CN101056111B - 脉冲周期电压调整器、调频接收器以及调整峰值的方法 - Google Patents

Abstract

一种调频接收器，包含中频滤波器、解调器以及译码器。该中频滤波器根据调频信号产生相对信号强度指针以及调频调制信号。该解调器包含脉冲周期电压调整器用以调整多任务信号的峰值。该脉冲周期电压调整器包含电流源、开关以及分流器。该电流源产生电流。该开关根据脉冲宽度调制信号控制该电流的流量。该分流器根据该相对信号强度指针分流该流量为次流量。该多任务信号的该峰值与该次流量成正比。该译码器接收该多任务信号，并产生声音信号用以播放声音。

Description

脉冲周期电压调整器、调频接收器以及调整峰值的方法

技术领域

本发明系关于一种脉冲周期电压调整器(duty-to-voltage amplifier)、调频(frequency modulation；FM)接收器以及调整多任务(multiplexed；MPX)信号的峰值的方法，更详细来说，是关于一种通过分流器以调整多任务信号的峰值的脉冲周期电压调整器、调频接收器以及方法。

背景技术

长年来，调频经常地被使用在无线通讯的用途上。为了成功地接收调频信号，需要一种特定的接收器。如图1所示，现有的调频接收器1包含中频滤波器101、调频解调器103以及立体声译码器105。中频滤波器101接收调频信号100，并产生调频调制信号102以及相对信号强度指针(Relative Signal StrengthIndication，RSSI)104，其中调频信号100是由无线电频率(radio frequentcy；RF)滤波器(未图示)对无线电频率信号滤波而取得。调频解调器103由解调该调频调制信号102以产生多任务信号106，该多任务信号106包含指引信号以及声音信号，而该声音信号可以是立体声的声音信号或者是单声道的声音信号。立体声译码器105根据指引信号以适当的译码程序对多任务信号106译码，并由多任务信号106中撷取出声音信号108。声音信号108随即被传送到喇叭以发出声音。

相对信号强度指针104用来指示无线电频率信号的强度。当相对信号强度指针104指示出RF信号太弱而不能被处理时，调频接收器1激活软式静音机制将多任务信号106渐渐减弱，直到喇叭发出的声音消失为止。立体声译码器105包含调整电路(amplifying circuit)2(绘示于图2中)，该调整电路2可以根据相对信号强度指针104执行上述的软式静音机制。如图2所示，调整电路2包含两个电阻R1、R2、晶体管T1、运算放大器(operational amplifier)201以及比较放大器203。比较放大器203比较参考信号200以及相对信号强度指针104以产生比较信号202。比较信号202被输入到该晶体管T1的栅极，该晶体管T1的源极以及漏极之间的电阻RT即可由该比较信号202来控制。该调整电路2的转换方程式，即该调整电路2的增益，如下列关系式所示：

$\frac{\mathrm{Vout}}{\mathrm{Vin}}=-\frac{R2//\mathrm{RT}}{R1}$

$\mathrm{RT}=\frac{1}{{\mathrm{\μ}}_n{C}_{\mathrm{ox}}\frac{W}{L}({\mathrm{RSSI}}^{\′}-\mathrm{Vout}-\mathrm{Vt})}$

其中表示该晶体管T1的物理参数；Vt表示该晶体管T1的临界电压；RSSI’表示该比较信号202的电压。当软式静音机制激活之后，电阻RT会远小于电阻R2。则前述调整电路2的增益的关系式可以改写成如下列关系式所示：

$\frac{\mathrm{Vout}}{\mathrm{Vin}}\≈\frac{1}{R1}\·\frac{1}{{\mathrm{\μ}}_n{C}_{\mathrm{ox}}\frac{W}{L}({\mathrm{RSSI}}^{\′}-\mathrm{Vout}-\mathrm{Vt})}$

由于多任务信号106由输入端点Vin输入，由输出端点Vout输出的多任务信号106的峰值会根据比较信号202的电压而降低。

然而，这种作法将导致增益会被多任务信号106的峰值所影响，并因此而造成严重地失真。综上所述，要如何解决软式静音机制激活之后所造成的失真问题，实为该技术领域仍需要努力的目标。

