CN102055543B - 解调广播接收机 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种解调广播接收机；包括：开环锁频环，其连接数模转换器和数字信号处理模块以及闭环锁相环，并根据外部参考时钟产生主时钟；闭环锁相环，其连接混频器，并根据主时钟和期望接收的FM广播频率来生成相应频率的本地振荡信号；混频器、其连接FM广播信号输入和数模转换器，并根据本地振荡信号和FM广播信号产生低中频FM信号；数模转换器，其连接数字信号处理模块，并将低中频FM信号转换成数字FM信号；数字信号处理模块，其对数字FM信号进行FM解调，得到最终的解调输出。本发明可以改善解调输出的最佳信噪比；并且降低主时钟频率和期望时钟频率的误差，简化后续的数字解调的设计复杂度，提高产品性能。

Description

解调广播接收机
技术领域
本发明涉及一种通信设备，具体涉及一种广播接收机。
背景技术
FM广播接收机有很多种方法实现，在数字接收机出现前，FM广播接收机大都采用超外差结构式，全模拟电路方式实现，解调使用模拟锁相环PLL，该锁相环PLL环路滤波器外置，当参考时钟相位噪声很高时，通过将环路滤波器放到很窄，也可以让参考时钟相位噪声基本过滤掉。这类解调器直接在中频对信号进行处理，有诸多缺点，比如成本高，外围器件非常多，不适合消费类应用。
目前，市面上现有调频广播接收机的一个结构如图1所示，该产品主要包括一个混频器(Mixer)、一个数模转换器(ADC)、一个闭环锁相环(CPLL1)用于产生主时钟给数模转换器ADC和数字信号处理模块(DSP)、另外一个闭环锁相环(CPLL2)用于产生本地振荡信号(L0)。FM广播信号经过和本地振荡信号L0混频后，经过数模转换器ADC转化为低中频数字化FM信号，然后数字信号处理模块DSP对FM信号解调得到解调输出。其中闭环锁相环CPLL内部环路结构参见图3。闭环锁相环CPLL包括一个相位频率检测器(PFD)、一个环路滤波器(LPF)、一个压控振荡器(VCO)以及一个分频器(Divider)。
如图2所示的是市面上现有产品的另外一个结构，相比前一个结构，该结构采用一个开环锁频环(OFLL)，由该开环锁频环OFLL同时产生主时钟和本地振荡信号L0。其中开环锁频环OFLL内部环路结构参见图4。开环锁频环OFLL包括一个数字频率检测器(FD)、一个压控振荡器(VCO)以及一个分频器(Divider)。
现有产品1的一个主要问题是当参考时钟存在很大的相位噪声时，本地振荡信号L0的相位噪声也会很大，导致解调输出的最佳信噪比很差。
现有产品2的一个主要问题是，FM广播工作频带很宽，就要求压控振荡器VCO工作在很宽的频带，而主时钟必须由压控振荡器VCO整数分频下来，造成主时钟频率和期望时钟频率存在很大的误差，这样会增加后续的数字解调的设计复杂度，甚至影响性能。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种解调广播接收机，其可以改善解调输出的最佳信噪比；并且降低主时钟频率和期望时钟频率的误差，简化后续的数字解调的设计复杂度，提高产品性能。
为了解决以上技术问题，本发明提供了一种解调广播接收机；包括：开环锁频环，其连接数模转换器和数字信号处理模块以及闭环锁相环，并根据外部参考时钟产生主时钟；闭环锁相环，其连接混频器，并根据主时钟和期望接收的FM广播频率来生成相应频率的本地振荡信号；混频器、其连接FM广播信号输入和数模转换器，并根据本地振荡信号和FM广播信号产生低中频FM信号；数模转换器，其连接数字信号处理模块，并将低中频FM信号转换成数字FM信号；数字信号处理模块，其对数字FM信号进行FM解调，得到最终的解调输出。
本发明的有益效果在于：其可以改善解调输出的最佳信噪比；并且降低主时钟频率和期望时钟频率的误差，简化后续的数字解调的设计复杂度，提高产品性能。
附图说明
下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细说明。
图1是现有调频广播接收机的第一种结构的示意图；
图2是现有调频广播接收机的第二种结构的示意图；
图3是闭环锁相环CPLL内部环路结构示意图；
图4是开环锁频环OFLL内部环路结构示意图；
图5是本发明实施例所述调频广播接收机的示意图。
具体实施方式
本发明所述的调频广播接收机，采用一个开环锁频环OFLL来提供一个频率精准的主时钟给数字信号处理模块DSP，并且可以非常容易的适应不同频率的参考时钟。本发明以开环锁频环OFLL产生的主时钟作为参考，采用一个闭环锁相环CPLL产生本地振荡信号L0，保证了解调输出最佳信噪比不受参考时钟影响。
如图5所示，本发明的主要部件包括一个开环锁频环OFLL、一个闭环锁相环CPLL、一个混频器MIXER、一个数模转换器ADC以及一个数字信号处理模块DSP。
开环锁频环OFLL根据外部参考时钟产生主时钟给数模转换器ADC和数字信号处理模块DSP。
闭环锁相环CPLL根据主时钟和期望接收的FM广播频率来生成相应频率的本地振荡信号L0。该本地振荡信号L0和FM广播信号经过混频器Mixer后得到低中频FM信号。
低中频FM信号被数模转换器ADC转换到数字域，成为数字FM信号。
数字信号处理模块DSP对数字FM信号进行FM解调以及其他处理比如立体声解调、去加重等等，得到最终的解调输出。
开环锁频环OFLL的输入为参考时钟，其输出连接到闭环锁相环CPLL、数模转换器ADC和数字信号处理模块DSP。
闭环锁相环CPLL的输出连接到混频器Mixer，后者还有一个输入来自于FM广播信号；后者的输出连接到数模转换器ADC的输入。
数模转换器ADC的输出提供给数字信号处理模块DSP，后者输出最终的解调信号。
本发明的工作原理在于，开环锁频环OFLL的压控振荡器VCO采用开环方式工作。在每一段周期，数字频率检测器FD根据外部参考时钟的频率和期望的分频器Divider的输出频率计算出压控振荡器VCO频率是否漂移出一个或者两个压控振荡器VCO频段。如果发现压控振荡器VCO频率漂移超出一个或两个压控振荡器VCO频段，则开环锁频环OFLL改变压控振荡器VCO当前频段设定，以让压控振荡器VCO频率和期望频率误差在一个频段范围内，完成频率锁定。显然，对于不同的参考时钟频率，数字频率检测器FD只要修改计数和比较器就可，非常容易实现。
被数字频率检测器FD锁定的压控振荡器VCO，经过分频器得到主时钟。由于理想的主时钟频率只有一个，所以可以比较容易的设计出分频器，以让主时钟频率足够精确。
显然只要压控振荡器VCO随温度的偏移足够慢，压控振荡器VCO的相位噪声就取决于自身，而和参考时钟无关。
闭环锁相环CPLL以主时钟作为参考，综合出本地振荡信号L0，由于主时钟相位噪声和参考时钟无关，所以本地振荡信号L0相位噪声也和参考时钟无关。
由于本地振荡信号L0相位噪声和参考时钟无关，所以本地振荡信号L0和FM信号混频后的信号的相位噪声也和参考时钟无关，最终解调输出的最佳信噪比也就和参考时钟无关。
本发明并不限于上文讨论的实施方式。以上对具体实施方式的描述旨在于为了描述和说明本发明涉及的技术方案。基于本发明启示的显而易见的变换或替代也应当被认为落入本发明的保护范围。以上的具体实施方式用来揭示本发明的最佳实施方法，以使得本领域的普通技术人员能够应用本发明的多种实施方式以及多种替代方式来达到本发明的目的。

