CN1596539A - 用于确定调谐器的输入端的信号强度的方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于确定调谐器(1a)的输入端的信号(18)强度的方法。在此，调谐器的与频率有关的放大特性被测量并且被存储在指定给调谐器的存储器中。借助此特性，在调谐器操作期间可以补偿与频率有关的放大率变化，以致输入信号强度能够被更加精确的推断。对于具有自动增益控制(AGC)调谐器，可以通过典型的特征将AGC的频率相关性记录并且存储在存储器中。考虑AGC特性产生对输入信号强度的估计精确的进一步改善。

Description

用于确定调谐器的输入端的信号强度的方法

技术领域

本发明涉及一种用于确定调谐器输入端的信号强度的方法，还涉及一种具有锁相环路的调谐器，用于从输入信号中选择放大并且混合至少一个频带。

背景技术

调谐器例如被用在电视或无线电接收机，以便从由天线获取的输入信号滤出一个或多个频带(″信道″)，并且把它们放大，并且如果可应用，将它们转换成为中频。这些输入信号的频率一般在50和1000MHz之间的范围内。

对于调谐器的最佳设定，重要的是尽可能地精确地知道将被滤出的输入信号的信号强度。因为接收情况(场强度)的变动，此信号强度能够随时间而变化。由于调谐器的放大特性取决于放大的信号频率这一事实，信号强度的确定变得更加困难。此外，许多调谐器具有反馈增益控制，其中控制信号供给自动的增益衰减，以便防止过载并且保持调谐器的输出信号尽可能接近最佳值。这些增益控制的特性也取决于放大的输入信号的频率。因此，通常常规的从调谐器的输出信号确定输入信号强度相当地缺少精确度。

发明内容

出于这种原因，本发明的目的是提供一种方法和执行此方法的调谐器，其可以在调谐器的输入端更加精确确定信号的强度。

通过一种具有权利要求1特征的方法和通过具有权利要求6特征的调谐器来实现此目的。在子权利要求中包含有益的具体实施方式。

在根据本发明用于确定调谐器的输入端的信号强度的方法中，根据输入信号频率首先测量和存储调谐器的放大特性。此处，放大特性反映用于特定频率的输入信号的调谐器的输出信号值和输入信号值之间的关系。由于相关结构的变动，不同调谐器的此放大特性彼此不同。其中放大特性被存储的分辨率基于所提供的存储区域的大小和所要求的精度。接着在调谐器操作期间使用存储的特性来从调谐器的输出信号计算调谐器输入端的信号强度。在此计算中，与频率相关的放大变化可以被算入并且被大大的补偿，这导致输入信号强度的更加精确的估算。

根据本方法的发展，可以通过至少一个控制信号自动地减小调谐器的放大，以便防止过载并且在调谐器输出中获得预定的信号强度。调谐器放大率的此类调节确保其在尽可能最佳的范围内操作。

此时调谐器的放大率最好被自动减小到至少两个不同频率范围，其中输入信号被连续地转换成此两个不同频率范围。也就是说，对输入信号本身执行第一次增益衰减，然后对由此获得的具有中频的信号执行第二次增益衰减(所谓″双转换″)。

一种具有至少一个自动增益衰减的方法最好以此方式得到发展以便依靠输入信号和控制信号的频率来测量和存储自动增益衰减的特性，其中增益衰减通过控制信号驱动。对于多个增益衰减，可以相应地能够测量和存储多个特性。随后，在调谐器的操作中，这些存储的增益衰减的特性能够被用于从调谐器的输出信号计算调谐器的输入端的信号强度。以此方式，调谐器放大动作中进一步与频率有关的变化能够被存储和补偿。

此外，为了优化目的，可以在调谐器操作期间存储和使用调谐器的进一步的特性量例如特别是装置的标识和最佳参数设定。这些值能够被存储在为存储特性而提供的存储器中。

本发明还涉及一种具有锁相环路的调谐器，用于从输入信号中有选择放大并且混合至少一个频带。调谐器进一步包括存储单元和与之连接的信号处理单元，信号处理单元被用于执行上面所述种类的方法。也就是说，借助于存储在存储单元中的特性，信号处理单元可以从调谐器的输出信号计算调谐器的输入端的信号强度。该增加了一个存储单元的调谐器允许更加精确的确定输入端的信号强度。

使用的存储单元具体特别可以以非易失性存储器(ROM、PROM、EPROM、EEPROM等)来实现。当制造调谐器时，允许测量必要的特性一次，并且将其以适当的分辨率存储在存储器中，其中这些特性为了计时器的剩余使用期而被保留以备将来之用。

