CN100358246C - 数字广播接收调谐器和结合其的接收装置 - Google Patents

数字广播接收调谐器和结合其的接收装置 Download PDF

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Abstract

常规数字广播接收调谐器通常进行相同的操作而不管可接收频带内接收的信号的实际电平保持平坦或不规则，这使得不能根据被接收信号的电平获得最佳性能特性。根据本发明，数字广播接收调谐器包括：下变频单元，它直接将高频信号转换成基带信号或通过一次将其转换成中频信号；增益调节器，它适当地调节高频信号和/或中频信号的实际电平以与外部源提供的AGC(自动增益控制)控制电压一致；放大器，它适当地调节基带信号的实际电平；和控制单元，它响应独立于AGC控制电压的特定信号适当地控制放大器的实际增益。这个结构使得可以不变地保障最佳性能特性而不管被接收信号处于何种状况。

Description

数字广播接收调谐器和结合其的接收装置
本非临时申请在35 U.S.C.§119(a)下要求2003年2月19日在日本提交的专利申请No.2003-040679的优先权，在此全文并入以供参考。
技术领域
本发明涉及数字广播接收调谐器和结合这种调谐器的数字广播接收装置。
背景技术
一般，数字广播接收调谐器必需结合在任何常规接收装置中，这些接收装置用于接收从任何通信广播卫星站、任何数字信号广播卫星站和任何常规数字地面波广播站发送的各种数字广播信号。
图5举例说明了用于接收数字广播信号的一种常规调谐器的传统结构。图5所示的调谐器包括常规数字卫星广播接收调谐器，它能根据直接转换格式下变频所接收的数字信号。图5所示的常规数字广播接收调谐器结合了：RF(射频)输入端1、RF放大器2、RF衰减器3、可变增益放大器4、混合器5和6、放大器7和8、90°移相器9、电压控制的振荡器10、PLL(锁相环路)电路11以及输出端12和13。其中，可变增益放大器4、混合器5和6、放大器7和8以及90°移相器9通常共同地加载在由直接转换IC(集成电路)组成的芯片上。
开始，从卫星广播站发送的RF信号由地上的天线(未示出)接收。接着，由天线接收的12GHz频带中的RF信号被初始放大到合适的水平，并随后由低噪声下变频器(LNB)下变频成1GHz频带中的RF信号，最后，将转换的RF信号发送到图5所示的数字广播接收调谐器中安装的RF输入端1。随后，输入到RF输入端1的RF信号由RF放大器2放大。随后，放大的RF信号的实际水平由RF衰减器3和可变增益放大器4适当地调整。随后，将水平调整的RF信号分成两个部分，并随后将其发送给混合器5和6。应注意，RF衰减器3和可变增益放大器4的增益可由AGC(自动增益控制)控制从包含解调IC的外部源提供的电压来改变。
随后，通过混合器5将分成两个部分的任一RF信号和电压控制的振荡器10产生的本地振荡信号混合，由此将其转换成I基带信号，它随后通过放大器7被发送到输出端12。90°移相器9将电压控制的振荡器10产生的本地振荡信号的相位移动90度。通过混合器6将分成两个部分的另一个RF信号和从90°移相器输出的本地振荡信号初始混合，由此在通过放大器8将其发送到输出端13之前将其转换成Q基带信号。根据如上所述进行的连续的操作，从输出端12输出的I基带信号和从输出端13输出的Q基带信号分别地具有自己的相位，该相位彼此相差90度。应注意，PLL电路11适当地控制电压控制的振荡器10，以便从电压控制的振荡器10输出的本地振荡信号可以正确地变成与分成两部分的RF信号的频率基本一致的特定频率。
