CN1082279C - 具有nicam或dab解码器的无线电接收机 - Google Patents

具有nicam或dab解码器的无线电接收机 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种具有PSK解调器(17)和用于自动放大量调整的A、G、C电路(1)的广播接收机。本发明的目的是利用这种广播接收机接收经调制的数字音频信号，可以在广播扬声器上产生高质量的音频信号。该广播接收机具有一个A、G、C电路(1)和一个psk解调器，以解调DAB或NICAM已编码并经调制的电视伴音信号，因此该解调器通常是DAB或NICAM解码器(16)的一部分，从而其A、G、C电路置于DAB或NICAM信号通路中，从解调器的一个输出端可以获得一个用于放大量调整的调整电压变量。在Qpsk解调器的解调滤波器中的I、Q输出端上的信号最好构成该调整电压变量。

Description

具有NICAM或DAB解码器的无线电接收机
NICAM(近似瞬时压扩的音频复用)是一种数字音频传输技术，它以立体声方式高质量高可靠地传输电视伴音。这种方法在“NICAM数字立体声NICAM Digital Stereo”(Electronics and wireless world，1989年89月)；“用于高质量声音节目的NICAM的三种近似压扩数字传输系统NICAM 3 Mear-InstantaneouslyCompanded Digital transmission System forHigh Quality Sound Programmes”(The Radioand Electronics Engineer，Vol.50，1986年9月，英国广播公司对于英国立体声电视传输的标准的说明)中进行了详细的描述。
DAB(即数字音频广播，DAB德律风根电视和广播股份有限公司的商标)是用于数字地面音频广播的缩写，这种广播业务是随着欧州开发研究的尤里卡(EUREKA)147-DAB计划而发展起来的。DAB的原理详见“Eunkschau杂志(1990年第8期，“无线电显示专业”分册，第9～18页)。
下面将具体描述与DAB使用的调制方法十分相似的NICAM音频载波调制方法，而不去讨论NICAM或DAB系统的所有细节。为了在有限频带信道上进行传输，则利用差分正交相移键控(DQPSK)技术(图4)，在广播(电台)一边的NICAM编码器中对串行数据流进行编码与调制。这种调制方法是一种限制带宽的调制方法，而且能够在广播接收机中相当简单地构成解调器。本发明并非仅与特定的DQPSK或QPSK有关，而是与所有的PSK调制方法有关，即还与例如2PSK、8PSK等等有关，对于DAB来说也要对它们进行讨论。下文将把PSK用作这种调制的各种形式的通用术语。
在广播电台一边，串行数据流的每两个比特被组合成在DAB或NICAM中，更确切说是在DQPSK编码器中的一个双比特(即，一个符号或一个波特。四个可能的双比特组合(00、01、10、11)构成由0度、-90度、-270度或180度的复数相移指示。
相移指示的当前位置通过坐标I和Q表示(参照图3和图4)。这个位置随着相应于数据速率一半的符号速率而变化。在NICAM728中随着728KB数据速率的一半，即728/2＝364千比特。依赖于具体的应用，DAB可以提供不同的数据速率。在接收机中，包含在DAB或NICAM解调器中的DAB或NICAM解码器中的数据流可以被单值地恢复和构成与编码器相反方向(反向)，其中一次简单地确定两个符号时间上的相位差并按照上述规则对其指，定一个双比特。而后将信号对I、Q总是输入到一个低通滤波器。这就确定了在传输信道中传输的音频信号的带宽与频谱形式(频谱形状)，
在接收机一边使用尽可能相同的滤波器(图3)。所得到的带宽及其频谱形式是通过该低通滤波器公式表示中的所谓滚降因子来表示的。在这个因子中，各NICAM系统将按照I和B/G的各种标准来区别他们自己。
