CN1347617A - 中频信号处理装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于处理模拟和数字信号的中频信号处理设备。该信号处理设备包括:提供数字和模拟中频信号之一的信号源;一个第一SAW(表面声波)滤波器,具有一个输出端,用于对中频信号滤波;数字信号处理电路,它与所述输出端相连接,用于处理被滤波的数字中频信号;模拟信号处理电路,它与所述输出端相连接,用于进行包括对经滤波的模拟信号滤波的处理。

Description

中频信号处理装置

                      发明领域本申请涉及中频(IF)信号处理。

                      背景信息

图1是由参考数字10总体表示的一个已知调谐器和中频信号处理装置的示范图。此调谐器和中频信号处理装置10用于给定的广播电视标准的模拟信号，如NTSC、PAL和SECAM。本申请将本发明的NTSC应用作为一个示范实施例进行了说明。

调谐器/中频系统10包括一个调谐器12(带有射频输入端14和中频输出16)、一个或多个中频滤波器18和中频信号处理器20。调谐器的中频输出16在标准频率上(如，以44MHz为中心的期望的信道频谱、在45.75MHz上的图象载波和在41.25MHz上的声音载波)。一个或多个中频滤波器18通常包括一个SAW(表面声波)滤波器，用于载波间中频系统，或包括两个SAW滤波器，用于并行图象和声音中频系统，所述一个或多个中频滤波器18使期望的信道通过并抑制所有其他的信道。在并行系统中，一个SAW滤波器仅使期望的声音信号通过，而另一个仅使期望的图象信号通过。在任何一种情况下，滤波器特性都在图象中频频谱的双边带区域上包括一个“奈奎斯特斜率”。经滤波的信号被施加到传统的中频处理电路20上，该电路执行一些一般的功能，如解调和AGC(自动增益控制)产生等，该电路还向视频处理电路提供一个被处理的基带视频输出信号。该视频处理电路执行诸如色彩解调的传统功能和诸如亮度、色度和色调控制等的其他功能。

随着数字电视(DTV)的出现，尤其是诸如HDTV(高清晰度电视)的数字地面电视的出现，需要有电视接收机和它们的相应调谐器/中频系统来提供处理NTSC和DTV信号的所需的适当的调谐和滤波。

图2图解了对于图1的仅处理NTSC的系统的一个改进，提供能够被用于接收NTSC和DTV两者的调谐器/中频系统22。在图2中，调谐器24被改进用于提供对NTSC和DTV信号的接收。变频信号被适当地选择以便两种类型的信号产生一个共同的中频信号频率(如大约44MHz)。两个SAW滤波器26和28与NTSC/DTV调谐器的输出端并联连接。SAW BPF#1(第一表面声波带通滤波器)26对于DTV信号的接收和处理有特殊的要求，而SAWBPF#2 28对于NTSC信号的接收和处理有特殊的要求。例如，SAW BPF#1 26和SAW BPF#2 28都有一个大约44MHz的中心频率。然而，SAW BPF#1 26具有平滑的通带响应，而SAW BPF#2 28具有上述的图1中的一个或多个中频滤波器18的特性。DTV经滤波的信号被施加到数字中频处理电路30上。数字中频处理电路30向数字链路(如解码器)电路(图中未示出)提供被滤波和处理的DTV信号。NTSC经滤波的信号被施加到NTSC中频处理电路32上。该NTSC中频处理电路32向视频处理电路(未示出)提供被滤波和处理的NTSC信号。

由于对DTV信号通带平滑度的要求，图2中DTV/NTSC调谐器24比图1中NTSC调谐器12有更宽的带宽。因此，图2中系统22的NTSC相邻信道抑制不如图1中的系统10好。

                   综述

本应用公开了一种中频信号处理设备，用于处理模拟和数字信号。该信号处理设备包括：一个信号源，用于提供数字和模拟中频信号之一；一个第一SAW滤波器，具有一输出端，用于对中频信号滤波；数字信号处理电路，与所述输出端相连接，处理被滤波的数字中频信号；模拟信号处理电路，与所述输出端相连接，进行包括对被滤波的模拟信号滤波的处理。