接着，图6举例说明了常规数字广播接收调谐器的另一个传统实例。图6示出的常规数字广播接收调谐器包括数字地面波接收调谐器，它能够通过双转换(double conversion)下变频所接收的信号，它包括：RF输入端21、RF放大器22、RF衰减器23、混合器24、电压控制的振荡器25、PLL电路26、可变增益放大器27、另一个混合器28、本地振荡器29以及输出端30。作为第一下变频IC的混合器24和作为第二下变频IC的另一个混合器28分开地加载在单独的半导体芯片上。通常，可变增益放大器27包含在第一或第二下变频IC中。代替本地振荡器29固定频率的振荡，也可以提供另一个电压控制的振荡器用于可选频率振荡和另一个PLL电路用于控制新提供的电压控制的振荡器的操作。
由地面天线(未示出)接收的RF信号被发送到图6中示出的常规数字广播接收调谐器中安装的RF输入端21。
随后，被发送到RF输入端21的RF信号由RF放大器22放大，随后，在被发送到混合器24之前，放大的RF信号的实际电平由RF衰减器23适当地调整。
通过混合器24将从RF衰减器23输出的RF信号和从电压控制的振荡器25输出的本地振荡信号混合，由此将其转换成中频信号，随后，在被发送到另一个混合器28之前，该中频信号的实际电平由可变增益放大器27适当地调整。应注意，RF衰减器23和可变增益放大器27的增益分别受到与从包括解调IC的外部源提供的AGC控制电压相应变化的支配。此外，PLL电路26适当地控制电压控制的振荡器25的操作，以使从电压控制的振荡器25输出的本地振荡信号可以正确地变成特定频率，从而本地振荡信号和RF信号频率之间的差可以精确地符合中频信号的实际频率。
接着，通过混合器28将从可变增益放大器27输出的中频信号和从本地振荡器29输出的本地振荡信号混合，以便转换成基带信号，随后可以将该基带信号发送到输出端30。
然而，无论何时操作图5和6中举例描述的上述常规数字广播接收调谐器中的任一个，存在很多情况，其中根据接收RF信号途中的实际条件可能很难确保最佳性能特性。例如，如图7A所示，在可接收的频带宽度内RF信号的实际电平保持平坦的情况下，应精密地核对载波噪声(C/N)特性。相反地，当可接收的频带宽度内的RF信号的实际电平不平时，应精密地核对失真特性。但是，麻烦地，图5和6中示出的上述数字广播接收调谐器中的任一个分别进行相同的操作，甚至当可接收的频带宽度内的被接收信号的实际电平保持平坦或不规则时，因此在至少在可接收的频带宽度内的被接收信号的实际电平保持平坦或不规则的情况下很难不变地保障最佳性能特性。
发明内容
因此，本发明的目的在于提供一种数字广播接收调谐器和结合这种调谐器的数字广播接收装置，无论所接收的信号处于何种情况，该数字广播接收调谐器都能提供最佳性能。
为了实现以上目的，根据本发明实施例的用于接收数字广播信号的调谐器包括：下变频器单元，它直接或暂时将高频信号转换成中频信号随后进一步将中频信号转换成下变频单元输出基带信号；增益调节器，它适当地调节高频信号和/或中频信号的实际电平以与外部源提供的AGC控制电压一致；放大器，它适当地调节下变频单元输出基带信号的实际电平；和控制单元，它适当地控制放大器的增益与独立于AGC控制电压的特定信号一致。
在包含以上结构的用于接收数字广播信号的本发明调谐器中，通过将独立于AGC控制电压的特定信号作为反映被接收信号的情况的外部控制信号，可以稳定地保障最佳性能特性而不管被接收的信号处于何种情况。
此外，为了实现以上目的，根据本发明的接收装置包括：含有上述结构的数字广播接收调谐器；解调器，它将从数字广播接收调谐器输出的调谐器输出基带信号解调；AGC控制电压发生器，它根据调谐器输出基带信号产生AGC控制电压；信号发生器，它根据调谐器输出基带信号产生独立于AGC控制电压的特定信号，其中独立信号由安装在数字广播接收调谐器中的控制单元使用；以及校正单元，它校正AGC控制电压以与被接收信号的情况一致。
因为上述结构，由于校正单元适当地响应被接收信号的情况来补偿ACG控制电压，而不管被操作的数字广播接收装置的实际位置，所以总是可以最佳地进行自动增益控制操作。此外，由于将独立于AGC控制电压的特定信号用来反映被接收信号的情况，所以本发明的数字广播接收调谐器可以稳定地保障包括自动增益控制特性的最佳性能特性而不管被接收信号所处的情况。因此，以上结构的规定使得关于本发明的数字广播接收调谐器能连续地保障最佳接收情况。
