CN101990071B - 可自动校准输出的解调器、方法及其电视接收器 - Google Patents

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Abstract

本发明是一种可自动校准输出的电视解调器、方法及其电视接收器,电视解调器包含参考电压产生电路、参考电阻、电流式数字至模拟转换器、比较装置以及校准程序装置。参考电压产生电路产生参考电压,参考电阻用以转换参考电压以提供参考电流,电流式数字至模拟转换器接收一数字码并产生输出信号,比较装置比较参考电压及输出信号以产生一比较输出,校准程序装置根据比较输出更新该数字码,以校准电流式数字至模拟转换器。

Description

可自动校准输出的解调器、方法及其电视接收器
技术领域
本发明有关一种数字/模拟电视的接收器,特别是关于一种具有电流式数字至模拟转换器(IDAC)的省电及可自动校准的解调器、方法及其电视接收器。
背景技术
近年来世界各国正逐渐地普及数字电视(digital TV,DTV)的广播及接收,因而形成数字电视与传统模拟电视(analog TV,ATV)共存的情形。图1显示一种传统数字/模拟电视的接收器1的系统方块图,其主要包含有调谐器(tuner)10、解调器(demodulator)12及解码器(decoder)14。传统接收器1的解调器12及解码器14分别制作于个别的印刷电路板(PCB)上,而两个电路板之间则以同轴电缆16来传送信号。由于一般同轴电缆的阻抗为75欧姆(Ω),为了让接收器1的阻抗得以匹配,因此在解调器12、解码器14两个电路板之间需接两个阻值为75欧姆的精密电阻器18,且解调器12需要使用精密参考电阻器Rref,以产生精确的电流输出及确保输出电压的稳定。
由于解调器12和解码器14分别制作于个别的印刷电路板上,因此造成接收器系统1容易受到噪声干扰且电路面积无法小型化。再者,即使是使用了精密电阻器18,由于芯片生产过程(die-to-die)的制程误差与电源供应电压本身的变化,解调器12的输出电压摆幅(voltage swing)仍然具有相当的偏差值(variation),可能造成信号传送的错误。
因此,亟需提出一种新颖的数字/模拟电视接收器,其能抵抗噪声的干扰,使得解调器的输出电压摆幅具较小偏差值。
发明内容
鉴于上述先前技术中传统数字/模拟电视接收器的诸多缺点,本发明的目的之一在于提出一种数字/模拟电视接收器,其可自动校准(auto-calibrate)解调器的输出电压摆幅,使其具较小的偏差。另外,本发明的另一目的为减少电源的消耗。
根据本发明一方面的电视接收器包含解调器、解码器、电阻及电路板。解调器、解码器与电阻固接于电路板上,且解调器和解码器之间利用电路板的走线(trace)相连接,且电阻通过上述的走线耦接于解调器及解码器。藉此,解调器和解码器之间不需使用同轴电缆,电阻不必限定为75欧姆。再者,可通过适度地调高电阻的阻值,用以降低解调器的电流消耗,达到省电目的。通过本发明的自动校准,电阻造成的误差以及生产过程的工艺误差可以消除。
根据本发明另一方面的电视解调器包含参考电压产生电路、参考电阻、电流式数字至模拟转换器(IDAC)、比较装置及校准程序装置。其中,参考电阻转换参考电压以提供一参考电流。电流式数字至模拟转换器(IDAC)接收一数字码并产生一输出信号。比较装置则比较参考电压及输出信号以产生一比较输出。校准程序装置根据比较输出以更新数字码。藉此,可对解调器的输出电压摆幅的偏差进行自动校准,无须外部参考电阻。
根据本发明又一方面的解调器输出校准方法,包含下列步骤:根据参考电压获得基准数字码;送出校准码给电流式数字至模拟转换器(IDAC);将电流式数字至模拟转换器(IDAC)的输出予以数字化,以取得对应的数字码;比较数字码及基准数字码以产生比较输出;以及根据该比较输出更新该校准码。
附图说明
图1显示一种传统数字/模拟电视的接收器的系统方块图。
图2显示本发明实施例的一的数字/模拟电视的接收器的系统方块图。
图3A显示本发明实施例的解调器的详细功能方块图。
图3B显示电流数字至模拟转换器(IDAC)的电流镜与参考电流的关是。