                   附图说明

在附图中示出本发明，其中：

图1(现有技术)是用于处理NTSC电视信号的传统NTSC调谐器/中频系统配置的方框图；

图2是对DTV和NTSC信号调谐的并行DTV/NTSC调谐器/中频系统配置的方框图；

图3是实施本发明特征的双路DTV/NTSC调谐器/中频装置的简化示意图；

图4是图解图3的实施例的实际实现和附加特征的详细方框图；

图5是将传统的仅对NTSC调谐的调谐器的响应与图3和图4中实施例的情况相比较的调谐器频率响应图；

图6是将传统的仅用于NTSC接收的接收器的选择性与本发明的图3和图4中实施例的情况相比较的调谐器频率响应图；

图7是对于图4的实施例的声音中频(SIF)处理的某些方面图解的调谐器频率响应图。

                  优选实施例详细说明

本发明承认将NTSC信号通过SAW BPF#1(即，将SAW BPF#2的输入端与SAW BPF#1的输出端而不是调谐器输出端相连接)提供了比图1的系统10好得多的对相邻信道和寄生信号的抑制。此变化在图3中示出。这些优点意义重大，因为NTSC相邻信道抑制(第一相邻信道、第二相邻信道等)是一个参数，它在HDTV传送时段中变得更加重要，在此时段中VHF和UHF在相邻信道频率分配上的“禁忌”(即限制)可能被去除或大幅度减小以获得更多的频谱空间用于新的HDTV地面传输信道，同时还包容现有的NTSC地面信道的分配。

图3中示出本发明的NTSC/DTV调谐器/中频信号处理器的简化图，该NTSC/DTV调谐器/中频信号处理器由标号40总体表示。图4示出表示本发明调谐器/中频信号处理器40的进一步的特性的更详细的示图。图3和4示出对于NTSC SAW滤波器的输入从DTV SAW滤波器的输出端获得。因此，接收的NTSC信号被“双滤波”。

有利的是，图3和4的配置与图1和2的例子相比，在NTSC相邻信道抑制和其他带外的非期望的信号的抑制方面提供了很大的改进。

在图3中，NTSC/DTV调谐器/中频信号处理器40被提供了多个变换频率，其结果是NTSC和DTV接收模式具有共同的中频输出信号频率(如44MHz)。NTSC/DTV调谐器/中频信号处理器40包括一个一次变频调谐器42，它能够接收NTSC和DTV信号。调谐器42向第一SAW滤波器44提供了接收到的NTSC和DTV信号。第一SAW滤波器44的输出被提供给第二SAW滤波器46和数字中频处理电路48。数字中频处理电路48从第一SAW滤波器44接收经滤波的信号并向数字“链路”或解码器电路(见图4)提供接近基带的输出信号。

当NTSC信号被接收到时，接收到的信号被提供给第一SAW滤波器44。第一SAW滤波器44对接收到的NTSC信号滤波并向第二SAW滤波器46提供经滤波的信号。中频信号于是通过了两个滤波器施加到NTSC中频处理电路50，从而减少了上述的相邻信道干扰造成的非期望的效果。

图4是图3的一个具体实现，并包括更多的细节。利用当前现代化技术，DTV中频信号要求的滤波器特性不能通过单个SAW滤波器来获得，如图3中用SAW BPF#144所表示的。也就是说，对于选择性的要求不能在没有过量的插入损耗的情况下满足。过量的插入损耗将最终导致前置放大器的较差的系统噪声指数或严重的线性度要求。在实践中，所要求的滤波器和工作特性的获得是通过将两个相同的SAW滤波器—数字SAW#1和数字SAW#2-与级间放大器，即后置放大器54和前置放大器56级联，如图4所示。于是，当NTSC/DTV调谐器42选择了一个DTV信号时，该信号通过包括数字SAW#1、后置放大器54、前置放大器56和数字SAW#2 58在内的级联电路被处理并连接到第二转换器电路60的输入端。

后置放大器54为数字SAW#1 44提供了一个最佳负荷阻抗并补偿其损耗。类似地，前置放大器56为数字SAW#2 58提供了一个最佳源阻抗并补偿其损耗。第二转换器电路60的输出通过模/数转换器76被从模拟信号转换为数字信号，数字处理器78解调数字信号和分离图象和声音信号，这些信号被通过一对数/模转换器80转换回模拟格式。

