CN1089508C - 频率调制多重信号的接收电路 - Google Patents
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Abstract
一种FM多重信号的接收电路，包括：根据来自所选的广播台的载波信号的频率而动作的PLL频率合成器电路3；换切电容滤波器21，用以在根据上述载波信号的频率及上述PLL频率合成器电路3的输出信号的频率而获得的中频信号频被FM检波后，抽出上述数字信号的频带；根据来自上述切换电容滤波器21的频带将上述数字信号还原的延迟检波电路42；振荡器4，用以发生时钟信号CLK供上述各电路共同使用。从而使成本降低，并解决振荡器的辐射问题。(图1)
Description
本发明涉及频率调制(FM)多重信号的接收电路。
FM广播，作为立体声广播已为大众所熟识。最近，有将编码后的数字信号在比立体信号广播的频带更高的频带进行多重化而进行的所谓FM多重广播。通过接收该FM多重广播，利用者可得到的服务例如有：与声音节目独立的信息(新闻、天气预报、股市行情等)、声音节目的补充信息(配合音乐而播出歌词的卡拉OK广播、题目名、艺术家名等)。进一步作为今后的服务，已考虑到将道路交通信息显示于车内的监控器上等。
在接收FM多重广播的接收机中，至少装有：PLL频率合成器电路，用以与来自所选择的广播台的载波信号的频率调谐；滤波器电路，用以将根据所述载波信号的频率及上述PLL频率合成器电路的输出信号的频率而得到的中频信号予以FM检波后，抽取所述数字信号的频带；检波电路，用以根据来自所述滤波器电路的频带将上述数字信号予以复原。然而，上述PLL频率合成器电路、上述滤波器电路、以及上述检波电路都分别需要动作时钟信号的输入，在现有技术中，分别设有独立的振荡器，以对所述各个电路提供时钟信号。
由于对于一个FM多重信号接收机需要多个振荡器，使接收机的价格增高，且发自各振荡器的高次谐波成为不必要的辐射，使接收机的接收功能恶化。
有鉴于此，本发明目的在于提供一种用于FM多重信号接收机内部的FM多重信号接收电路，用以对进行时钟动作的各部件分别提供时钟信号。
本发明是为了解决上述问题而创作的，其特征是，在一种将各种编码后的数字信号在比FM立体声广播的频带较高的频带间隙多重化后的FM多重信号接收、从该FM多重信号抽取上述数字信号以进行信号处理的FM多重信号的接收回路中，它具有振荡器，用以产生时钟信号，供下列各电路共同使用，即：PLL频率合成器电路，用以与来自所选择的广播台的载波信号的频率调谐；滤波器电路，用以将根据所述载波信号的频率及上述PLL频率合成器电路的输出信号的频率而获得的中频信号予以FM检波后，抽取上述数字信号的频带；检波电路，用以根据来自所述滤波器电路的频带将上述数字信号予以复原。
根据本发明，由于用以产生时钟信号的振荡器可供以下的电路共同使用，即PLL频率合成器电路，用以根据选择广播台的载波信号的频率而动作；滤波器电路，用以将根据所述载波信号的频率和上述PLL频率合成器电路的输出信号的频率而获得的中频信号予以FM检波，然后抽取所述数字信号的频带；检波电路，用以根据来自所述滤波器电路的频带将上述数字信号予以复原，所以可减低成本，并解决了振荡器的不必要的辐射问题。
图1是本发明的FM多重信号的接收电路的框图；
图2是图1的部分构成的具体电路例；
图3是用于图2的波形时间图；
图4是图1的其他部分构成的具体电路例；
图5是图1的其他部分构成的又一个具体电路例。
下面结合附图，对本发明具体地加以说明。
图1是本发明的FM多重信号的接收电路的框图。
图1中，1是用以接收FM广播的天线，通过该天线1而被接收的FM多重信号呈在载波上具有0～15KHz的频带的声音信号(L+R)、19KHz的引导信号、具有以38KHz为中心的23KHz～53KHz频带的音声信号(L-R)、以及具有以76KHz为中心的65KHz～87KHz的频带的表示各种信息的数字信号重叠着的状态。2是放大器，用以将天线1所接收的微弱FM多重信号加以放大。