Claims (2)

1.一种解调广播接收机；其特征在于，包括：
开环锁频环，其连接数模转换器和数字信号处理模块以及闭环锁相环，并根据外部参考时钟产生主时钟；
闭环锁相环，其连接混频器，并根据主时钟和期望接收的FM广播频率来生成相应频率的本地振荡信号；
混频器、其连接FM广播信号输入和数模转换器，并根据本地振荡信号和FM广播信号产生低中频FM信号；
数模转换器，其连接数字信号处理模块，并将低中频FM信号转换成数字FM信号；
数字信号处理模块，其对数字FM信号进行FM解调，得到最终的解调输出。
2.如权利要求1所述的解调广播接收机，其特征在于，所述开环锁频环包括：
压控振荡器，其采用开环方式工作，其连接分频器和数字频率检测器；
分频器，其连接数字频率检测器；
数字频率检测器，其连接参考时钟；
数字频率检测器在每一段周期根据外部参考时钟的频率和期望的分频器的输出频率计算出压控振荡器频率是否漂移出一个或两个压控振荡器频段，如果发现压控振荡器频率漂移超出一个或两个压控振荡器频段，则开环锁频环改变压控振荡器当前频段设定，以让压控振荡器频率和期望频率误差在一个频段范围内，完成频率锁定。
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