图3C显示本发明实施例的校准流程。
图4A、图4B显示解调器的可自动校正驱动能力的电路。
具体实施方式
图2显示本发明实施例之一的数字/模拟电视的接收器的系统方块图2,其主要包含有调谐器(tuner)20、解调器(demodulator)22及解码器(decoder)24。虽然本实施例的接收器2可接收、处理数字及模拟两种电视信号,然而本发明也可适用于仅接收、处理数字电视信号或者仅接收、处理模拟电视信号。
调谐器20用以匹配天线或电缆(未图标)的阻抗并将射频信号调谐降频为基频信号。接下来,解调器22对匹配接收的电视信号进行解调(demodulation),用以自经载波调变的信号(modulated carrier wave)中撷取出电视信号Vout。解码器24再接着进行解码(decoding),以便让电视信号显示于屏幕(未图标)上。如图2所示,本实施例的解调器22包含串接的滤波器221、模拟至数字转换器(ADC)220、数字信号处理器(DSP)224及电流式数字至模拟转换器(IDAC)222。举例而言,滤波器221可以将信号中通道效应引起的噪声及失真予以滤除,再馈至模拟至数字转换器(ADC)220。模拟至数字转换器(ADC)220的输出馈至数字信号处理器(DSP)224进行基频信号处理,利用电流式数字至模拟转换器222产生输出Vout通过模拟电视(ATV)信号路径26A传送至解码器24,由解码器24内的模拟至数字转换器(ADC)240及数字信号处理器(DSP)242来进行解码。另一方面,解调器22的数字信号处理器(DSP)224的数字输出亦可通过数字电视(DTV)信号路径26B传送至解码器24的数字信号处理器(DSP)242来进行解码,也就是说,封装于同一个解调器IC可以同时支持数字电视信号输出与模拟电视信号输出,降低整体的生产成本。
在本实施例中,解调器22及解码器24可分别实施为独立的集成电路(IC),而这两个集成电路则固接于共同的印刷电路板(PCB)21上。模拟电视(ATV)信号路径26A及数字电视(DTV)信号路径26B则可通过电路板的走线(例如铜导体走线)来实施。解调器22及解码器24的制作并不限定于上述作法。在其它实施例中,解调器22及解码器24也可使用系统整合芯片(system on chip)或者立体集成电路(3D IC)等技术来实施。
位于解调器22集成电路和解码器24集成电路之间具有一外部电阻Rext,固接于印刷电路板(PCB)21上。外部电阻Rext的一端连接于解调器22的输出Vout,另一端接地。于本实施例中,外部电阻Rext的阻值不必限定为75欧姆的精密电阻,例如可使用300欧姆的电阻。再者,如此一来,跳脱现有的电路架构,可通过适度地调高外部电阻Rext的阻值,为维持相同的输出电压Vout摆幅,电流值会和电阻值成反比,可以降低解调器22的电流消耗,达到省电的目的。
图3A显示本发明实施例的解调器22的详细功能方块图。参考电压产生电路223可产生不受环境变化、负载影响的预定电压摆幅。在本实施例中,参考电压产生电路223可以例如是一能带隙(bandgap,BG)电路,其可产生约相当于硅的电子能带隙值(大约为1.2伏特)的预定参考电压值,且所产生的参考电压几乎不受环境温度的影响。参考电压产生电路223的输出电压Vbase(例如为能带隙电压Vbg)通过一内部电阻Rint的转换而提供参考电流,其值为Vbase/Rint(例如为Vbg/Rint),可以作为校准过程的比较参考点。
在本实施例中,解调器22的数字至模拟转换器(DAC)222是以电流式数字至模拟转换器(IDAC)来实施。如图3B所示,电流式数字至模拟转换器(IDAC)222主要包含有多个电流镜(current mirror)2220,用以镜射参考电压产生电路223、内部电阻Rint所提供的参考电流Vbase/Rint,而耦接于电流镜2220的控制开关SW则可用以决定对外的驱动能力。图3A所示的实施例虽然显示一个电流式数字至模拟转换器(IDAC)222,然而,实务上也可能使用多个电流式数字至模拟转换器(IDAC)222,用以分别处理不同通道的信号。