3是PLL频率合成器电路，按照从无线收听者所选择的广播台播出的载波频率而进行工作。下面，对该PLL频率合成器3的内部构造加以说明。4是振荡器，与例如水晶振子5相连接而发生振荡，在本实施例中，发出7.2MHz的时钟信号CLK。6是基准频率分频器，将时钟信号CLK作720等分而成为100KHz的基准频率信号fr。再者，将基准频率信号fr作成100KHz的理由是因为给予FM广播局的通道间隔即载波频率的最小间隔设定为100KHz的缘故。7是可编程分频器，按照所选无线电广播台的载波频率使分频数可变，输出与基准频率信号fr(＝100KHz)相等的可变频率信号fp。8这是相位比较器，用以比较基准频率信号fr与可变频率信号fp的相对相位关系，并输出比较信号PD。具体地说，当可变频率信号fp的相位比基准频率信号fr的相位迟的时候，相位比较器8输出与相位延迟时间相对应的宽度的负脉冲；另外，当可变频率信号fp的相位比基准频率信号fr的相位早的时候，相位比较器8则输出与相位延迟相对应的宽度的正脉冲。9是低通滤波器，用以将比较信号PD积分并产生模拟信号。10是电压控制振荡器VCO，用以产生对应于上述模拟信号的值的频率信号fvco。该频率信号fvco通过放大器11而被送到可编程分频器7。这里，可变频率信号fp与基准信号fr呈锁相状态，因而该两个信号fp及fr的频率相等。即：频率信号fvco等于基准频率信号fr及可编程分频器7的分频数的积。由于这个分频数是对应于所选无线电台的载波频率，所以频率信号fvco成为与各个FM广播电台一一对应的值。以上所述是PLL频率合成器3的构造。
12是混频器，用以输出天线1所接收的多个FM信号frf与频率信号fvco的差。13是带通滤波器(BPF)，用以从混频器12的输出频带中只抽取10.7MHz的频率。即将10.7MHz与频率信号frvo相加后而获得的频率是收听者所选FM广播台的载波频率，以此识别该FM广播台被选台。14是FM检波电路，用以将重叠于10.7MHz的载波的立体声信号(L-R)、(L+R)及数字信号等的频率进行电压变换。即上述具有表示各种音程的频率的立体声信号及数字信号，以10.7MHz的载波频率为中心。在±75KHz的范围内变化，这变化表示音量。对应于这音量的频率被变换为电压。
15是低通滤波器(LPF)，用以从FM检测电路14所获得的频谱中抽取声音信号(L-R)、(L+R)存在的频带。16是多路调制器，用以产生以声音信号(L-R)、(L+R)为基础的右侧的声音信号R和左侧的声音信号L。从该多路调制器16所得到的声音信号R及L分别通过放大器17、18而从扬声器19、20播出。
21是切换电容滤波器(SCF)、具有从FM检波后的FM多重信号的频谱中抽取重叠了含各种信息的数字信号的频带的所谓带通滤波器的功能。关于该切换电容滤波器21的具体电路，用图2来加以说明。图2中，IN是FM检波电路14的输出，而OUT则是后述的限幅电路的输入。
图2中，22是运算放大器，-(反转输入)端子通过电容器23而与FM检波电路14的输出相连接，同时通过电容器24与其本身的输出端相连接。而运算放大器22的+(非反转输入)端则接地。另外，25～29是通过时钟信号CK1而进行开闭的开关，而30～34则是通过时钟信号CK2而进行开闭的开关。再者，时钟信号CK1和CK2各为1.8MHz，具有反相的关系，根据振荡器4的时钟信号CLK而被形成。具体地说，将两段的T双稳态多谐振荡器(未图示)串联，通过对初段的T双稳态多谐振荡器施加时钟信号CLK而从该初段T双稳态多谐振荡器获得相位互为倒相的时钟信号CK1和CK2。这关系如图3所示。即，开关25～29在时钟信号CK1的高电平期间闭合，而开关30～34在时钟信号CK2的高电平期间闭合，因此开关25～29和30～34互补地进行开闭。实际上，开关25～29及30～34是通过MOS晶体管而得以实现的。35是运算放大器，-端子通过电容器36而与它自己的输出端相连接，+端子则接地。又，运算放大器22的输出端通过开关27、电容器37及开关32而与运算放大器35的-端子相连接。