发明内容

本发明的目的在于提供一种用以调整多任务信号的峰值的脉冲周期电压调整器。该脉冲周期电压调整器包含电流源、开关以及分流器。该电流源产生电流。该开关根据脉冲宽度调制(pulse width medulation；PWM)信号控制该电流的流量。该分流器根据相对信号强度指针分流该流量为次流量。其中该峰值与该次流量成正比。

本发明的另一目的在于提供一种调整多任务信号的峰值的方法，该方法包含下列步骤：产生电流；提供开关，根据脉冲宽度调制信号控制该电流的流量；以及根据相对信号强度指针分流该流量为次流量。其中该峰值与该次流量成正比。

本发明的又一目的在于提供一种调频接收器，该调频接收器包含中频滤波器、解调器以及译码器。该中频滤波器根据调频信号产生相对信号强度指针以及调频调制信号。该解调器根据该调频调制信号产生多任务信号，并根据该相对信号强度指针调整该多任务信号的峰值。该译码器用以接收该多任务信号，并根据该峰值产生声音信号。

本发明的次一目的在于提供一种用以调整多任务信号的峰值的脉冲周期电压调整器。该脉冲周期电压调整器包含装置，用以产生第一电流；装置，根据第一脉冲宽度调制信号控制该第一电流的流量；以及装置，根据相对信号强度指针分流该流量为次流量。其中该峰值与该次流量成正比。

当软式静音机制激活之后，本发明能够根据相对信号强度指针分流电流以决定多任务信号的峰值，进而减少失真而降低噪声，以解决原本的软式静音机制信号失真的问题。

在参阅图式及随后描述的实施方式后，该技术领域具有通常知识者便可了解本发明的其它目的，以及本发明的技术装置及实施方式。

附图说明

图1为现有的调频接收器的方块图；

图2为现有的调频接收器的调整电路的示意图；

图3为本发明的第一实施例的电路示意图；

图4为第一实施例的延迟电路的方块图；

图5为第一实施例的各信号的波形说明图；

图6为本发明的第二实施例的电路示意图；

图7为第二实施例的延迟电路的方块图；

图8为第二实施例的各信号的波形说明图；

图9为本发明的第三实施例的流程图；

图10为第三实施例的另一流程图；以及

图11为本发明的第四实施例的方块图。

主要组件符号说明

1、11：调频接收器               2：调整电路

3、6：脉冲周期电压调整器        4：延迟电路

100：调频信号                   101：中频滤波器

102：调频调制信号               103：调频解调器

104：相对信号强度指针           105：立体声译码器

106：多任务信号                 108：声音信号

200：参考信号                   201：运算放大器

202：比较信号                   203：比较放大器

301：第一电流源                 302：第一电流

303：第一开关组

303A、303B、603A、603B：开关

304：第一脉冲宽度调制信号

305：分流器

306：相对信号强度指针

307A、307B：电流路径            308：差动信号

309A、309B：差动放大器          310：临界电压

311：放大器                     312：参考信号

313、315、317、319：负载        314：多任务信号

321：低通滤波器                 401、701：延迟装置

402：调频调制信号               403、703：逻辑组合装置

404：延迟信号                   501：间距

601：第二电流源                 602：第二电流

603：第二开关组                 604：第二脉冲宽度调制信号

702：调频调制信号               705：延迟校正电路

802：接地信号                   1100：调频信号

1101：中频滤波器          1102：相对信号强度指针

1103：解调器              1104：调频调制信号

1105：译码器              1106：多任务信号

1108：声音信号            T1：晶体管

Vin：输入端点             Vout：输出端点

Out+、Out-：节点

具体实施方式

本发明的第一实施例为一种根据相对信号强度指针以调整多任务信号的峰值的脉冲周期电压调整器，该脉冲周期电压调整器嵌入于调频解调器中。如图3所示，脉冲周期电压调整器3包含第一电流源301、第一开关组303以及分流器305。第一电流源301用以产生第一电流302。第一开关组303包含一对互补的开关303A及开关303B，该第一开关组303根据脉冲宽度调制(pulse widthmodulation；PWM)信号304以控制第一电流302的流量。更详细地说，开关303A及开关303B根据第一脉冲宽度调制信号304来进行开与关的操作。例如第一脉冲宽度调制信号304为高电压电平(level)时，开关303A导通(turn-on)而开关303B则关断(turn-off)，此时第一电流302会经由电流路径307A通过。而当第一脉冲宽度调制信号304为低电压电平时，开关303A关断而开关303B 则导通，此时第一电流302会经由电流路径307B通过。因此第一开关组303控制第一电流302流通过电流路径307A或者是电流路径307B其中之一。

