CN1126252C - 接收机的调谐 - Google Patents

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Abstract

在一种调谐方法中，一个命令控制调谐环路(CTL)按照一道调谐命令(TC)调谐一台接收机(REC)；一个自调谐环路(STL)按照一个接收信号调谐该接收机。为了解决环路之间的冲突，环路中的一个(CTL或STL)根据另一个环路(STL或CTL)进行校准(CAL)。优点在于：当自调谐环路(STL)锁定时，命令控制调谐环路(CTL)处于有源状态。

Description

接收机的调谐
技术领域
本发明涉及利用一个命令控制调谐环路和一个自调谐环路对接收机的调谐。命令控制环路按照向其发送的一道调谐命令对接收机进行调谐。自调谐环路按照一个接收信号对接收机进行调谐。
背景技术
US-A5,450,621(代理人案卷号：PHN 14,178)描述一种装有两个调谐回路的接收机的现有技术：一个调谐回路具有一个频率计数器，用来测量调谐频率；另一个是自动频率控制环路(AFC)。在一种预调方式中，由装有频率计数器的调谐环路准备做粗调谐。由其根据一种数字式预调码进行频率对比。当有调谐频率在某个窗口显示时，装有频率计数器的调谐环路就处于“窗口显示”状态。由AFC环路准备做微调谐。当由其调整、达到一个规定的准确度时，就处于“锁定”状态。当装有频率计数器的调谐环路已经有窗口显示，而AFC环路已锁定时，调谐过程即告完毕。在此情况下，可以将输入到计数器的电源关断。在关断电源之前，调定的频率被写入一个末级存储器中。如果，例如，由于频率的衰减或牵引而失掉正确的调谐，由电源恢复向频率计数器供电，使其环路起到正确调谐的作用。
发明内容
本发明致力于为接收机提供类同于上列类型的调谐，与上述技术背景相比，其精确性和可靠性更高。按照本发明的一种接收机，包括一个命令控制调谐环路和一个自调谐环路，其特征在于：
该命令控制调谐环路包括一个调谐器和一个控制器，所述调谐器耦合成接收接收器输入信号，用以产生中频信号和表示该调谐器的调谐频率的调谐信号，所述控制器耦合成接收所述调谐信号和调谐命令，用以将所述调谐频率与调谐命令相比较，产生命令控制调谐信号，以及用于将两个环路中的一个相对于另一个环路进行校准，当自调谐环路锁定时使命令控制调谐环路处于有源状态，所述两个环路具有至少部分重叠的工作范围，以及
该自调谐环路包括调谐器和检测器，所述检测器耦合成接收中频信号，用以向所述调谐器提供自调谐信号，
其中控制器被布置成执行下列步骤：检测所述自调谐环路的一个锁定状态；测量该接收机在所述锁定状态下经过调谐调到的频率，求出一个测出的调谐频率；通过将测出的调谐频率与命令控制调谐环路标定可达的最近的调谐频率相比较，求算一个校正值。
后文中限定了其它优选实施的有利于实施本发明的辅助特征。
本发明考虑到下列几个方面。调谐一方面是由命令控制调谐环路执行，而另一方面则是由自调谐环路执行的；但是，由于在有的环路中的元件会在实际使用中受到容限、温度依存关系和老化的影响，所以两者可能发生冲突。例如，在现有技术的接收机中，可能会发生下述的调谐冲突：有待于由AFC调谐的频率可能会移出装有频率计数器的调谐回路的窗口以外。原则上可以采用将窗口做成足够的宽度来解决这样的问题。然而，如果将窗口加宽，就会使粗调的准确度降低。结果是：AFC环路可能会锁定在一个邻接于有用信号的一个信号上，而不是锁定在有用信号的本身上。