运算放大器35的输出端通过开关34、电容器38及开关32而与其本身的-端子相连接。此外，运算放大器22的-端子通过开关25、电容器29及开关26与运算放大器35的输出端相连接。再者，在电容器37的两端和接地之间分别连接着开关28和33；而在电容器38的一端与接地之间则连接有开关29；在电容器39的两端和接地之间分别接有开关30和31。在如上所述地连接的切换电容滤波器21中，在端子IN施加有FM检波输出，开关25～29及30～34与时钟信号CK1及CK2同步地切换，通过电容器23、24、36～39的适当充放电就能从端子OUT只抽出76KHz±11KHz的频带。
再返回图1，40是所述的限幅电路，用以将存在于FM多重频带中的各种信息波形整形为所定电平的数字值，以下用图4来对该限幅电路40的具体电路加以说明。由于通过切换电容滤波器21而被抽取的FM多重频带中存在的信息还是微弱的，所以必须将这些信息变换成所定电平的数字值。在图4中，41是比较器，其+端子与基准电源Vref相连接，-端子则加有切换电容滤波器21的输出。再者，比较器41的电源输入连接于电源Vdd(例如5伏)及接地。即，当从切换电容滤波器21输出的信息电平比基准电压Vref小时，比较器41输出0伏(逻辑“0”)；另一方面，当从切换电容滤波器21的输出比基准电压Vref大时，比较器则输出5伏(逻辑“1”)，结果，从比较器41输出具有5伏的振幅的数字值。
另外，根据本发明的频率调制多重信号的接收电路，其中，所述检波电路包括：多比特移位寄存器，用以根据所述时钟信号将来自所述滤波器电路的频带内的信息顺次地移位；逻辑电路，用以对上述信息及上述移位寄存器的输出进行逻辑运算；并将上述数字信号从上述逻辑电路加以还原并输出。
具体地说，再返回图1，42是延迟检波电路，用以将存在于FM多重频带中的数字信号还原。该数字信号的1个数据是16KHz。延迟检波由于是以1数据以前的相位为基准检出与现时的1数据的相位差，而为了通过7.2MKz的时钟信号CLK延迟1数据，则需要450段的移位寄存器43及“异-或”逻辑电路44。这样，将被还原的16KHz的数字信号施加于同步再生纠错电路(未图示)，以进行信号处理。
如上所述，振荡4输出的时钟信号CLK、施加于切换电容滤波器21的时钟信号CLK及施加于延迟检波电路42的时钟信号全部是7.2MHz，从而可以共用振荡器4输出。换言之，用以发生时钟信号CLK的水晶振子5只需1个就够了。因此，可降低现有技术的FM多重信号接收机的价格，进而也解决了振荡器的不要的高频辐射的问题，使上述接收机的接收功能增强。
根据本发明，由于只需1个用于FM多重信号的接收电路的振荡器，使现有技术中需要多个振荡器而衍生一连串问题获得解决。即，根据本发明可使FM多重信号接收机的价格下降，解决了振荡器的不必要的辐射问题，并改善了接收机在接收FM多重信号时的接收功能。
Claims (2)
1.一种频率调制(FM)多重信号的接收电路，用以接收在比FM立体声信号的频率更高的频谱间隙上重叠的各种信息经编码后的数字信号的FM多重信号，其特征在于，包括：
PLL频率合成器电路，用以与从所选的广播台发出的载波信号的频率同步；
滤波器电路，用以在根据上述载波信号的频率及上述PLL频率合成器电路的输出信号的频率而获得的中频信号经过FM检波后，抽取上述数字信号的频带；
检波电路，用以根据从上述滤波器电路而获得的频带将上述数字信号还原；
振荡器，用以产生时钟信号，供所述PLL频率合成器电路、滤波器电路、检波电路共同使用以及
所述滤波器电路是使用了根据所述时钟信号而进行通断的切换电容器的带通滤波器。
2.如权利要求1所述的频率调制多重信号的接收电路，其特征在于，所述检波电路包括：
多比特移位寄存器，用以根据所述时钟信号将来自所述滤波器电路的频带内的信息顺次地移位；
逻辑电路，用以对上述信息及上述移位寄存器的输出进行逻辑运算；
并将上述数字信号从上述逻辑电路加以还原并输出。
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