图4表示如何取得第一脉冲宽度调制信号304。如图所示，脉冲周期电压调整器3更包含延迟电路4。该延迟电路4包含延迟装置401以及逻辑组合装置403。延迟装置401用以延迟由调频解调器的前一级(即中频滤波器)所传送的调频调制信号402，并产生延迟信号404。逻辑组合装置403将延迟信号404与调频调制信号402作逻辑组合以产生第一脉冲宽度调制信号304。图5表示调频调制信号402以及第一脉冲宽度调制信号304的波形，其中间距501为由延迟装置401所产生的延迟时间。在第一实施例当中，第一脉冲宽度调制信号304传送至开关303A，而第一脉冲宽度调制信号304的互补信号传送至开关303B。

再继续参考图3，分流器305包含两个差动放大器309A、309B，差动放大器309A、309B根据相对信号强度指针306分流该第一电流302的流量为次流量(sub-flow)。该次流量为流过节点Out+以及节点Out-的电流总和。脉冲周期电压调整器3更包含放大器311以及四个负载313、315、317、319。放大器311由比较相对信号强度指针306及临界电压310以输出差动信号308，其中临界电压310是预先设定好的。负载313、315、317、319则用以产生次流量。分流器305根据差动信号308以及预先已设定好的参考信号312分流第一电流302的流量。临界电压310以及参考信号312基于实际的情况而做不同设定。例如，当相对信号强度指针306及临界电压310相差达100毫伏特(mV)时，多任务信号需要衰减20分贝(dB)，或者是当相对信号强度指针306大于临界电压310至少200毫伏特(mV)以上时，多任务信号就不可以衰减。脉冲周期电压调整器3更包含低通滤波器321。次流量经过节点Out+以及节点Out-输入至低通滤波器321，以供该低通滤波器321产生多任务信号314。

当接收到的RF信号强度很大，使相对信号强度指针306大于临界电压310时，放大器311输出的差动信号308会高于参考信号312，导致第一电流302流经次流量路径，而使次流量相等于第一电流302，因此多任务信号314的峰值不会被改变。当接收到的RF信号强度减弱，使相对信号强度指针306小于临界电压310时，放大器311输出的差动信号308会低于参考信号312。第一电流302的一部分会流向负载313以及负载319，以致于次流量会小于第一电流302，因此多任务信号314的峰值开始减小。此外，如果接收到的RF信号强度持续减弱，使差动信号308极低于参考信号312时，会导致几乎所有的第一电流302流向负载313以及负载319，次流量将会变成零，因此多任务信号314会被消除。此时软式静音的操作即完成。节点Out+以及节点Out-的电压的波形也表示于图5之中。

本发明的第二实施例如图6所示，是一种脉冲周期电压调整器6。与第一实施例相比较，脉冲周期电压调整器6更包含第二电流源601以及第二开关组603。第二电流源601用以产生第二电流602。第二开关组603包含一对互补的开关603A及开关603B，该第二开关组603根据第二脉冲宽度调制信号604以控制第二电流602的流量。分流器305分流第一电流的流量以及第二电流的流量以产生次流量。

脉冲周期电压调整器6的延迟电路如图7所示。与第一实施例相比较，第二实施例的延迟电路更包含延迟装置701、逻辑组合装置703以及延迟校正装置705。延迟装置701用以延迟调频调制信号402，并产生延迟信号702。逻辑组合装置703将延迟信号702与调频调制信号402作逻辑组合以产生第二脉冲宽度调制信号604。如图8所示，第二实施例所述的第二脉冲宽度调制信号604由第一脉冲宽度调制信号304以及接地信号802作互斥或(exclusive OR：XOR)的运算所产生。延迟校正装置705撷取第一脉冲宽度调制信号304以及第二脉冲宽度调制信号604用以校正间距501。

本发明的第三实施例为脉冲周期电压调整器调整多任务信号的峰值的方法，该脉冲周期电压调整器可为第一实施例或是第二实施例所述的脉冲周期电压调整器。如图9所示，该方法包含下列步骤：执行步骤901时，脉冲周期电压调整器的第一电流源产生第一电流。执行步骤903时，脉冲周期电压调整器提供第一开关组根据第一脉冲宽度调制信号以控制第一电流的流量。执行步骤905时，脉冲周期电压调整器的分流器根据相对信号强度指针分流第一电流的流量为次流量，其中多任务信号的峰值与次流量成正比。

