CN100446429C - 无线接收装置及其降频方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种无线接收装置及其降频方法，其中装置包括有一用于选择在频带范畴内的信号预选器；一与预选器连接的降频转换器，该降频转换器根据信号多频道接收频率的不同频道码来选择相对应的本地振荡频率，并参考这本地振荡频率对传入的信号利用混频器与滤波器分别进行降频及过滤处理，得到低频信号；一对低频信号进行滤波、并可使频带范围内信号通过的滤波器；一与滤波器相连接，用于放大通过该滤波器信号的限幅器；以及一将对从限幅器输入的信号进行解调的鉴频器，并送出一基频信号。本发明还公开装置实现快速转换频道，达到多频道及单频道接收的方法，简化了整个装置的复杂度，同时具有抗干扰性能极佳的优点。
Description
技术领域
本发明涉及一种无线通讯技术，更具体地说，涉及一种可应用在无线产品中能接收多频道(multi-channel)或单频道(single channel)信号的无线接收装置及其所使用的降频方法。
背景技术
随着半导体的发展、网络的普及、资讯家电的兴起、以及无线通信、数字广播和宽频网路的应用等等，充分地证明“信息时代”的来临，也就是说信息的传递将更加迅速，也将更加多元化。而为了满足人们对信息需求的增加，无线通讯技术越来越受重视，并且对无线产品的需求也有所提高。
对于无线通讯产品，其主要元件通常包括有接收器(Receiver)和传送器(Transmitter)两部分，而本发明则是针对接收器部分。
如图1所示，传统的接收器10是在接收到一射频信号时，先利用一预选器12选择频带范畴内的射频信号，并将该射频信号传送至一混频器(Mixer)14中；此时，一锁相回路(Phase-Locked Loop，PLL)式频率合成器(Frequencysynthesizer)16产生一稳定的参考频率给混频器14，使混频器可根据该参考频率而与射频信号混合产生一降频后的新信号，该新信号依序经过带通滤波器18的滤频、限幅器(Limiter)20的增益放大以及鉴频器(FrequencyDiscriminator)22的解调后，得到一基频信号。
由于传统技术需利用PLL式频率合成器16来选择并改变接收频率后才能进行多频道接收。并且在上述接收器中的带通滤波器18需包含一高通滤波器及一低通滤波器，另一方面，PLL式频率合成器16可用单一晶片的锁相回路(Phase-Locked Loop，PLL)式频率合成器(Frequency Synthesizer)，因此具有体积过大的问题，若将该频率合成器直接与接收器的其他元件制作在单一晶片上，则因其制作技术相当困难，从而导致成本较高，且具有体积过大的缺失，无法满足无线产品轻、薄、短小的趋势。此外，因传统接收器10是利用频率合成器16与混频器14的作用才能进行多频道接收，使得其转换频道速度受到限制，并具有相位杂讯(Phase noise)过多的问题。
为此，本发明中的创作人凭借其多年从事相关行业的经验与实践，并经潜心研究与开发，终创造出本发明中的无线接收装置及其降频方法，以有效解决上述无线接收装置所存在的不足。
发明内容
本发明中的无线接收装置及其降频方法主要是为了解决现有无线接收装置具有体积过大、相对成本过高及抗干扰性能差等问题。
为此，本发明的主要目的在于提供一种多频道或单频道的无线接收装置及其降频方法，以简化整个装置的复杂度，即只需利用一降频转换器及一低通滤波器的作用就可快速转换频道，以达到多频道接收的功效。
本发明的另一目的在于提供一种多频道或单频道的无线接收装置及其降频方法，该无线接收装置及其降频方法具有抗干扰性能极佳的优点。
本发明的再一目的在于提供一种低成本的无线接收装置与快速且准确的降频方法，以有效应用在多频道及单频道的信号接收中。
本发明的又一目的在于提供一种结构简单的无线接收装置，其利用一般的制作技术就可直接将各元件制作在单一晶片上，以符合无线产品轻、薄、短小的趋势。
为了达到上述目的，本发明中的无线接收装置可接收传入的信号并进行信号的处理，该无线接收装置包括有：
一预选器，用于选择在频带范畴内的信号；
一与所述预选器连接的降频转换器，该降频转换器包括至少一混频器及至少一滤波器(342、344)，所述降频转换器根据信号多频道接收频率所据有的不同频道码来选择相对应的本地振荡频率作为参考频率，并参考这本地振荡频率对由所述预选器选择后传入的信号分别利用所述混频器与滤波器进行降频及过滤处理，以得到一低频信号，所述本地振荡频率是利用除频器依据系统时脉信号与频道码产生的；