按照本发明，要将两个环路之中的一个环路根据另一个环路校准。从而就可以解决两个环路之间的冲突问题，于是，就可能达到更为精确和可靠的调谐。此外，在本发明中的环路元件不需要在容限、温度依存关系和老化等方面满足像现有技术那样严格的要求。所以本发明还能够实现较比现有技术更好的成本效率。因为在本发明中可以解决调谐中的冲突，使命令控制调谐环路和自调谐环路能够同时运作，这就提供了以下将要说明的其他优点。
优点在于：当自调谐环路被锁定时，命令控制调谐环路仍然处于有源状态。这就使一个接收机在动态接收条件下能以按照本发明进行较比现有技术的接收机进行更好的运作。在动态接收条件下，例如，移动接受，可能会有更强的衰减和牵引。在这样的条件下，自调谐环路可能会被强制从它的锁定条件中移出。在现有技术的接收机中，一旦自调谐锁定，命令控制调谐环路的电源就被关断，然后在检出锁定消失时才被重新接通电源。而这样的不得不做的检测则需要一些时间，所以命令控制调谐环路不能够及时防止任何的实际失调，只有在一定的延时之后方才能够。
如上所述，当自调谐环路锁定时，如果命令控制调谐环路仍然能够保持在有源状态，命令控制调谐环路即使在自调谐环路被强制移出锁定仍能及时防止任何的实际失调。这样就使自调谐环路能够在较比现有技术的接收机较短的时间内重新进入锁定状态。结果是：由此造成的暂时失锁以及接收干扰的持续时间都会短于现有技术的接收机。因此，结果就能够使自调谐环路在经常会被强制移出其锁定状态的动态接收条件下获得更佳的运作。例如，在使用汽车无线电接收机时，不需要花费不必要的静噪调谐时间和/或进行快速、静噪RDS升级。
优点在于：命令控制调谐环路是根据自调谐环路校准的。这样使成本效率得以实现。其原因是：在多数情况下，命令控制环路的校准需要对一个元件和/或参数进行调整，而自调谐环路的校准则需要对几个元件和/或参数进行调整。
优点在于：当接收机处于有源状态下，会自动进行校准。这样可以避免老化的影响。
优点在于：在校准时要进行下列三项操作。第1，要检测确认自调谐环路是处于锁定状态。第2，要测量出接收机需要调谐到的频率。第3，要将测量出的调谐频率与命令控制调谐环路通常能够达到的、最近的调谐频率进行对比，求出一个校正值。这样可能使成本效率得以实现。其原因如下：在多数情况下，在一个调谐命令与命令控制调谐环路根据该调谐命令生成的调谐频率之间存在着一种精确关系。在这些情况下，命令控制调谐环路通常能够达到的、最近的调谐频率有可能直接从一组可能的调谐命令获得。在进行校准时不需接通命令控制调谐环路的电源。
根据以下所述的附图以及参照该图所做的解释，就会详细了解本发明及其优选实施的有利于本发明的某些辅助特征。
附图说明
附图：
图1是在一个示意图中表示的本发明的基本原理图，
图2a和图2b是分别在一个频率图中表示在经过校准之前和之后的调谐特征示例图，
图3是在一个方框图中表示按照本发明的接收机的示例图，
图4是在一个流程图中表示按照本发明的图3的接收机的调谐示例图。
具体实施方式
在所有的图中，相同的元件一律用相同的参照符号表示。
图1示出本发明的基本原理。在图1中，一个接收机REC包括一个命令控制环路CTL和一个自调谐环路CTL。两个环路都能够改变该接收机REC的调谐频率Ftun。命令控制调谐环路CTL致力于按照发送来的一道调谐命令调定调谐频率。在一个校准器CAL中，两个环路中的一个根据另一个环路进行校准。因此，在两个环路之间的调谐冲突就可以解决。例如，在经过CAL校准之后，命令调谐环路CTL就能够将频率调谐到使自调谐环路STL锁定或者至少接近于锁定。
图2a和图2b分别表示在校准之前和校准之后的调谐特征。图2a和图2b的频率特征适用于所用的命令控制环路CTL和自调谐环路STL是等同于本文中提及作为参考的US-A5,450,621(代理人案卷号：PHN14,178)以及任何送审申请书中所用的等同环路。然而，应当注意到，可能使用不同类型的命令调谐环路CTL和自调谐环路STL。例如，命令控制调谐环路可能是采用一个锁相频率合成器、而不用锁频合成器。
