CN1086861C - 直流偏移补偿方法和设备 - Google Patents

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Abstract

一种直流偏移测量和补偿电路包括一个用来在电路中建立零载波条件的开关装置(14)。对电路输出进行积分(30，32)，以产生任何直流偏移，这些直流偏移被转换成模拟形式(34，36)，并从信号输出中减去(18，20)。还可以减去一个参考(REF)(26，28)，以对输出建立基数字电平。

Description

直流偏移补偿方法和设备
技术领域：本发明一般说来涉及一种对基带信号实行直流偏移补偿的方法和设备，更具体地说，涉及对使用小导频的残留边带(VSB)信号实行这样的偏移补偿。
背景技术：虽然本发明系统适用于许多种类的信号，但是它特别有利于供载波恢复目的用的取直流形式的VSB信号，这些信号包括小同相导频。VSB接收器包含许多子系统，例如把射频/中频(RF/IF)载波信号转换成基带的解调器。在处理期间，在基带电路如解调器，基带放大器和模拟-数字(A/D)转换器中，经常引入直流偏移(除由解调导频所产生的直流以外)。这些直流偏移会在信号处理电路中产生问题。例如，在FPLL(频率和相位锁定回路)解调器中，可能引入静止相位差。而且可能产生锁定相的不正确极性检测。在A/D转换中，不对称净空高度可能引起削波。本发明提供一种对这样的直流偏移实行补偿的简单且容易实现的方法。
发明内容：本发明的一个主要目的是提供一种补偿直流偏移的新型方法和设备。
本发明的另一个目的是提供一种消去基带电路中直流偏移的改进技术和设备。
本发明的又一个目的是改进结合了导频的VSB信号系统中的直流偏移性能。
附图说明：连同附图阅读以下叙述，本发明的这些和其他目的及优点将显而
易见，附图中的单图是说明本发明结构的部分方块图。
具体实施方式：直流偏移补偿涉及精确地确定直流偏移量，并且如果有的话，则
从基带信号中消去直流偏移。按照本发明，在瞬间产生的零载波条件
期间测量直流偏移。零载波条件是通过对RF/IF信号“断开开关”而
产生的。当开关断开时，基带输出信号电平为其零RF/IF值，并且其
已解调的直流电平为零。此时基带输出中存在的任何直流都是由于电
路中的直流偏移所引起。应用本发明，则使直流偏移从输出信号中消去。
VSB数字数据信号为双极性，即它按几乎相等量在“零载波”电平之上和之下变化，量差是由于导频的直流偏移值所引起。如所述，由导频解调所产生的小直流在载波恢复中非常重要，并且它在确定FPLL解调器的锁定极性时也非常重要，FPLL解调器优选地由于其理想的频率和相位锁定特性而用于VSB接收器。直流偏移会严重地干扰FPLL解调器的导频恢复和极性确定电路。
参照附图，RF/IF输入信号供给一个调谐器/IF块10，通过它所接收的RF信号被外差成IF频率。IF信号施加到缓冲放大器12，缓冲放大器12供给开关14，开关14串联连接在放大器12与FPLL解调器16之间。开关14为说明目的仅表示为机械单杆装置，但是本领域技术人员将会容易理解可选择电子装置。FPLL16产生同相(I)输出信号和正交(Q)输出信号，这两个信号各自分别供给相应的加法器18和20的一个输入端。加法器18和20的输出又分别供给一对A/D转换器22和24，其数字信号输出连到信号处理电路(未示出)。另一对加法器26和28用虚线表示，希望时用于从数字信号中减去一个基准信号。对加法器26和28的负输入端可以连接一个共电压基准信号电压。A/D 22和24分别供给积分器30和32，积分器30和32又分别通过一对数字模拟(D/A)转换器34和36与加法器18和20的负输入端连接。控制器38由公知装置(未示出)供给段同步和帧同步信号，并且产生一个门信号。门信号加到开关14和积分器30及32，以控制它们的操作。
在操作中，在开关14闭合下，RF/IF信号由FPLL16解调，并通过加法器18和20分别供给A/D转换器22和24。在VSB信号具有导频情况下，A/D22的信号输出将由数据和对应于已解调导频的小直流组成。输出可能还包括由于处理电路所引起的直流偏移，这种直流偏移由于污染已解调导频并使数据电平翻转，所以是不希望有的。Q输出加法器20不包含数据或直流导频，但是将反应由处理电路所引入的任何直流偏移。
不考虑虚线加法器26和28，则A/D22和24的输出分别供给积分器30和32，但是此时由于积分器禁止(当开关14闭合时)，所以它们不起作用。因此刚才所述的电路不影响A/D22和24的输出信号。
现在假定开关14断开。RF/IF信号中断，并且在开关14的输入端建立与零载波相对应的条件。在预定量设置时间之后，在积分器30和33注意到零载波的影响。按照定义，零载波意味无直流导频或数据。FPLL16输出不包含直流导频或任何数据，并且A/D22和24的输出仅包括本地产生的基带直流偏移。由于积分器30和32也由控制开关14的门信号所起动，所以这些输出被积分。积分值由D/A34和36转换成模拟形式，并且分别通过加法器18和20从FPLL16的模拟信号输出中减去这些积分值。当开关14断开时确定的积分信号的D/A值由公知装置(未示出)保持，直到开关14下次断开，并对直流偏移执行测量/校正为止。因此从FPLL解调器的输出信号中减去电路产生的测量直流偏移。
假定D/A转换器和A/D转换器按相同的高速采样率操作，则在开关14断开的短时间内能实现完全的直流偏移校正。这样使所接收的VSB信号不存在的时间最小化。如果D/A转换器对开关14的每次操作采样一次，则仍将实现直流偏移校正，但是速率较慢。积分器的选通当然必须考虑RF/IF、基带和A/D转换器电路中的任何延时，以保证在适当时候执行直流测量和减法。
使施加在加法器26和28的基准回复原状，则可以选择提供任何数字值，该值在积分之前被减去，并且在完全补偿直流偏移时，使零载波电平基于所选数字值。当然，“零载波”数字参考也能选择为任何其他非零值。
本领域技术人员将会注意到，开关14可以在VSB按帧编码期间断开，按帧编码包含不为大多数接收器所用的部分(例如保留位或三个64字符伪随机数序列码)。还将注意到，由于直流偏移一般不随时间快速变化，所以开关14不必每次按帧编码都断开，而可以根据环境大不频繁地断开(例如每第8或第16按帧编码断开)。还将注意到，FPLL16的两个输出I和Q都不需处理，I通道一般足够满足大多数应用。然而，对于Q输出重要的应用，可以如上述处理直流偏移补偿。
所述的是一种简单而又有效的新型直流偏移补偿方法和设备。本领域技术人员会认识到，在不违反其真实精神和范围下，对本发明的所述实施例将会出现许多变化，本发明仅如权利要求所限定那样来限制。