继续参阅图3A,比较装置225及校准程序(calibration routine)装置226可自动校准解调器22的输出电压(Vout)摆幅。在本实施例中,比较装置225可以例如为一逐步逼近缓存器的模拟至数字转换器(SARADC),或者低成本的搜寻装置,例如二元搜寻(binary search)装置,主要是通过比较的手段而产生输出。
图3C显示本发明实施例的校准流程。首先,闭合开关SW1,用以将节点Vbase的电压作为参考电压,并通过比较装置225产生比较输出,举例而言,可以与预定的比较电压(未示出)进行比较,而数字化以取得基准数字码DBASE(步骤31)。于步骤32,校准程序装置226送出对应于参考电压Vbase的数字码给电流式数字至模拟转换器(IDAC)222,激励(activate)电流式数字至模拟转换器(IDAC)222输出对应的模拟信号,亦即Vbase。由于所转换的模拟信号与真正的参考电压Vbase之间具有偏差,因此,必须接续进行校准动作。一开始(步骤33),校准程序装置226送出最低电平的校准码(code 0;n=0)给电流式数字至模拟转换器(IDAC)222,其输出通过闭合开关SW2而由比较装置225,例如SARADC,予以数字化成为数字码DCODE(步骤34)。校准程序装置226比较数字码DCODE与基准数字码DBASE(步骤35)。如果数字码DCODE小于基准数字码DBASE(亦即DCODE-DBASE<0),则校准程序装置226送出下一电平的校准码(code 1;n=n+1)(步骤36)。重复上述数字化及与基准数字码DBASE的比较步骤,直到数字码DCODE大于基准数字码DBASE(亦即DCODE-DBASE>0),此时,即可得到校准电平(步骤37),而得以校准输出电压Vout的偏差。上述实施例的校准码由小而大依序送出,但并不限定于此方式;于其它实施例中,可以由大而小或依其它顺序来送出校准码;或者,利用二元逼近法找到可输出最接近基准数字码DBASE的校准码。
图4A显示根据本发明实施例的解调器22的可自动校正驱动能力的电路,其显示出参考电流Vbase/Rint、电流校正电路228、校准程序装置226与外部电阻R-ext。图4B显示根据本发明实施例的解调器22的可自动校正驱动能力的详细电路,其显示出参考电流Vbase/Rint与电流校正电路228。举例而言,电流校正电路228包含多个复制电流镜,可以通过五位的校准码C4、C3、C2、C1、C0的控制,改变电流校正电路228所汲取的电流大小,进而改变电流式数字至模拟转换器(IDAC)222最后镜射产生的总电流输出量。
本发明实施例的数字/模拟电视接收器2不需使用同轴电缆16,且外部电阻Rext不必限定为75欧姆,可以为其它电阻值,例如可使用300欧姆,本发明的自动校正电路可自动校正其驱动能力。外部电阻Rext的阻值选取可相关于电流式数字至模拟转换器(IDAC)222的取样频率。较佳地,本发明实施例可通过调高外部电阻Rext的阻值,而降低解调器22的电流消耗,达到省电的目的。举例而言,若解调器22的输出电压摆幅(swing)为1.2伏特,则传统解调器12的消耗电流为16毫安(=1.2/75)。对于相同的1.2伏特电压摆幅,本实施例若使用300欧姆的外部电阻Rext,其消耗电流为4毫安(=1.2/300),因此,共节省了75%的电源消耗。此种电源节省对于可携式电子装置更具有整体效能上的提升。与传统的数字/模拟电视接收器1相较之下,本发明实施例还通过模拟至数字转换器(ADC)225及校准程序装置226所形成的反馈回路,用以对输出电压摆幅的偏差进行自动校准,使得输出电压Vout不会受到外部电阻Rext、内部电阻Rint及参考电压产生电路223的误差所影响。本发明可以消除电阻造成的误差以及生产过程的工艺误差。