附图说明
通过以下描述并结合参考附图的较佳实施例，本发明的这个和其它目的将变得清楚，其中：
图1是用于指明根据本发明的第一实施例的数字广播接收调谐器的结构的简化的示意性框图；
图2是用于指明根据本发明的第二实施例的数字广播接收调谐器的结构的简化的示意性框图；
图3是用于指明根据本发明的第三实施例的数字广播接收调谐器的结构的简化的示意性框图；
图4是用于举例说明根据本发明的接收装置的一般结构的简化的电路图；
图5是用于举例说明常规数字广播接收调谐器的一般结构的简化的框图；
图6是用于举例说明常规数字广播接收调谐器的另一个一般结构的简化的框图；
图7A是用于指明关于被接收信号水平的频率特性的图表；
图7B是用于指明关于被接收信号水平的频率特性的另一个图表；
图7C是用于指明关于被接收信号水平的频率特性的另一个图表。
具体实施方式
图1指明根据实现本发明的第一形式的数字广播接收调谐器的简化结构。那些图1和图5中示出的对应电路部件分别地由彼此相同的相应标号指明，由此删去其详细的描述。
图1所示的数字广播接收调谐器包括能根据直接转换格式下变频被接收信号的数字广播接收调谐器。除了图5所示的常规数字广播接收调谐器中加载的那些电路部件，图1所示的该调谐器具有放大器14和15以及外部提供的输入端16。需要将放大器14和15以及外部提供的输入端16共同地加载在单个IC芯片中以便使其用作分别结合可变增益放大器4、混合器5和6、放大器7和8以及90°移相器9的直接转换IC。
在图1所示的以上结构中，放大器14设置在放大器7和输出端12之间，而另一个放大器15设置在放大器8和输出端13之间。放大器14和15的增益单独地可相应于提供到外部输入端16的外部控制信号而变化。提供到外部输入端16的外部控制信号完全独立于AGC控制电压并反映被接收信号的情况。例如，它被安排成，在可接收频带宽度内的被接收信号的实际电平保持平坦时，使外部控制信号能起作用(function itself)以降低放大器14和15的增益，而如果在可接收频带宽度内的被接收信号的实际电平是不规则的话，则使该外部控制信号能起作用以提高放大器14和15的增益。要求放大器14和15的增益分别受连续响应外部控制信号的变化的支配。
由于以上结构的规定，只要可接收频带宽度内的被接收信号的实际电平保持平，如图7A所示，则可以精密地核对载波噪声(C/N)特性，而当可接收频带宽度内的被接收信号的实际电平不规则时，如图7B和7C所示，则可以精密地核对失真特性。换句话说，通过控制放大器的增益，调谐器自身的增益或工作的IC自身的增益的分配是可变的，由此使得可以最佳地调整施加到除了放大器之外的那些电路部件上的负荷。这使在接收信号无论处于什么情况均有可能获得最优性能。应注意，如果安排放大器14和15的增益响应外部控制信号连续可变，则还可以用较高的精度不变地保障最佳性能特性而不管被接收信号处于何种情况。
图2指明根据本发明第二实施例的数字广播接收调谐器的一般结构。图2所示的调谐器包括地面上的数字广播接收调谐器，它通过双(double)转换来下变频被接收信号。除了图6所示的常规数字广播接收调谐器的合适部件，图2所示的调谐器还具有放大器31和外部提供的输入端32。需要将放大器31和外部输入端32共同地加载到单个IC芯片上以结合混合器28作为第二下变频IC起作用。
如图2所示，放大器31设置在混合器28和输出端30之间。放大器31的增益可响应发送到外部输入端32的外部控制信号而改变的。发送到外部输入端32的外部控制信号完全独立于AGC控制电压并反映被接收信号的情况。例如，它被安排成，当可接收频带宽度内的被接收信号的实际电平平坦时，外部控制信号能起作用来降低放大器31的增益。相反，它被安排成，当可接收频带宽度内的被接收信号的实际电平不规则时，外部控制信号能起作用来提高放大器31的增益。需要放大器31的增益连续地可变以与外部控制信号一致。