Claims (13)

1.一种对信号中直流偏移进行补偿的方法，其特征在于，解调射频(RF)信号，把已解调RF信号转换成数字信号，在零RF载波条件下确定数字信号的直流含量，以及从已解调RF信号中减去所确定的直流含量。
2.权利要求1的方法，其特征在于：确定步骤包括在预选时间期间消去RF信号，以及在预选时间期间对数字信号积分。
3.权利要求2的方法，其特征在于：提供一个在预选时间期间断开RF信号的开关，并把积分数字信号转换成与所确定的直流含量相对应的模拟信号。
4.权利要求3的方法，其特征在于：用一个基准信号来调节所减的直流含量。
5.权利要求3的方法，其特征在于：一个提供同相(I)和正交(Q)已解调输出信号的频率和相位锁定回路(FPLL)解调器，并且其中对I和Q输出信号两者执行所述转换、积分和减去步骤。
6.权利要求4的方法，其特征在于：选择基准信号，以在数字信号中产生希望数字电平。
7.一种直流偏移补偿电路，其特征在于：包括接收和解调载波信号并由此产生模拟基带信号的装置，把所述模拟基带信号转换成数字信号的装置，在零载波条件下确定所述数字信号的直流含量的装置，以及从所述模拟基带信号中减去所述直流含量的装置。
8.权利要求7的电路，其特征在于：所述确定装置包括在所述零载波条件期间对所述数字信号积分的装置。
9.权利要求8的电路，其特征在于：在预选时间期间产生所述零载波条件，并在所述预选时间期间起动所述积分装置的装置。
10.权利要求8的电路，其特征在于：在预选时间建立所述零载波条件的开关装置，以及在所述预选时间期间起动所述积分装置的装置。
11.权利要求10的电路，其特征在于：在所述预选时间期间把所述数字信号调节到一个希望数字电平的基准。
12.权利要求11的电路，还包括一个FPLL解调器，并且其中所述载波信号包括导频信号，所述导频信号在所述FPLL解调器的输出中产生直流电平。
13.权利要求12的电路，其特征在于：所述FPLL解调器产生I和Q输出信号，并且其中所述转换、所述积分装置和所述减去装置对所述I和Q输出信号两者操作。
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