在图2a和图2b的频率特征中，有一个以中心频率Fcc为中心的窗口显示频率IW。在此范围内，命令控制环路不会影响调谐频率Fcc。另外还有一个锁定频率范围，在此范围内，即可认为自调谐环路是处于锁定状态。除此以外，还有一个有用稳态频率Fss和一个无用稳态频率Fx，在这两个位置上，自调谐环路STL都处于稳态。无用稳态频率，例如，可能是由于临近的信道信号形成的。
图2a表示尚未进行过校准的调谐特征。在图2a中，例如，由于元件的散布，使窗口显示频率范围IW和锁定频率范围IL之间的交叠部分较小。因此，命令控制调谐环路能够很容易将频率调谐到自调谐环路STL处于未锁定状态的位置上。命令控制调谐环路STL甚至还能够调谐到窗口显示频率范围中最低的频率上。这样的频率与无用稳态频率Fx的距离较比与有用稳态频率的距离近。这就使自调谐环路STL具有会调谐到无用稳态Fx、而不是调谐到有用稳态频率Fss的危险。除此以外，在图2a中，有用稳态频率Fss是位于窗口显示频率范围IW以外。这种调谐冲突使命令调谐环路CTL不能与自调谐环路STL同时运作。
图2b表示两个环路中的一个已经根据另一个环路进行过校准。在图2b中，窗口显示频率范围IW和锁定频率范围IL大体上重叠。因此，命令控制调谐环路能够将频率调谐到自调谐环路STL处于未锁定状态的位置上的机会较小。除此以外，在图2a中，有用稳态频率Fss是位于窗口显示频率范围IW以内。从而使图2a中的调谐冲突得以解决，结果是命令调谐环路CTL能够与自调谐环路同时运作。当两者同时运作时，无论如何，命令控制调谐环路CTL都能够防止调谐到无用稳态Fx上。
图3表示按照本发明的一个接收机的示例图。图3的接收机包括下列的主要部件：一个调谐器TUN、一个检波器DET和一个控制器CON。调谐器TUN将接收机收到的输入信号RF变换成中频信号IF。当调谐器TUN调到一个有用接收信号时，该中频信号IF主要是包括有用接收信号的一个移频型信号。控制调谐器TUN的一组信号包括一个命令控制调谐信号Sct、一个自调谐信号Sst，一个扫描调谐信号Ssw，和一个控制选择信号SEL。控制选择信号SEL确定上述的哪一种调谐信号能够控制调谐器TUN。
检波器DET响应中频信号IF，提供自调谐信号Sst。如有有用接收信号，自调谐信号Sst则随其中的移频型信号而改变。于是，检波器DET连同调谐器TUN构成一个自调谐环路，用来根据有用接收信号调谐接收机。检波器DET还提供一个锁定信号IL，用来指示尚未锁定的自调谐环路STL是否能够调谐到锁定状态。
控制器CON提供命令控制调谐信号Sct，扫描调谐信号Ssw、和控制选择信号SEL。控制器CON从调谐器TUN接收一个Stun信号，由其指明调谐器TUN的调谐频率Ftun。控制器还接收一个调谐命令TC，将其与调谐器TUN的调谐频率对比。命令调谐信号随同对比的结果进行改变。于是，控制器CON连同调谐器TUN构成一个命令控制调谐环路，用来根据调谐命令TC调谐接收机。扫描调谐信号Ssw用来对于感兴趣的频带或者对于其中的一部分进行扫描。控制选择信号SEL将要在以后参照图4进行详细说明。
图4表示图3的接收机的调谐方法的示例。图4表示两种类型的步骤：校准步骤C1-C6；和调谐步骤T1-T2。当图3的接收机处于校准方式时，进行C1-C6的校准步骤。当图3的接收机处于调谐方式时，则进行T1-T2的调谐步骤。
在校准步骤C1中，控制选择信号SEL选定用来控制调谐器TUN的扫描调谐信号Ssw。同时，在校准步骤C2中，由控制器CON检查自调谐环路是否锁定。如果不是锁定，由扫描控制信号Ssw继续控制调谐器TUN。但是，如果是锁定，则执行步骤3，由控制选择信号SEL选定自调谐信号Sst、而不选择扫描调谐信号Ssw，用来控制调谐器TUN。