在广播一边的调制器中，经滤波的信号对I、Q是利用互相正交的两个载波的调制被调到伴音中频位置。这里，伴音中频可以与其他频谱加在一起，构成图像和单独的FM信号，并且这些总的信号再分别调制到VHF或UHF位置。在接收机中，I、Q信号对，或者单独的音频数据在一个相应的解码器中，或更确切地说在解调器中被恢复。
本发明的目的是利用上述类型的电视接收机。在接收数字编码的PSK已调音频信号时，能够在广播扬声器中产生高质量的音频信号。
按照本发明利用一个具有根据权利要求1的各个特点的广播接收机。这个任务已然被解决了。在各从属权利要求中描述了进一步改进的各种优点。
借助于本发明，一个公知的衰落调整或衰落调整电路用于DAB或NICAM音频载波，从而从nPSK或QPSK或DQPSK解调器获得用于可控放大器的调整电压变量。
对于在电视接收机中的衰落调整而言，已公知(DE3144007.5)从视频信号的幅度中获得一个调整电压并用此电压以下述的一种方法去调整中频放大器的放大量，即视频信号具有尽可能地独立于所接收的场强的恒定幅度。这种衰落调整电路也是由自动增益控制AGC表示的。调整电压可用公知的方法获得，例如利用滤波器部分中的峰值整流或平均值形成而从视频信号中获得。
然而，调整电压变量最好在PSK解调器中解调滤波器的I、Q输出端上获得。因此，I、Q信号对输入到PSK解调器中的一个合适的电路，在其输出端能够检出变量I、Q或者对应于调整电压的I、Q分量的平方表示。
利用本发明，获得了在音频质量方面的明显改进，因此，通过I、Q信号对的反馈以一种意想不到的简单方法有效地解决了电视接收机中的伴音/图像问题。另外，其他信号的存在，特别是模拟信号的存在，在放大率的调整上并没有干扰的影响，因此整个衰落调整非常稳定而且对干扰不敏感。
下面，通过图的表示来说明本发明的一个实施例，所表示的图为：
图1是通向NICAM解调器的信号通路中的衰落调整电路的配置图；
图2是实现该衰落调整电路的一种可能的方案；
图3是一种NICAM-QPSK解调器的内部结构；
图4是一种NICAM编码器的电路框图；
图5是具有NICAM部件的电视装置的电路框图；
图6是一种NICAM解码器的电路框图；
图7是一种在DAB信号通路中的衰落调整器的电路框图。
图1表示一个构成电视接收机的电路框图，其中可控放大量级1，增益控制级位于NICAM音频载波信号通路中，其输出端连接到NICAM-QPSK解调器17的QPSK输入端(在这种情况下是一个MAS7A101  NICAM-QPSK)。
根据图1，实现可以变换放大量级1的一种可能的方法在图2中进行了说明。包含来自解调器17的Q/I输出端的QPSK信号的I、Q中频信号3由晶体管2进行放大。这个放大量根据一个AGC信号进行调整。为此，这一级的放大量必须予以改变。这一变化可以通过改变晶体管2基极工作点，也可以通过负反馈。对此实现负反馈的一种可能性是利用电阻4。如果改变了负反馈，则放大量就相应地改变。电容器5与电阻4一样，都被连接到晶体管2的发射极，也用于负反馈，但只是用于高频负反馈。通过场效应晶体管6馈送高频信号，其源极与电容5相连，其漏极接地。场效应管6的栅极输入端与一个一端接地的电容7相连。另外其栅极还通过电阻8与晶体管9的集电极相连。
如果没有电流流入场效应管(FET)，则电容5实际上与晶体管2的发射极是断开的。而负反馈处于最大值，放大量处于最小值。晶体管的集电极通过电阻14连接到供电电压Vs。另外，晶体管2的集电极构成衰落调整电路的输出端并分别连到输入端或QPSK解调器的输入端(图3的点3、12和13)。从而，负反馈仅仅对高频信号进行变化。
为了适当地处理来自用于衰落调整电路的QPSK解调器的Q/I输出端子上的信号，NICAM-QPSK解调器17的输出端Q(图3的点14)和I(图3的点11)的信号对Q和I首先送到电容器10，如图2所示。该电容与电阻11以及另一电容12一起都连接到晶体管9的基极。电阻11与晶体管9的发射极一样都与地相连。晶体管9的集电极与电容12、电阻8以及与供电电压Vs相连的另一电阻13连接在一起。
