CN1227807C - 镜频干扰抑制 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种接收机以及相应的调谐方法，它包括：接收天线信号的输入端；提供音频输出的输出端；第一和第二混频装置，用以将天线信号与第一和第二振荡信号混频以获得同相和正交信号；滤波装置，对该同相和正交信号进行滤波；对滤波后正交信号进行解调的解调装置；和向第一和第二混频装置提供第一和第二振荡信号的振荡器，其特征在于还包括：测量装置，用来测量与所选频率相隔第一和第二预定频率距离的干扰电平；比较装置，用来比较所测的第一和第二干扰电平；选择装置，用来选择干扰电平最低的频带；以及控制振荡器用的控制装置。按照本发明的接收机不需要高成本的算法即可获得较佳的抑制能力。

Description

镜频干扰抑制
技术领域
本发明涉及接收机及其使用的方法。
背景技术
在先有技术中，接收机是已知的。传统的接收机结构需要用于射频/镜像的选择、IF选择和解调的外部元件。为了便于接收机的完全集成，提出了许多新颖的体系结构。对于载波频率上没有或很少信息的广播网络，例如GSM(全球移动通信系统)或DAB(数字音频广播)，零镜频体系是一个良好的解决方案。但是，载波频率上有大量信息的广播系统，例如标准AM/FM(调幅/调频)广播不能允许镜频变换为零而导致的直流分量(Consequences)。
因此，人们提出低镜频体系来解决这个问题。但是，把信号转换成非常低的镜频有个缺点，就是无法在这个频率转换之前进行镜频干扰抑制。为了进行补救，正如先有技术中众所周知的那样，采用这种正交信号处理。正交低镜频体系的限制因素是它要基于正交信道的诸如增益和相位等参数匹配才能提供集成的镜频抑制。实际上，集成电路中元件的匹配把镜频抑制限制在40dB(分贝)左右。某些应用，例如单声道便携式FM(调频)收音机可以接受这个限制。但其它应用，诸如便携式或车用FM立体声系统则要求至少60dB的镜频抑制。为了解决这个匹配问题，开发了若干种修正算法。不幸的是，这些算法只适用于数字实现。数字化所涉及的额外成本使这些解决方案无法用于例如廉价的便携式收音机类型的应用。
从欧洲专利EP-B-0496621得知一种具有若干修正算法的接收机。尽管这是一个肯定不适用于诸如便携式无线电接收机等较廉价的应用。
发明内容
本发明的目的之一是提供一种只要略加复杂性即具有额外的有效镜像抑制的接收机，它适用于所有接收机实施方案。
因此，本发明提供了一种接收机，它包括：用于接收天线信号的一个输入端；用于提供音频信号的一个输出端；第一混频装置和第二混频装置，与上述输入端相连接，用以将天线信号与第一振荡信号和第二振荡信号混频，以获得同相信号和正交信号；滤波装置，与所述第一和第二混频装置相连接，用以对该同相信号和正交信号进行滤波；与上述滤波装置相连接、用于对滤波后正交信号进行解调的解调装置，所述解调装置的输出送到上述输出端；与所述第一混频装置和第二混频装置相连接、用于向所述第一混频装置和第二混频装置提供第一振荡信号和第二振荡信号的振荡器，其特征在于所述接收机还包括：测量装置，与上述滤波装置相连接，用来测量与所选频率相隔第一预定频率距离和第二预定频率距离的干扰电平；比较装置，与上述测量装置相连接，用来比较所测的第一和第二干扰电平；一个相位选择器，位于所述振荡器和所述第一混频装置、第二混频装置之间，作为用来选择干扰电平最低的频带的选择装置；以及位于所述比较装置和上述振荡器之间、用于控制上述振荡器的控制装置。