当NTSC信号被NTSC/DTV调谐器42选择时，图象和声音信号的路径不同。图象信号在通过前置放大器64和传统NTSC图象SAW #3 66处理并提供到NTSC处理器68之前，通过数字SAW #1 44和后置放大器54被处理。由于声音载波频率在数字SAW#1 44的波段边缘而且通过声音信道的斜率频率响应将有非期望的效果(见图7)，因此声音信号不通过数字SAW #1和后置放大器54。而是，声音信号被通过前置放大器70和NTSC声音SAW #4 72处理并提供到NTSC中频处理器68。前置放大器64为NTSC图象SAW #3 66提供了一个最佳源阻抗并补偿其损失。

类似地，前置放大器70为NTSC声音SAW #4提供了最佳源阻抗并补偿其损失。通过数字SAW #1 44和后置放大器54处理图象信号提供了更好的选择性这一优点(例如，相邻信道滤除和寄生信号免疫)。NTSC中频处理器解调图象和声音信号并提供合成的视频和音频基带输出。

数字中频第二转换器60和NTSC中频处理器产生射频自动增益控制信号，该信号被施加到射频自动增益控制开关74上。射频自动增益控制开关74的输出控制NTSC/DTV调谐器42的增益。类似地，NTSC中频处理器68和数/模转换器80的图象和声音信号被提供到音频-视频选择和显示处理器82上，它的输出驱动一个内部或外部显示装置84。当系统被安装到新的位置时，一个自动的建立程序决定了哪种类型的信号(NTSC或DTV)在每个信道上存在并将结果存储在存储器(未示出)内。然后每当一个新的信道被选择时，系统的微处理器(未示出)利用存储在存储器内的数据来适当地设置射频自动增益控制开关74和音频-视频选择开关82。

图5将本发明的仅用于NTSC的调谐器12(图1)的频率响应与NTSC/DTV调谐器42(图4)相比较。NTSC/DTV调谐器更宽的带宽(即更差的选择性)是能够保持DTV信号通带平滑度要求的一个负面结果。

图6将仅用于NTSC的调谐器12(图1)的频率响应与通过NTSC/DTV调谐器42、数字SAW #1 44和后置放大器54(图4)的频率响应相比较。由于后续的电路的频率响应对两种系统而言相同，因此这表明在让NTSC图象中频信号通过数字SAW #1 44和后置放大器54这点上相对于直接连接到在NTSC中频处理电路50中的前置放大器64的输入端具有很大的优势。这样做对于NTSC/DTV调谐器42的较差的选择性进行了补偿。本发明的选择性，如图6所示，表示良好的相邻频道选择性和寄生信号免除能力。

值得注意的是，图4的实施例在DTV信号路径上有两个SAW滤波器，而NTSC图象信号仅通过这两个SAM滤波器的第一个。这是优选的配置，因为它满足了选择性要求而且仅带来对于系统噪音指数可忽略的降级。也就是说，让NTSC图象信号通过DTV信号路径中的两个SAW滤波器从选择性角度而言是不必要的，由此带来的对于系统噪音指数的额外降级可能较大。

图7示出了让NTSC声音中频信号通过第一SAW滤波器44相对于饶过第一SAW滤波器44的效果。使NTSC声音中频信号通过第一SAW滤波器44获得的结果与旁路第一SAW滤波器44获得的结果有极大的不同。可以从本图中看出，当声音中频信号被从一次变频调谐器42直接提供给NTSC声音SAW滤波器72时，通过声音信道的频率响应是恒定的。这并非利用第一滤波器44通过NTSC声音中频信号的情况。因此对于NTSC声音中频信号来讲绕过第一SAW滤波器44更好。

尽管本发明的描述带有一定程度的特殊性，应当理解本公开通过示例做出，设备的细节的改变可以在不脱离本发明的精神的情况下做出。例如，模拟电视信号可以包括PAL和SECAM制式的电视信号，数字电视(DTV)信号可以包括QAM(正交调幅)和数字VSB(残留边带)电视信号。另外，在数字SAW#2后的DTV信号处理可能利用另一种途径(如，在数字SAW #2后立即进行模/数转换和数字解调)。

Claims (20)

