CN1178402C - 保持频谱纯度的解调方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种解调包含主分量和谐波的信号(I，Q)的方法。根据本发明，该方法包括下述步骤：一选择一个谐波；和一解调所选的谐波。本发明使能够消除因为解调引入解调信号SD中的寄生分量，而不改变由所述信号SD承载的数据。

Description

保持频谱纯度的解调方法

技术领域

本发明涉及一种信号解调方法，其中信号具有主分量和谐波。

这种方法当前在接收无线电磁信号的设备中使用，该设备一般包括：

—天线系统，使能够接收电磁信号并将其转换成称为无线电信号并具有无线电频率的电信号；

—变频装置，设计用于提供一个称为中频信号的信号，该信号为中频并表示无线电信号，和

—用于解调中频信号的装置。

背景技术

在已知的接收机装置中，中频信号具有主分量和谐波，并且在解调之前必须进行带通滤波，该滤波具有抑制谐波的作用。从而选择主分量因为它具有更高的幅度，并因而所考虑的量比谐波更加明显，所以它是作为解调目标的主分量。

电磁行业中的一个主要趋势是降低所制造设备的大小，并具有三个目标：降低生产成本，降低功耗，和通过降低设备的重量和笨重程度增加用户的舒适度，从而小型化。

因此，变频器和解调设备被越来越多地以集成电路的形式实现，实际上，结合在一个集成电路中。以集成的形式实现变频器要求中频值应当较低。在解调器输入和输出之间产生漏损现象，导致在解调器输出信号中出现寄生分量，该分量具有解调器输入信号的频率。如果解调器输入和输出信号频率的变化范围重叠，不可能滤除所述寄生分量而不影响解调信号。该寄生分量明显降低设备的性能，尤其在所接收的无线电信号功率较低时。

在符合DECT标准的无线电话中，例如包括一个集成变频器，选择中心中频使其等于864kHz，这暗示解调器输入信号的瞬时频率在400和1300MHz之间变化，而解调信号的频率变化范围是0至700kHz。现在，因为漏损效应主要由于构成解调器的各种元件之间的不完全协调，并且与生产解调器所用制造过程中的不完整性很相关，该漏损效应在解调器之间可能变化很大，导致已知解调器制造效率的随机变化。

发明内容

本发明的目的是通过推荐一种解调方法确保解调器输入和输出信号的频率变化范围互不覆盖以弥补这些缺点。

本发明提供了一种操作接收机的方法，所述方法包括：

接收一个电磁信号，并将该电磁信号变换成一个无线电频率信号；

将该无线电频率信号转换成一个方波中频信号，该中频信号包括一个主分量和至少一个谐波；

通过一个带通滤波器对所述中频信号滤波，该带通滤波器具有对应于所述至少一个谐波的第一谐波的中心频率；以及

对经滤波的中频信号解调，产生一个解调信号。

根据这种方法，由解调器引入到解调信号中的寄生分量将使用所选谐波频率作为其中心频率。再次采用上述DECT型无线电话作为例子，第三谐波即最靠近中频信号主分量的谐波的中心频率的量级为2.6MHz，其瞬时频率在1.3和3.9MHz之间变化。

因此，根据本发明的方法能够消除寄生分量，例如通过低通滤波，而不影响由解调信号所传输的数据。

通常，本发明可以以所有类型的应用实现，在这些类型的应用中解调器可能产生泄漏效应。

本发明还提供了一种解调装置，包括：

一个带通滤波器，用于对一个方波中频信号滤波，该中频信号包括一个主分量和至少一个谐波，其中所述带通滤波器具有对应于所述至少一个谐波的第一谐波的中心频率；以及

一个解调器，用于对经滤波的中频信号解调，产生一个解调信号。

本发明还提供了一种接收机，包括：

一个天线系统，用于接收一个电磁信号，并将该电磁信号变换成一个无线电频率信号；

一个频率转换装置，用于将该无线电频率信号转换成一个方波中频信号，该中频信号包括一个主分量和至少一个谐波；以及

一个解调装置，该解调装置包括：

一个带通滤波器，用于对所述中频信号滤波，该带通滤波器具有对应于所述至少一个谐波的第一谐波的中心频率；以及

一个解调器，用于对经滤波的中频信号解调，产生一个解调信号。

附图说明

参考附图，根据作为例子给出的下述说明将更好地理解本发明，本发明并不限制于该例子，在附图中：

图1是表示在其中实施本发明的用于电磁信号的接收机的部分方框图，

图2是表示在该接收机中出现的一个信号的频率组成的频谱图；和

图3是表示在该接收机中出现的另一个信号的频率组成的频谱图。

具体实施方式

图1图示用于电磁无线电信号的接收，包括：

—一个天线系统AF，使能够接收电磁信号并将其转换成在此称作的无线电信号具有一个无线电频率的电信号；

—变频设备FCONV，设计用于发送在此称作中频信号的一个信号(I，Q)，该信号具有一个中频并表示无线电信号；和

—用于中频信号(I、Q)的解调设备DMOD。

变频设备FCONV在此包括一个振荡器VCO和设计用于接收无线电信号和由振荡器VCO提供的信号的混频器MX。混频器MX提供一个信号由选择滤波器CF滤波，该滤波器执行混频器MX输出信号的一个特定分量的选择。该选择滤波器CF通常是多相型的低通滤波器，它具有围绕将被选择的分量的中心频率调整的特征。该中心频率然后构成中频。如果以集成的形式实现选择滤波器CF，它将由具有寄生阻抗和电容的单元组成，这导致对滤波器性能的不利影响，当校准滤波器所围绕的频率更高时影响更明显。当被滤波的信号具有高噪声电平时这些不利影响尤其明显，在此出现这种情况是因为它经混频器MX来自天线系统。而且，当中频更高时选择滤波器CF的功耗将成比例地更高。因为这个原因通常选择较低的中频。在DECT型接收机中。例如，所选的滤波器特性集中在等于864kHz的频率上，即固定在1.728MHz的信道的半带宽。选择滤波器CF将具有正弦形状的输出信号提供给限幅器LIM，限幅器LIM执行所述输出信号的强放大，从而发送具有方波形状的中频信号(I，Q)。将正弦信号转换成方波信号是通过使放大器在饱和状态中工作来实现的，除了由选择滤波器CF选择主分量之外，它具有将谐波引入中频信号(I，Q)的效果。

