技股份有限公司