1.一种信号处理设备，包括：

一个信号源，用于提供数字和模拟中频信号的其中之一；

一个第一表面声波(SAW)滤波器，具有一个输出端，用于对所述中频信号滤波；

数字信号处理装置，它与所述输出端相连接，用于对被滤波的数字中频信号进行处理；和

模拟信号处理装置，它与所述输出端相连接，用于进行处理，该处理包括对被滤波的模拟信号的滤波。

2.如权利要求1所述设备，其中所述数字信号处理装置包括一个第二SAW滤波器。

3.如权利要求1所述设备，其中所述模拟信号处理装置包括一个第三SAW滤波器。

4.如权利要求2所述设备，其中所述模拟信号处理装置包括一个第三SAW滤波器。

5.如权利要求4所述设备，其中所述数字信号处理装置在施加所述模拟中频信号时与后续的信号处理电路不连接。

6.如权利要求4所述设备，其中所述模拟信号处理装置在施加所述数字中频信号时与后续的信号处理电路不连接。

7.如权利要求1所述设备，其中所述模拟中频信号是一个NTSC中频信号。

8.一种中频信号处理装置，包括：

一个一次变频调谐器，用于接收包含图象和声音信号且包括模拟和数字内容之一的中频信号；

一个第一表面声波滤波器，它被连接到所述一次变频调谐器，用于对接收的中频信号滤波，所述第一表面声波滤波器有一个输出端；

数字中频电路，它被连接到所述第一表面声波滤波器的所述输出端，用以接收和数字化处理被滤波的中频信号；

模拟中频电路，它也被连接到所述第一表面声波滤波器的所述输出端，用以接收被滤波的中频信号和执行对其的模拟处理，所述模拟中频电路执行对被滤波的中频信号的第二次滤波操作。

9.如权利要求8所述装置，其中所述数字处理电路包括一个第二SAW滤波器，用于对被滤波的中频信号进行双滤波。

10.如权利要求8所述装置，其中所述模拟处理电路包括一个第三SAW滤波器，用于对被滤波的中频信号进行双滤波。

11.如权利要求9所述装置，其中所述模拟处理电路包括一个第三SAW滤波器，用于执行对收到的中频信号的第二次滤波。

12.如权利要求11所述装置，其中所述数字中频电路能够判定是否被滤波的中频信号包括模拟或数字内容，所述数字中频电路在判定被滤波的中频信号中有模拟内容时阻挡被滤波的中频信号通过那里。

13.如权利要求11所述装置，其中所述模拟中频电路能够判定是否被滤波的中频信号包括模拟或数字内容，所述模拟中频电路在判定被滤波的中频信号中有数字内容时阻挡被滤波的中频信号通过那里。

14.如权利要求8所述装置，其中所述数字中频电路包括一个所述第一数字SAW滤波器、一个前置放大器、一个缓冲放大器、一个第二SAW滤波器和一个第二转换器的级联。

15.如权利要求14所述装置，其中所述模拟中频电路包括：一个缓冲放大器，它具有与所述前置放大器的所述输出端相连接的输入端；一个模拟SAW滤波器和一个模拟中频处理器，用于产生一个复合的视频信号和一个音频信号来提供给所述显示装置。

16.如权利要求15所述装置，其中所述模拟中频电路进一步包括：一个第二缓冲放大器，它被连接来从所述一次变频调谐器接收一个模拟声音信号；一个模拟声音SAW滤波器，用于对所述模拟声音信号滤波并向所述模拟中频处理器提供被滤波的模拟声音信号。

17.一种对包括模拟和数字内容之一的中频信号进行滤波的方法，所述方法包括下列步骤：

由一个一次变频调谐器接收中频信号；

在第一表面声波滤波器中对中频信号滤波；

向数字中频电路和模拟中频电路提供被滤波的中频信号；

在所述数字中频电路中对被滤波的中频信号进行第二次滤波；和

在所述模拟中频电路中对被滤波的中频信号进行第二次滤波。

18.如权利要求17所述方法，进一步包括将所述一次变频调谐器接收的所述中频信号的声音组成成份提供给声音表面声波滤波器的步骤。

19.如权利要求18所述方法，其中所述第一表面声波滤波器对所述中频信号的图象组成成份进行滤波。

20.如权利要求19所述方法，进一步包括在将经滤波的信号提供给所述数字中频电路和模拟中频电路之前对经滤波的信号进行放大的步骤。

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