解调设备DMOD包括：带通滤波器HF，设计用于接收中频信号(I，Q)和发送滤波后的信号；和解调器DEM，设计用于接收滤波后的信号和发送解调信号SD，其主分量包含由所述信号承载的数据。解调器DEM导致泄漏效应，将中心频率等于带通滤波器HF所处中心频率的寄生分量引入解调信号SD。该寄生分量可以直接降低设备的性能，尤其当所接收的无线电信号是低功率时。

解调设备DMOD最终包括在此是低通滤波器的数据滤波器DF。实际上，本发明能够从因为泄漏效应引入所述信号的寄生分量中分离解调信号SD的主分量。因而，解调设备DMOD提供没有寄生分量的输出信号OUT，而没有已经被影响的输出信号发送的数据。

图2是表示中频信号(I，Q)的频率组成的频谱图。该信号包括中心频率是FH1的主分量和中心频率是FH3、FH5、FH7、FH9等的谐波。在已知的解调器中，带通滤波器HF具有如在此用虚线所示的特性，集中在中频信号(I，Q)主分量的中心频率FH1上。在根据本发明的解调器中，带通滤波器HF的特性HFR集中在一个谐波的中心频率上。在此所述的例子中，这是第三谐波的中心频率FH3。该选择与第三谐波是幅度最高，频率最低的谐波这一事实有关。在先前例子中提到的DECT接收机中主分量的中心频率H1等于864kHz，而第三谐波的中心频率在2.6MHz的级别上。

图3是表示解调信号SD各种分量瞬时频率的可能变化范围的频谱图。区域D表示解调信号主分量瞬时频率的变化范围，该主分量承载负载数据。该区域D从频率零扩展到频率FD。

如用虚线所示的区域H1表示在已知解调设备中由解调器DEM引入解调信号SD中的寄生分量的瞬时频率的变化范围，其中围绕中频信号主分量的中心频率H1设置带通滤波器的特性。该区域H1从频率F11延伸到频率F12。在上述例子中所提到的DECT接收机的情况下，频率FD等于700kHz，而频率F11和F12分别是400和1300kHz的量级。给定这些值，解调器输入和输出信号瞬时值的的变化范围重叠，并在不干扰解调信号所携带信息的情况下不可能滤除寄生分量，例如利用其特性DFR如图所示的低通滤波器。显然不可能找到足够低以消除寄生分量的所有痕迹而不冒风险改变区域D内容的截止频率FC。

区域H3表示根据本发明在解调设备中由解调器DEM引入解调信号SD的寄生分量瞬时频率的变化范围，其中围绕中频信号第三谐波的中心频率FH3设置带通滤波器的特性。该区域H3从频率F31延伸到未在图中表示的频率F32。使用在先前例子中所述的DECT接收机为例，频率F31和F32分别是1.3和3.9MHz的量级。给定这些值，解调器的输入和输出信号瞬时频率的变化范围并不重叠，在不改变解调信号所承载信息的情况下可以滤除寄生分量，例如利用其特性DFR如图所示的的低通滤波器。显然现在可能找到足够低以消除寄生分量的所有痕迹而不冒风险改变区域D内容的截止频率FC。例如可以选择FD使其等于800kHz。

Claims (6)

1.一种操作接收机的方法，所述方法包括：

接收一个电磁信号，并将该电磁信号变换成一个无线电频率信号；

将该无线电频率信号转换成一个方波中频信号，该中频信号包括一个主分量和至少一个谐波；

通过一个带通滤波器对所述中频信号滤波，该带通滤波器具有对应于所述至少一个谐波的第一谐波的中心频率；以及

对经滤波的中频信号解调，产生一个解调信号。

2.根据权利要求1的方法，还包括：

通过一个低通滤波器对所述解调信号滤波，所述低通滤波器具有消除所述解调信号的任何寄生分量的全部痕迹的截止频率。

3.一种解调装置，包括：

一个带通滤波器，用于对一个方波中频信号滤波，该中频信号包括一个主分量和至少一个谐波，其中所述带通滤波器具有对应于所述至少一个谐波的第一谐波的中心频率；以及

一个解调器，用于对经滤波的中频信号解调，产生一个解调信号。

4.根据权利要求3的解调装置，还包括：

一个低通滤波器，用于对所述解调信号滤波，所述低通滤波器具有消除所述解调信号的任何寄生分量的全部痕迹的截止频率。

5.一种接收机，包括：

一个天线系统，用于接收一个电磁信号，并将该电磁信号变换成一个无线电频率信号；

一个频率转换装置，用于将该无线电频率信号转换成一个方波中频信号，该中频信号包括一个主分量和至少一个谐波；以及

一个解调装置，该解调装置包括：

一个带通滤波器，用于对所述中频信号滤波，该带通滤波器具有对应于所述至少一个谐波的第一谐波的中心频率；以及

一个解调器，用于对经滤波的中频信号解调，产生一个解调信号。

6.根据权利要求5的接收机，其中所述解调装置还包括：

一个低通滤波器，用于对所述解调信号滤波，所述低通滤波器具有消除所述解调信号的任何寄生分量的全部痕迹的截止频率。

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