一对低频信号进行滤波、并可使频带范围内信号通过的低通滤波器36；
一限幅器，该限幅器与所述低通滤波器36相连接，用于放大通过该滤波器的信号；以及
一鉴频器，该鉴频器将对从限幅器输入的信号进行解调，并送出一基频信号。
本发明中无线接收装置的降频方法，包括下列步骤：
A.接收一频带范畴内的信号；
B.由该信号的接收频率得到一所属频道码；
C.根据该频道码选择至少一相对应的本地振荡频率；
D.以该本地振荡频率作为参考频率，对该信号进行降频与过滤处理，获得一低频信号；E.对该低频信号进行滤波处理；以及
F.对该滤波处理后的信号进行放大、解调处理，以得到基频信号。
在采用本发明中的无线接收装置及其降频方法后不仅简化了接收器的复杂程度，而且可以实现快速转换频道，以达到多频道及单频道的接收目的，并同时具有抗干扰性能极佳的优点。
附图说明
下面将结合附图对本发明中的具体实施例作进一步详细说明。
图1是传统无线接收器的结构示意图；
图2是本发明中无线接收装置的结构示意图；
图3是本发明中降频转换器的结构示意图；
图4是本发明中降频转换器另一实施例的结构示意图。
具体实施方式
本发明中的无线接收装置是利用一降频转换器(Frequency DownConverter)对不同的接收频率分别进行降频，再配合一低通滤波器(Low PassFilter，LPF)的作用，使接收装置能够进行多频道或单频道接收。下面通过多频道接收来说明本发明中无线接收装置的技术内容。
如图2所示，本发明中的多频道无线接收装置30可同时接收不同接收频率的射频(RF)信号，在本实施例中以射频信号加以说明，不过该无线接收装置30也可用于接收经降频后的中频信号等其他信号。当无线接收装置30接收到一射频信号时，先利用一预选器(Pre-selector)32选择一频带范畴内的射频信号，并将该经预选器32处理后的射频信号传送至一降频转换器34中，由于该射频信号的不同接收频率分别具有一频道码(Channel Code)，从而使降频转换器34可根据频道码选择一相对应的本地振荡频率，然后参考该本地振荡频率对该经过预选器32选择后的射频信号进行降频及滤波处理，以得到一降频后信号。再利用一低通滤波器36对此信号进行滤波，使低频带范围内的信号通过，而阻止其余信号通过；另有一限幅器(Limiter)38连接至低通滤波器36，以放大通过低通滤波器36的信号；最后，再借助于一鉴频器(FrequencyDiscriminator)40将从限幅器38处输入的信号进行解调，并传送出一基频信号。其中，鉴频器40可以是一解调器。
如图3所示，降频转换器34由三个混频器及二个低通滤波器组成，当经过预选器32处理过的射频信号送至第一混频器341时，第一除频器346会依据系统时脉信号(Fs)与频道码产生一第一本地振荡频率(FL01)，并参考该第一本地振荡频率对射频信号进行第一次降频；再将该经降频处理后的信号传送至第一低通滤波器342进行第一次滤波，以滤除不要的信号；之后再传送至第二混频器343，再利用一第二除频器347依据系统时脉信号(Fs)与频道码产生一第二本地振荡频率(FL02)，作为参考频率，对信号进行第二次降频；完成第二次降频后即可输出至第二低通滤波器344进行第二次滤波；最后再传送至第三混频器345，此时，第三除频器348依据系统时脉信号(Fs)与频道码产生一第三本地振荡频率(FL03)，再以第三本地振荡频率(FL03)为参考频率进行第三次降频，如此即可逐次将射频信号的接收频率降低至可解调的信号。
另外，经过预选器32处理后的射频信号传送至降频转换器34时，此射频信号分为I(In-Phase)路和Q(Quadrature-phase)路，如图4所示，射频信号的I路在降频转换器34中先经过第一混频器341的第一次降频、第一低通滤波器342进行信号滤波以及第二混频器343做第二次降频；同时，射频信号的Q路在降频转换器34中先经过第一混频器341’的第一次降频、第一低通滤波器342’进行信号滤波以及第二混频器343做第二次降频。然后，将处理后的I路信号与Q路信号利用一加法器349合成为一信号，再经过第二低通滤波器344的滤波与第三混频器345的第三次降频后，即可将射频信号转换成适合解调的信号；其余的技术原理与上述图3中所示实施例的原理相同，在此不再详述。其中，在图4中所示的实施例实际上是将图3中所示的实施例的第一混频器341、第一低通滤波器342和第一混频器343变成镜像消除混频器(Imagerejection mixer)结构。