所述控制装置还可以向连接于所述振荡器和所述第一混频装置、第二混频装置之间的相位选择器提供控制信号。所述测量装置可以被连接到一个A/D转换器，上述A/D转换器被连接到一个多路分解器，所述多路分解器被连接到用于存储所测干扰电平用的锁存器。
本发明还提供了一种用于把调谐器调谐到预定频率的调谐方法，它包括以下步骤：在与所选频率相隔第一和第二预定频率距离处第一次和第二次测量干扰电平；比较第一次和第二次测量的干扰电平并选择干扰电平最低的频带；以及把接收机调谐到所选频带上。
本发明的思想上是把“弱”镜像点任意地设置在具最低的无用射频信号强度的有用信道一侧。这样，尽管电路实际的镜频抑制不一定增大，但实际感觉上的镜频抑制显著改善。
现将参照下列附图举例描述和阐明本发明。
附图说明
图1是没有镜频抑制的先有技术接收机的IF信道特性；
图2是具有复杂镜频抑制的先有技术的接收机的IF信道特性；
图3是FM接收频带典型射频频谱的一个示例；
图4是按照本发明的接收机的一个示例；以及
图5是按照本发明的接收机IF信道特性的一个示例。
具体实施方式
图1表示没有镜像抑制和/或具有复杂的镜频滤波的先有技术接收机的IF信道特性。这里IF选为150kHz(千赫)(有用信号d)，而为了简单起见调制是窄带频率调制。从图中清楚看出，无用信号(-150KHz处的镜像i)根本没有被抑制。这会引起无法接受的同波道干扰。
图2表示具有复杂的镜频抑制的先有技术接收机的IF信道特性。图中理想的状态用虚线表示(-150kHz处无镜像i)。这里IF(有用信号d)亦选为150kHz，而为了简单起见调制为窄带频率调制。但因在实际情况中将出现元件匹配的限制，集成电路中这种受限制的元件匹配将会使-150kHz处镜频抑制受到限制。
图3表示FM接收频带典型的射频频谱的一个示例。该例说明在拥挤的接收频带内信号的分布具有随机的性质。对这样的频谱的深入分析发现，镜频距离下大的无用信号可能以或者出现在有用信号的上方或者出现在它的下方，但几乎从不同时出现在其两侧。本发明利用了信号的这种统计分布。
本发明的思想是把“弱”镜像点任意地设置在具有最低的无用射频信号强度的有用信道一侧。这样，尽管实际的镜像抑制不一定增大，但是实际感觉上的镜像抑制却改善了。
图4表示按照本发明的接收机R。这种接收机包括从天线AN接收天线信号用的输入端I。输入端I分别连接到第一和第二混频器MIX1和MIX2。在另一个输入端上各自的混频器通过分频器DIV和相位选择器PS从振荡器VCO接收第一和第二振荡器信号。其操作描述如下。
混频器MIX1的输出提供所谓同相信号IS，而混频器MIX2的输出提供所谓正交信号QS。两种输出都连接到滤波装置FILM各自的输入端。
滤波装置通过限幅器LIM向解调装置DEMM提供第一和第二输出信号。复合信号解调之后，解调后的信号被提供给输出端O，用以向例如扬声器(未示出)提供音频信号AS。
限幅器LIM还连接到A/D(模/数)转换器ADC，用以提供一个作为射频电平指标的信号。A/D转换器连接到多路分解装置DMUX和第一和第二存储装置LAA和LAB。这两个存储值在比较装置COM进行比较。该比较装置连接到控制装置CM，用以通过调谐装置TUN向压控振荡器VCO提供信号。控制装置还向相位选择器PS提供信号，用以决定为第一和第二混频器MIX1和MIX2选择哪一个相位。
滤波装置FILM的通带位置由同相和正交(I/Q)信号决定，而这些信号，除其他因素外，转而还由已分频的振荡信号的相位方向决定。控制装置CM决定设置相位关系的分频器的输出连接。