纵上所述,本发明揭露一种可自动校准输出的电视解调器,包含参考电压产生电路、参考电阻、电流式数字至模拟转换器(IDAC)、比较装置、第一开关、第二开关及校准程序装置;参考电压产生电路,用以产生参考电压,例如利用能带隙电压产生电路产生能带隙电压;参考电阻,可以为内部电阻,用以转换该参考电压以提供参考电流;电流式数字至模拟转换器(IDAC),用以接收数字码并产生输出信号;比较装置比较参考电压及输出信号以产生比较输出;校准程序装置根据比较输出更新数字码;比较装置可以为模拟至数字转换器(ADC),第一开关耦接于参考电压产生电路和模拟至数字转换器(ADC)之间,用以将参考电压选择性地馈送至模拟至数字转换器(ADC)以取得基准数字码;第二开关耦接于电流式数字至模拟转换器(IDAC)和模拟至数字转换器(ADC)之间,用以将电流式数字至模拟转换器(IDAC)的输出选择性地馈送至模拟至数字转换器(ADC)以得到对应的数字码。
本发明亦揭露一种电视接收器,包含解调器、解调器、解码器、外部电阻及电路板;解调器用以解调经载波调变的信号,以产生解调输出;解码器用以对解调输出进行解码;解调器、解码器与外部电阻固接于电路板上,且解调器和解码器之间利用电路板的走线相连接,且外部电阻通过走线耦接于解调器及解码器。
本发明亦揭露一种解调器的输出校准方法,包含下列步骤:根据参考电压获得基准数字码;送出校准码给电流式数字至模拟转换器(IDAC);将电流式数字至模拟转换器(IDAC)的输出予以数字化,以取得对应的数字码;比较数字码及基准数字码以产生比较输出;以及根据该比较输出更新该校准码。
以上所述仅为本发明的较佳实施例,并非用以限定本发明的申请专利范围;凡其它未脱离发明所揭示的精神下所完成的等效改变或修饰,均应包含在下述的本申请权利要求所限定的范围内。

Claims (13)

1.一种电视接收器,包含:
一解调器,用以解调一经载波调变的信号,以产生一解调输出,包含:
一参考电压产生电路,用以产生一参考电压;
一参考电阻,用以转换该参考电压以提供一参考电流;
一电流式数字至模拟转换器,用以接收一初始数字码并转换为一输出信号;
一比较装置,用以比较该参考电压及一预定的比较电压,以及比较该输出信号与该预定的比较电压,以分别产生一基准数字码和一实际数字码;及
一校准程序装置,用以比较该基准数字码和该实际数字码,以决定是否要更新一校准码至该电流式数字至模拟转换器;
一解码器,用以对该解调输出进行解码;
一电阻;以及
一电路板,
其中,该解调器、该解码器与该电阻固接于该电路板上,且该解调器和该解码器之间利用该电路板的走线相连接,且该电阻通过该走线耦接于该解调器及该解码器。
2.根据权利要求1所述的电视接收器,其特征在于该参考电压产生电路是一能带隙电路。
3.根据权利要求1所述的电视接收器,其特征在于该校准程序装置根据比较结果递增该校准码以校准该输出信号的一输出摆幅。
4.根据权利要求1所述的电视接收器,其特征在于该电流式数字至模拟转换器包含多个电流镜,用以镜射该参考电流。
5.根据权利要求1所述的电视接收器,其特征在于该参考电阻是一内部电阻。
6.根据权利要求1所述的电视接收器,其特征在于该比较装置是一模拟至数字转换器,其将该参考电压转换以取得一基准数字码。
7.根据权利要求6所述的电视接收器,其特征在于该电流式数字至模拟转换器的该输出信号通过该模拟至数字转换器以得到对应的实际数字码;该校准程序装置更新该校准码直到其对应的该实际数字码接近该基准数字码。
8.根据权利要求6所述的电视接收器,其特征在于该模拟至数字转换器是一逐步逼近缓存器的模拟至数字转换器。
9.根据权利要求6所述的电视接收器,其特征在于还包含一第一开关,耦接于该参考电压产生电路和该模拟至数字转换器之间,用以将该参考电压选择性地馈送至该模拟至数字转换器以取得该基准数字码。
10.根据权利要求9所述的电视接收器,其特征在于还包含一第二开关,耦接于该电流式数字至模拟转换器和该模拟至数字转换器之间,用以将该电流式数字至模拟转换器的输出选择性地馈送至该模拟至数字转换器以得到一对应的实际数字码。
11.根据权利要求10所述的电视接收器,其特征在于该校准程序装置根据该对应的实际数字码更新该校准码。
12.根据权利要求1所述的电视接收器,其特征在于该电阻的阻值大于75欧姆。
13.根据权利要求1所述的电视接收器,其特征在于该解调器及该解码器分别为一集成电路。
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