如图10所示，第三实施例更包含以下步骤：执行步骤1001时，脉冲周期电压调整器的第二电流源产生第二电流。执行步骤1003时，脉冲周期电压调整器提供第二开关组根据第二脉冲宽度调制信号以控制第二电流的流量。执行步骤1005时，脉冲周期电压调整器的分流器根据相对信号强度指针分流第二电流的流量为次流量。因此，次流量由第一电流及第二电流，或者是两者的各一部分所构成。

第三实施例更包含利用放大器比较该相对信号强度指针与临界电压以产生差动信号的步骤，以及利用脉冲周期电压调整器产生参考信号的步骤。分流器接收差动信号及参考信号用以分流第一电流以及第二电流。除此之外，第三实施例更包含提供负载使脉冲周期电压调整器产生次流量的步骤。

第三实施例可以完成第一实施例以及第二实施例叙述的操作或是步骤。

本发明的第四实施例如图11所示，是一种调频接收器11。该调频接收器11包含中频滤波器1101、解调器1103以及译码器1105。中频滤波器1101用以接收调频信号1100，并根据该调频信号1100产生相对信号强度指针1102以及调频调制信号1104。解调器1103根据调频调制信号1104以产生多任务信号1106，并根据相对信号强度指针1102以放大多任务信号1106的峰值。更详细地说，解调器1103包含一个如同第一实施例或是第二实施例的脉冲周期电压调整器。译码器1105接收多任务信号1106，并根据多任务信号1106的峰值产生声音信号1108，声音信号1108随即被传送到喇叭以发出声音。

由于声音的信息存在于调频调制信号的脉冲宽度中，当软式静音机制激活时，本发明可以根据相对信号强度指针以及临界值直接地产生多任务信号，而非在多任务信号产生之后再调整多任务信号的峰值，如此一来可以减低多任务信号的失真情形。

上述的实施例仅用来例举本发明的实施方式，以及阐释本发明的技术特征，并非用来限制本发明的范畴。任何熟悉此技术者可轻易完成的改变或均等性的安排均属于本发明所主张的范围，本发明的权利范围应以权利要求为准。

Claims (19)

1.一种用以调整多任务信号的峰值的脉冲周期电压调整器，包含：

第一电流源，用以产生一第一电流；

第一开关，根据第一脉冲宽度调制信号控制所述第一电流的流量；以及

分流器，根据差动信号以及参考信号分流所述第一电流的所述流量，以形成次流量的至少一部分，其中，所述次流量的至少一部分是所述第一电流经所述分流器分流得出的流过第一节点(Out+)和第二节点(Out-)的电流总和；

其中，所述差动信号是根据相对信号强度指针和临界电压获得，所述峰值与所述次流量成正比。

2.如权利要求1所述的脉冲周期电压调整器，其特征在于，更包含：

第二电流源，用以产生第二电流；以及

第二开关，根据第二脉冲宽度调制信号控制所述第二电流的流量；

其中，所述分流器根据所述差动信号以及所述参考信号分流所述第二电流的所述流量，以形成所述次流量的另一部分，其中，所述次流量的另一部分是所述第二电流经所述分流器分流得出的流过所述第一节点(Out+)和所述第二节点(Out-)的电流总和。

3.如权利要求1所述的脉冲周期电压调整器，其特征在于，更包含放大器，由比较相对信号强度指针以及临界电压以输出所述差动信号。

4.如权利要求1所述的脉冲周期电压调整器，其特征在于，所述脉冲周期电压调整器产生所述参考信号。

5.如权利要求1所述的脉冲周期电压调整器，其特征在于，更包含多个负载，与所述分流器连接，用以产生所述次流量，其中所述多个负载中的两个负载分别连接所述第一节点和所述第二节点。

6.一种调整多任务信号的峰值的方法，包含下列步骤：

产生第一电流；

提供第一开关，根据第一脉冲宽度调制信号控制所述第一电流的流量；以及

根据差动信号以及参考信号分流所述第一电流的所述流量，以形成次流量的至少一部分，其中，所述次流量的至少一部分是所述第一电流经分流得出的流过第一节点(Out+)和第二节点(Out-)的电流总和；