现将描述有用频率Fa的调谐过程如下。首先把接收机R调谐到Fa+2xIF频率，同时任意但确定地设置分频器DIV的输出相位并使接收机的音频输出O减弱。注意，图像信号离有用信号的频率距离为2xIF。然后测量这个无用信号的射频电平。可以利用往往装在限幅器LIM内的标准RSSI型电路做到这一点。这个被测出的射频电平值存储在存储器中。图4示出了一个简单的实现方案，其中A/D转换器ADC首先将射频电平从模拟量转换成数字量，随后在多路分解器DMUX中进行多路分解，并存储在锁存器中，例如第一锁存器LAA中。
此后，在分频器DIV的同一相位的情况下将接收机调谐到Fa-2xIF，而且音频信号仍被弱化。再次测量射频电平，并存储在第二锁存器LAB中。这种方式下的IF传输特性示于图5。然后比较这些射频信号强度的测量结果，以确定较低干扰信号的位置。
然后把接收机调谐到实际的Fa频率，同时控制装置CM这样设置分频器DIV的输出相位、使得滤波装置的镜像落在这种较低的干扰信号上。调谐操作现已完成，使音频信号从弱化状态复原。
因此，按照本发明的方法的每一个调谐操作再细分为3个单独的步骤：两个测量步骤和最后的调谐步骤。各步骤的协调由控制装置CM的控制算法自动进行。最好用户察觉不到这些单独的步骤，因为它们是在惯常调谐操作的音频弱化期间进行的。尽管镜像抑制无法用准确的数字表达出来，但典型的频谱测量(见图3)表明，可以有效地增加20dB的镜像抑制。这使低镜频结构适用于FM立体声应用。
上述算法基于的原理也可以用于其他接收机系统，而与调制方式或镜频干扰的种类无关。

Claims (4)

1.一种接收机(R)，它包括：
用于接收天线信号的一个输入端(I)；
用于提供音频信号的一个输出端(O)；
第一混频装置(MIX1)和第二混频装置(MIX2)，与上述输入端相连接，用以将天线信号与第一振荡信号和第二振荡信号混频，以获得同相信号(IS)和正交信号(QS)；
滤波装置(FILM)，与所述第一和第二混频装置相连接，用以对该同相信号(IS)和正交信号(QS)进行滤波；
与上述滤波装置相连接、用于对滤波后正交信号进行解调的解调装置(DEMM)，所述解调装置的输出送到上述输出端；
与所述第一混频装置和第二混频装置相连接、用于向所述第一混频装置(MIX1)和第二混频装置(MIX2)提供第一振荡信号和第二振荡信号的振荡器(VCO)，
其特征在于所述接收机(R)还包括：
测量装置(LIM)，与上述滤波装置(FILM)相连接，用来测量与所选频率相隔第一预定频率距离和第二预定频率距离的干扰电平；
比较装置(COM)，与上述测量装置相连接，用来比较所测的第一和第二干扰电平；
一个相位选择器(PS)，位于所述振荡器(VCO)和所述第一混频装置(MIX1)、第二混频装置(MIX2)之间，作为用来选择干扰电平最低的频带的选择装置；以及
位于所述比较装置(COM)和上述振荡器之间、用于控制上述振荡器(VCO)的控制装置(CM)。
2.按照权利要求1的接收机(R)，其特征在于：所述控制装置(CM)还向连接于所述振荡器(VCO)和所述第一混频装置(MIX1)、第二混频装置(MIX2)之间的相位选择器(PS)提供控制信号。
3.按照权利要求1的接收机(R)，其特征在于：所述测量装置(LIM)被连接到一个A/D转换器，上述A/D转换器被连接到一个多路分解器(DMUX)，所述多路分解器被连接到用于存储所测干扰电平用的锁存器(LAA、LAB)。
4.一种用于把调谐器调谐到预定频率的调谐方法，它包括以下步骤：在与所选频率相隔第一和第二预定频率距离处第一次和第二次测量干扰电平；比较第一次和第二次测量的干扰电平并选择干扰电平最低的频带；以及把接收机调谐到所选频带上。
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