由于以上结构的规定，如图7A所示，当可接收频带宽度内的被接收信号的实际电平保持平坦时，可以精密地核对载波噪声特性。相反，如图7B和7C所示，当可接收频带宽度内的被接收信号的实际电平保持不规则时，可以精密地核对失真特性。换句话说，通过控制放大器的增益，调谐器本身的增益或工作的IC本身的增益的分配是可变的，由此使得可以最佳地调整施加到放大器之外的那些电路部件上的负荷，从而使得发明的调谐器能稳定地保障最佳性能特性而不管被接收信号处于何种情况。应注意，如果安排放大器31的增益连续可变，则无论被接收信号处于何种情况都可以以较高的精度不变地保障最佳性能特性。
代替在混合器28和输出端30之间设置放大器31，也允许将放大器31设置在混合器24和可变增益放大器27之间或设置在可变增益放大器27和混合器28之间。需要将放大器31和外部输入端32共同地加载在至少含有混合器24的第一下变频IC上或在至少含有混合器28的第二下变频IC上。还要求放大器31的增益可响应外部控制信号连续可变。
即使在提供以上结构时，如在将放大器31设置在混合器28和输出端30之间的情况中，在可变频带宽度内被接收信号的实际电平保持平坦时，如图7A所示，可以精密地核对载波噪声(C/N)特性。相反，如果可变频带宽度内被接收信号的实际电平不规则，如图7B和7C所示，则可以精密地核对失真特性。换句话说，通过控制放大器的增益，调谐器本身或工作的IC本身的增益的分配是可变的，由此使得可以最佳地调整施加到放大器之外的那些电路部件上的负荷。因此，可以不变地保障最佳性能特性而不管被接收信号处于何种情况。如果安排放大器31的增益可对应于外部控制信号连续改变，则可以以较高的精度稳定地保障最佳性能特性而不管被接收信号处于何种情况。
图3指明根据本发明第三实施例的数字广播接收调谐器的一般结构。图1和3中所示的那些相应的电路部件由彼此一致的相应标号分别表示，由此删去了其进一步的描述。
根据图3所示第三实施例的数字广播接收调谐器与图1所示第一实施例的不同之处在于，第三实施例删去了外部输入端16，此外，放大器14和15的增益可分别对应于从PLL电路11的通用端口11a输出的控制信号改变。PLL电路11通过12C总线(未示出)接收涉及被接收信号的情况的数据信号，随后通过通用端口11a输出反映被接收信号情况的控制信号。应注意，从通用端口11a输出的控制信号完全独立于AGC控制电压。由于这种安排，PLL电路11可以适当地控制放大器14和15的工作，如由软件所编程的，由此使其可以删去包括另外单独控制放大器14和15工作所需的硬件的信号产生电路。应注意，代替以上的结构，除了PLL电路11，还允许响应从加载于下变频器中的特定半导体集成电路的通用端口输出的控制信号来改变放大器14和15的增益。
图4指明根据本发明实施例的接收装置的一般结构。图3和4中示出的那些相应的电路部件个别地由彼此一致的相应标号指明，由此删去其详细的描述。
图4中根据本发明的接收装置基本包括与图3所示数字广播接收调谐器的结构完全一致的结构的数字广播接收调谐器17、解调IC 18和CPU(中央处理单元)19。
数字广播接收调谐器17将I基带信号和Q基带信号输出到解调IC 18。作为响应，解调IC 18解调I基带信号和Q基带信号(例如根据8相移键控(PSK)法)，随后输出输送流数据。此外，根据I基带信号和Q基带信号，解调器IC 18生成涉及被接收信号的情况的特定数据，随后通过12C总线将该生成的数据输出到PLL电路11。