校准步骤C1-C3的作用如下：在校准状态开始时，调谐器TUN开始对于感兴趣的频带或者对于其中的一部分进行扫描。一直继续到检波器DET指示在检波器DET的输入的接收信号中具有一个移频型信号。有了这个信号，自调谐环路就能够达到锁定。在此情况下，调谐器TUN停止扫描，进一步受控于由检波器DET提供的自调谐信号Sst。于是，自调谐环路STL即锁定在这个信号，达到稳定状态。
在校准步骤C4中，当自调谐STL已经锁定在上述扫描中找到的信号时，由控制器CON确认调谐器TUN的调谐频率Ftun。在校准步骤C5中，将调谐频率与最近的频率对比，后者是调谐器TUN经过命令调谐环路CTL调谐，在正常情况下应当达到的频率。因此，在校准步骤C5中，通过对比的结果，求出一个校正值(。在校准步骤C6中，将校正值(存入一个存储器中。在图3中虽然未将其绘出，但是可能会是，例如，构成控制器CON的一部分。
当校准步骤C1-C6已经完成以后，图3的接收机可以从校准方式转换到调谐方式。在调谐方式中，进行步骤T1，由控制选择信号SEL选定命令控制调谐信号Sct，用来控制调谐器TUN。另外，既可以选用、也可以不选用自调谐信号Sst。在调谐步骤T2中，控制器CON利用校正值(对调谐命令进行校正，并且将调谐器TUN的调谐频率Ftun与经过校正的调谐命令进行对比。命令控制信号Sct随对比结果而改变。
调谐步骤T1和T2的作用如下所列：命令调谐环路CLT按照经过校正的调谐命令设定调谐器TUN的调谐频率Ftun。根据校正值(的大小，这个调谐频率会不同于利用未经校正的调谐命令TC所求出的频率。该校正值(对命令控制调谐环路加以补偿，对调谐器TUN的调谐频率施加一个补偿值，使自调谐环路STL因此而达到锁定，或者至少接近于锁定。如果在步骤T1中还选定了自调谐信号Sst，还要进一步对调谐器TUN进行调谐，调到使自调谐环路STL达到有用稳态的条件。如果在调谐步骤T1中未曾选中自调谐信号Sst，这个信号还可能在调谐步骤T2以后的步骤中选用，起同样的作用。
以下说明在FM无线电接收机中采用图4的方法。假定按照图4的方法进行调谐的图3的接收机是一个具有下列特征的FM无线电接收机：调谐器TUN包括用来将一个有用接收信号移频到一个10.7MHZ的标定中频频率用的一个混频器-震荡器组合件。然而，该元件却限定了该中频频率要受到容限、温度依存关系和老化的影响。因此，在FM无线电接收机中，该元件限定将中频调谐到，例如，10.715MHz，而不是10.7MHz。
在校准方式中，由校准步骤C1开始，FM无线电接收机开始对FM频带，例如，在87.5MHz扫描。在校准步骤C2中，继续扫描，直到，例如，在89.3MHz处找到一个台。在校准步骤C3中，自调谐环路STL在10.715MHz处达到所找到的台的稳态。此时，FM无线电接收机在89.3MHz处令人满意地调谐到该台。在校准步骤C4中，利用控制器CON中的频率计数器装置测出混频器-震荡器组合件中震荡器的频率。假设震荡器频率高于有用接收信号的频率，频率计数器检测到的频率为100.015MHz。假设由一个栅极发送的调谐命令TC为100kHz，对于10.7MHz的标定中频频率而言，如果命令控制环路为该台做过调谐，该环路能以产生的最为接近的震荡频率是100.000MHz。在校准步骤C5中，算出检测到的100.015MHz与上述最接近的频率之间差值，将该差值+0.015MHz(15kHz)以适当的形式储存在控制器CON中，作为校正值(。