图3表示在QPSK解调器中获得Q、I信号对的方法。其中说明了一个NICAM-QPSK解调器17，在这一情况是一个MAS7A101的内部结构。根据图3的QPSK副载波解调器包括一个具有两个输出端的输入放大器，一个开关型乘法器，一个压控晶振以及一个90°移调器。晶振以四倍QPSK中频载波频率进行振荡，例如在I系统中是26.408MHz；在B-/G-系统中是23.4MHz(例如：德国，斯勘地那维亚)。
已解调的数据输入到奈奎斯特滤波器，该滤波器提供响应于系统B和G的100％的滚降频响。随后是相位检波和低通滤波，信号对I、Q可以在解调器的输出端11、14上获得。如上所述Q和I或者Q2和I2的输出值被反馈，对于自动放大量调整器1来说，被反馈到相当于如图2所示的衰落调整电路的输入端。相同的数据也通过输入端12和13被发送到按照图3的解调器判决和比特时钟恢复单元。
图4表示在广播电台一边的NICAM编码器。在广播接收机中提供有用于恢复该信号的对应的NICAM解调器16，该解调器包含有或从下游连接着的例如图3所示的NICAM-QPSK解调器。
图5表示具有NICAM部件的电视装置的总电路框图。用于NICAM的辅助载波在电视设备的调谐器与中频解调器部分再生。然后辅助载波信号被箝位进入NICAM模块，该模块起到QPSK解调、NICAM解码和数模变换三个功能。在解调器单元17(MAS7A101)中，从已调载波信号中分离出串行的比特码流。对此根据不同的频率，使用不同的解调滤波器。由FM信号、视频载波以及大量的可能的比特差错所产生的噪声主要由滤波器结构的质量来决定。滤波以后，已解调的数据流被送到NICAM解码器(16)MAS7D102中，该解码器精确地执行与发射机或各编码器相反的功能。图6表示该NICAM解码器MAS7D102的内部设计。从该解码器来的解码数据被送到与该解码器相适配的一个变换器18(MAS7A103)，该变换器完成数——模变换。所有的三个特定的NICAM部件16、17和18都可以与AGC调整电路1集成在一起而成为一个组件。
图7表示用于DAB接收机的按照本发明的衰落调整，其中来自QPSK解调器17的I、Q输出信号先送到各自的平方单元19a和19b，而后送到加法器20中，最后送到低通滤波器21 。然后，利用如此获得的调整电压(I2+Q2)进行两次或两级衰落调整。从而在调谐器中提供衰落调整的第一AGC级22；在调谐器与解调器之间提供第二AGC级23，这与上述的NICAM的例子相类似。
输送到调谐器的数字广播信号首先被送到带通滤波器23，而后，考虑到调整电压变量I2+Q2，在放大器22，即第一AGC级中进行放大。经放大的信号从放大器22的输出端送到又由VCO25控制的混频器24的输入端。而后混频器24的输出信号被相继送到另一个带通滤波器26、放大器27以及表面声波滤波器28(工作于声波)，然后再送到第二AGC级23。第二AGC级的输出端与PSK解调器的数据输入端相连。
也可以提供一个取代平方单元19a、19b和加法器20(参照图7)功能的单元电路19、20，来代替平方单元19a、19b和加法器20。

Claims (3)

1.一种电视或广播接收机，该接收机具有中频放大器装置(1，23)，它具有用于自动放大量调整电路(1)和随后的具有音频信号解调器的信号解码器装置；其中音频信号解调器是用于接收PSK(相移键控)或QPSK(正交PSK)或DQPSK(差分QPSK)信号的数字信号解调器(17，19，19a，19b，20)，其特征在于：用于中频放大器装置(1，23)的自动放大量调整和/或调谐器单元或调谐-放大器(22)的自动放大量调整能够从数字信号解调器(17，19，19a，19b，20)的一个或几个输出信号(I，Q)获得。
2.如权利要求1所述的电视或广播接收机，其特征在于该数字信号解调器(17，19，19a，19b，20)是一个NICAM或DAB解调器。
3.如权利要求1或2所述的电视或广播接收机，其特征在于该数字信号解调器(17，19，19a，19b，20)具有两个分别被平方(19a，19b)和求和(20)的正交方波输出信号(I，Q)，以便形成用于放大的调整信号。
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