此外，解调IC 18预先存储对应于被接收信号本身的实际电平的参考AGC值。应注意，根据本发明接收装置所设置的位置，可能有一种情况，其中预先存储在解调IC 18中的参考AGC值不能获得最佳值。为了防止这种故障，安排CPU19初始接收与被接收信号的情况有关的数据，其中参考AGC值的数据从解调IC 18输出，随后在最终将校正的参考AGC值返回到解调IC 18之前相应于被接收信号的情况适当地补偿参考AGC值。接着，通过参考由CPU19校正的参考AGC值，解调IC 18产生与从数字广播接收调谐器17发送的I基带信号和Q基带信号的实际电平相容的AGC控制电压，最后将AGC控制信号输出到RF衰减器3和可变增益放大器4。因此，总是可以稳定地保持最佳接收状况。应注意，CPU19可以加载在容纳包括数字广播接收调谐器17和解调IC 18的其它部件的工作单元上。取而代之，与共同加载在工作单元内的其余部件相比，还允许将CPU19外部固定到单元上。

Claims (12)

1.一种数字广播接收调谐器，其特征在于，包括：
下变频单元，它将高频信号直接转换成基带信号，或将高频信号转换成中频信号，随后将所述中频信号进一步转换成基带信号；
增益调节器，它调节所述高频信号和/或所述中频信号的电平以与外部源提供的AGC控制电压一致；
放大器，它调整所述基带信号的电平；和
控制单元，它响应独立于所述AGC控制电压的信号控制所述放大器的增益，所述独立于所述AGC控制电压的所述信号反映可接收频带宽度内被接收信号的电平的频率特性。
2.如权利要求1所述的数字广播接收调谐器，其特征在于，独立于所述AGC控制电压的所述信号是从在所述下变频单元中加载的半导体集成电路的通用端口输出的信号。
3.如权利要求1所述的数字广播接收调谐器，其特征在于，独立于所述AGC控制电压的所述信号反映可接收频带宽度内被接收信号的电平的频率特性并同时是从所述下变频单元中加载的半导体集成电路之中的通用端口输出的信号。
4.如权利要求1所述的数字广播接收调谐器，其特征在于，所述控制单元控制所述放大器的增益以连续地可变。
5.如权利要求2所述的数字广播接收调谐器，其特征在于，所述控制单元控制所述放大器的增益以连续地可变。
6.如权利要求3所述的数字广播接收调谐器，其特征在于，所述控制单元控制所述放大器的增益以连续地可变。
7.一种数字广播接收装置，其特征在于，包括：
数字广播接收调谐器；
解调器，它解调从所述数字广播接收调谐器输出的调谐器输出基带信号；
AGC控制电压发生器，它根据所述调谐器输出基带信号产生AGC控制电压；
信号发生器；它根据所述调谐器输出基带信号产生独立于所述AGC控制电压的信号，其中独立于所述AGC控制电压的所述信号是反映可接收频带宽度内被接收信号的电平的频率特性的信号；
校正单元，它校正所述AGC控制电压以与被接收信号的情况一致；
其中，所述数字广播接收调谐器还包括：
下变频单元，它将高频信号直接转换成下变频单元输出基带信号，或将高频信号转换成中频信号，随后将所述中频信号进一步转换成所述下变频单元输出基带信号；
增益调节器，它调节所述高频信号和/或所述中频信号的电平以与外部源提供的AGC控制电压一致；
放大器，它调整所述下变频单元输出基带信号的电平；
控制单元，它响应独立于所述AGC控制电压的所述信号控制所述放大器的增益。
8.如权利要求7所述的数字广播接收装置，其特征在于，独立于所述AGC控制电压的所述信号是从所述下变频单元中加载的半导体集成电路的通用端口输出的信号。
9.如权利要求7所述的数字广播接收装置，其特征在于，独立于所述AGC控制电压的所述信号反映可接收频带宽度内被接收信号的电平的频率特性并同时是从所述下变频单元中加载的半导体集成电路的通用端口输出的信号。
10.如权利要求7所述的数字广播接收装置，其特征在于，所述控制单元控制所述放大器的增益以连续地可变。
11如权利要求8所述的数字广播接收装置，其特征在于，所述控制单元控制所述放大器的增益以连续地可变。
12.如权利要求9所述的数字广播接收装置，其特征在于，所述控制单元控制所述放大器的增益以连续地可变。
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