对于调谐方式，假设想要接收的台是90MHz。为了达到此目的，有源命令控制调谐环路CTL，在调谐步骤T1中，向命令控制调谐环路CTL发送一个“接收90MHz”的调谐命令TC。在调谐步骤T2中，由控制器CON利用校正值(对“接收90MHz”的调谐命令TC进行校正。根据经过校正的“接收90MHz”调谐命令，由命令控制调谐环路将震荡器调谐到接近于100.715MHz。因此，由调谐器TUN中的混频器-震荡器组合件将想要的台移频到接近于10.715MHz，这是由元件限定调谐的同样的中频频率。于是，由命令控制环路STL对接收机进行调谐，调到使自调谐环路STL处于较为接近于有用的稳态。为了对比，如果命令控制环路CLT尚未按照上述根据自调谐环路STL进行过校准，由混频器如上所述根据自调谐环路STL进行过校准，就要由混频器-震荡器组合件移频到与自调谐环路的稳态相距较远的想要的台的10.7MHz。
结束语
上述示例并非是本发明的限制。显然还有很多的其他示例也属于所附权利要求的范围以内。现对此做如下注释：
参照图3，该扫描调谐信号对本发明并非必不可少。只有能够使自调谐环路STL达到任意接收信号的稳态方才是关键所在。扫描调谐信号Ssw只不过是为了便于实现。
针对各种不同的单元，有多种扩展功能或功能元件的物理途径。在这个问题上，图3仅只是一个示例，是仅只表示按照本发明接收机的一种可用的实施例。例如，扫描调谐信号Ssw、命令控制调谐信号Sct、自调谐信号Sst不需要各自分离，也可以是多重信号。
虽然本发明用在移动接收机中，例如，作为汽车无线电收音机，可以有很大的好处；但是也决不排除用于静置接收机中，例如，家庭电视机、VCR。
凡是在括弧中所列符号不得理解为是有关权利要求的限制。

Claims (4)

1.接收机，包括一个命令控制调谐环路(CTL)和一个自调谐环路(STL)，其特征在于：
该命令控制调谐环路(CTL)包括一个调谐器(TUN)和一个控制器(CON)，所述调谐器(TUN)耦合成接收接收器输入信号(RF)，用以产生中频信号(IF)和表示该调谐器(TUN)的调谐频率(Ftun)的调谐信号(Stun)，所述控制器(CON)耦合成接收所述调谐信号(Stun)和调谐命令(TC)，用以将所述调谐频率(Ftun)与调谐命令(TC)相比较，产生命令控制调谐信号(Sct)，以及用于将两个环路中的一个(CTL或STL)相对于另一个环路(STL或CTL)进行校准，当自调谐环路(STL)锁定时使命令控制调谐环路(CTL)处于有源状态，所述两个环路具有至少部分重叠的工作范围，以及
该自调谐环路(STL)包括调谐器(TUN)和检测器(DET)，所述检测器(DET)耦合成接收中频信号(IF)，用以向所述调谐器(TUN)提供自调谐信号(Sst)，
其中控制器(CON)被布置成执行下列步骤：
检测(C2)所述自调谐环路(STL)的一个锁定状态；
测量(C4)该接收机在所述锁定状态下经过调谐调到的频率，求出一个测出的调谐频率；
通过将测出的调谐频率与命令控制调谐环路(CTL)标定可达的最近的调谐频率相比较，求算(C5)一个校正值(∈)。
2.根据权利要求1的接收机，其特征在于：该控制器(CON)被布置成相对于所述自调谐环路(STL)校准所述命令控制调谐环路(CTL)。
3.根据权利要求1的接收机，其特征在于：控制器(CON)被布置成当该接收器被激励时，对所述两个环路中的所述一个相对于另一个环路自动进行校准。
4.根据权利要求1的接收机，其特征在于：控制器(CON)被布置成执行下列步骤：
对一个感兴趣的、或者至少有一部分感兴趣的频带进行扫描(C1)，在该扫描步骤(C1)之后执行检测步骤(C2)、测量步骤(C4)和求算步骤(C5)。
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