除了上述实施例之外，更可在上述混频器或低通滤波器之间增设或替换其他具有相同功能的装置或元件，以达到相同功效，换言之，只要利用降频转换器34进行信号的降频都属于本发明的技术内容。此外，上述低通滤波器也可为一其他具有滤波功能的元件或装置；且鉴频器40还可为一解调器。
就接收的射频信号而言，由于不同频道的接收频率各具有一频道码，从而使降频转换器34可根据该频道码选择一相对应的本地振荡频率作为降频参考频率，以达到多频道接收。由此可知，本发明中的无线接收装置是经过三次混频器的降频与二次低通滤波器的滤频来将不同的接收频率逐次调降至可进行解调的低频率信号。除此之外，本发明利用的上述原理与方法也可应用在单频道接收装置中，达到单频道接收的目的。
因此，本发明中的无线接收装置是利用结构简单且低成本的混频器与低通滤波器，并参考本地振荡频率所组成的降频转换器来取代复杂且昂贵的PLL式频率合成器以及混频器，以简化装置的复杂度，符合无线产品轻、薄、短小的趋势；且本发明无须使用PLL式频率合成器，即可达到快速转换频道以及接收多频道或单频道信号的功效。
另外，本发明还提出了一种低成本的多频道/单频道无线接收装置与快速、准确的降频方法，并可有效降低相位杂讯的干扰，具有抗干扰性能极佳的优点。
上述仅对本发明中的较佳实施例作了说明，但并不能作为本发明的保护范围，因作为本领域的技术人员对其作出相应的修改与修饰是可以的，因此，凡是依据本发明的设计精神而作出的等效变化或修饰，均应认为落入本发明的保护范围。
Claims (12)
1.一种无线接收装置，该装置可接收传入的信号并进行信号处理，其包括有：
一预选器，用于选择在频带范畴内的信号；
一与所述预选器连接的降频转换器，该降频转换器包括至少一混频器及至少一滤波器(342、344)，所述降频转换器根据信号多频道接收频率所据有的不同频道码来选择相对应的本地振荡频率作为参考频率，并参考这本地振荡频率对由所述预选器选择后传入的信号分别利用所述混频器与滤波器进行降频及过滤处理，以得到一低频信号，所述本地振荡频率是利用除频器依据系统时脉信号与频道码产生的；
一对低频信号进行滤波、并可使频带范围内信号通过的低通滤波器(36)；
一限幅器，该限幅器与所述低通滤波器(36)相连接，用于放大通过该滤波器(36)的信号；以及
一鉴频器，该鉴频器将对从限幅器输入的信号进行解调，并送出一基频信号。
2.根据权利要求1中所述的无线接收装置，其特征在于：所述混频器是根据不同的频道码选择相对应的本地振荡频率来作为降频的依据。
3.根据权利要求1中所述的无线接收装置，其特征在于：所述传入信号传至降频转换器之后可分为多路信号，且这些信号在降频转换器中分别利用所述混频器与滤波器(342、344)进行信号的降频与滤波，再经由一加法器将多路信号合成为低频信号。
4.根据权利要求1中所述的无线接收装置，其特征在于：所述信号可选自多频道射频信号、单频道射频信号或经降频后的中频信号。
5.根据权利要求1中所述的无线接收装置，其特征在于：所述鉴频器为一解调器。
6.一种无线接收装置的降频方法，包括下列步骤：
A.接收一频带范畴内的信号；
B.由该信号的接收频率得到一所属频道码；
C.根据该频道码选择至少一相对应的本地振荡频率；
D.以该本地振荡频率作为参考频率，对该信号进行降频与过滤处理，获得一低频信号；
E.对该低频信号进行滤波处理；以及
F.对该滤波处理后的信号进行放大、解调处理，以得到基频信号。
7.根据权利要求6中所述的无线接收装置的降频方法，其特征在于：所述步骤D是利用一混频器对该信号进行降频。
8.根据权利要求6中所述的无线接收装置的降频方法，其特征在于：所述步骤E是利用一滤波器对该信号进行滤频。
9.根据权利要求8中所述的无线接收装置的降频方法，其特征在于：所述滤波器为低通滤波器或其他具有滤波功能的装置。
10.根据权利要求6中所述的无线接收装置的降频方法，其特征在于：所述方法可重复步骤D与步骤E，直至将信号降至可进行解调的频率为止。
11.根据权利要求9中所述的无线接收装置的降频方法，其特征在于：所述信号可选自多频道射频信号、单频道射频信号或经降频后的中频信号。
12.根据权利要求6中所述的无线接收装置的降频方法，其特征在于：所述本地振荡频率是利用一除频器依据系统时脉信号与频道码所产生的。
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