其中，所述差动信号是根据相对信号强度指针和临界电压获得，所述峰值与所述次流量成正比。

7.如权利要求6所述的方法，其特征在于，更包含下列步骤：

产生第二电流；

提供第二开关，根据第二脉冲宽度调制信号控制所述第二电流的流量；以及

根据所述差动信号以及所述参考信号分流所述第二电流的所述流量，以形成所述次流量的另一部分，其中，所述次流量的另一部分是所述第二电流经分流得出的流过所述第一节点(Out+)和所述第二节点(Out-)的电流总和。

8.如权利要求6所述的方法，其特征在于，更包含下列步骤：

比较相对信号强度指针以及临界电压以产生所述差动信号。

9.如权利要求6所述的方法，其特征在于，更包含下列步骤：

产生所述参考信号。

10.如权利要求6所述的方法，其特征在于，更包含下列步骤：

提供负载用以产生所述次流量。

11.一种调频接收器，包含：

中频滤波器，根据调频信号产生相对信号强度指针以及调频调制信号；

解调器，根据所述调频调制信号产生多任务信号，并根据差动信号以及参考信号分流电流，以调整所述多任务信号的峰值，所述解调器更包含：第一电流源，用以产生第一电流；第一开关，根据第一脉冲宽度调制信号控制所述第一电流的流量；以及分流器，根据所述差动信号以及所述参考信号分流所述第一电流的所述流量，以形成次流量的至少一部分，其中，所述次流量的至少一部分是所述第一电流经所述分流器分流得出的流过第一节点(Out+)和第二节点(Out-)的电流总和；其中，所述差动信号是根据相对信号强度指针和临界电压获得，所述峰值与所述次流量成正比；以及

译码器，用以接收所述多任务信号，并根据所述峰值产生声音信号。

12.如权利要求11所述的调频接收器，其特征在于，所述解调器更包含：

第二电流源，用以产生第二电流；以及

第二开关，根据第二脉冲宽度调制信号控制所述第二电流的流量；

其中，所述分流器根据所述差动信号以及所述参考信号分流所述第二电流的所述流量，以形成所述次流量的另一部分，其中，所述次流量的另一部分是所述第二电流经所述分流器分流得出的流过所述第一节点(Out+)和所述第二节点(Out-)的电流总和。

13.如权利要求11所述的调频接收器，其特征在于，所述解调器更包含放大器，由比较所述相对信号强度指针以及临界电压以输出所述差动信号。

14.如权利要求11所述的调频接收器，其特征在于，所述解调器产生所述参考信号。

15.一种用以调整多任务信号的峰值的脉冲周期电压调整器，包含：

装置，用以产生第一电流；

装置，根据第一脉冲宽度调制信号控制所述第一电流的流量；以及

分流装置，根据差动信号以及参考信号分流所述第一电流的所述流量，以形成次流量的至少一部分，其中，所述次流量的至少一部分是所述第一电流经所述分流装置分流得出的流过第一节点(Out+)和第二节点(Out-)的电流总和；

其中，所述差动信号是根据相对信号强度指针和临界电压获得，所述峰值与所述次流量成正比。

16.如权利要求15所述的脉冲周期电压调整器，其特征在于，包含：

装置，用以产生第二电流；以及

装置，根据第二脉冲宽度调制信号控制所述第二电流的流量；

其中，所述分流装置根据所述差动信号以及所述参考信号分流所述第二电流的所述流量，以形成所述次流量的另一部分，其中，所述次流量的另一部分是所述第二电流经所述分流装置分流得出的流过所述第一节点(Out+)和所述第二节点(Out-)的电流总和，所述差动信号是根据相对信号强度指针和临界电压获得。

17.如权利要求15所述的脉冲周期电压调整器，其特征在于，更包含装置，由比较相对信号强度指针以及临界电压以输出所述差动信号。

18.如权利要求15所述的脉冲周期电压调整器，其特征在于，更包含装置，用以产生所述参考信号。

19.如权利要求15所述的脉冲周期电压调整器，其特征在于，更包含多个负载，与所述分流器连接，用以产生所述次流量，其中所述多个负载中的两个负载分别连接所述第一节点和所述第二节点。

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