调谐器最好被连接到发送和接收天线。此结构例如存在于所谓的机顶盒中，它能够启动交互电视或无线电接收，其中用户可以把信号送回到节目发送器中。

调谐器可以进一步以这种方式来实现以便其包含一个或者两个频滤转换级。在频滤转换级中，输入信号被首先转换成第一中频，然后被转换成第二中频。

调谐器最好被用于处理模拟或数字电视信号。

附图说明

根据如图中所示的具体实施方式的实例，将进一步描述本发明，然而发明并不受到它的限制。其中：

图1表示具有单个转换级的调谐器的图；

图2表示具有两个转换级的调谐器的图；

图3是取决于输入信号频率的调谐器总放大率；

图4是多个频率取决于控制信号值的增益衰减；

图5是用于根据本发明的调谐器的集成电路的结构；

图6是用于根据本发明的调谐器的集成电路的可选结构；

图7是考虑根据本发明放大特性的结果。

具体实施方式

在图1和2中，分别表示能够被用于机顶盒的调谐器1a和1b。在图1的调谐器1a中，来自天线2的输入信号18在锁相环路3(PLL)中在多个频带内最初有选择地被放大，然后被转换为中频。在处理中，输入信号18经过高通滤波器9，然后经过具有取决于接收信道的三个频率范围的三个并联分支，每个分支具有第一带通滤波器10、可控制放大器11、第二带通滤波器12和混频器13。

所转换的输入信号然后经过第三带通滤波器14、放大器15、第四滤波器16(典型地是SAW或表面声波滤波器)和可控制放大器17。由此获得的输出信号19然后被发送到中频处理器4。中频处理器4在两个点影响锁相环路3的放大。这首先通过一个到放大器11的控制信号8发生(″调谐器AGC″)，否则经过一个到放大器17的中频控制信号7发生(″中频AGC″)。控制信号7此时工作在低信号强度的范围内，直到中频的电平到达一个特定阀值(调谐器AGC的调谐器顶点：承接点)。超过此阈值，控制信号8开始动作。

还存在一个具有存储器的微处理器6，它通过数据线20与锁相环路3和中频处理器4相连，并且以下述方式影响它们。

用户可以通过天线1在返回信道5上传送信号，例如使用机顶盒选择节目内容，并且通知节目供应商信号强度。

图2中所示的调谐器1b不同于图1中的调谐器(具有单一转换)，不同点在于输入信号18受到双转换(频率转换)。为此，输入信号连续经过低通滤波器9，放大器21，第一混频器22，第一带通23，第二混频器24，放大器15，第二带通16和可控制放大器17。混频器22和24由双锁相环路25驱动。

具有有线信号在两个方向运行的机顶盒装置需要精确的识别信号强度。此时天线电平可以在50dBμV和75dBμV之间改变，或者在有线系统中甚至可以超过这些特定的电平。

调谐器1a或1b选择、放大和转换信道到中频(IF)。所转换的IF信道然后进一步被放大并且从模拟信号转换为数字信号(ADQ)。在模拟电视系统中，在解调发生之前，IF信道必须被充分地放大。

为了避免过载，在调谐器1a、1b中使用自动增益控制(AGC)。放大、滤波和AGC特性取决于输入信号的无线电频率(RF)。对于数字接收调谐器，使用单一和双频率转换。与具有双转换的调谐器(图2)相比，在图1中表示的单一转换表示了在放大和滤波器特性方面的更大的变化。放大率的变化作为所接收的频率的函数导致在在天线2处识别信号强度方面缺少精度。

本发明为具有单级转换的调谐器和具有两级转换的调谐器解决此问题，此技术方案对于具有单级转换的调谐器特别需要以满足相应的质量要求。

该技术方案在于在调谐器的存储器中存储有关数据，数据包括作为频率和天线电平的函数的放大特性和AGC特性。在生产过程中，该数据可以在生产过程的调整和测量期间获得而不需要辅助设备或增加处理时间。

存储器不但使用用于信号强度的精确检测的数据，还可以使用任何其它数据被编程，其中任何其它数据允许改善的操作和取决于信道的最佳化设定。这些包括例如在锁相环路中设定电荷泵，这与调谐斜率或者倾斜校正有关。此类的选择还可以用于模拟应用，为了改善性能或产生附加特征。

对于卫星接受器，可以使用信号强度的显示以便定位卫星天线。精确的信号强度还是移动接收、天线分集的良好基础，其中天线分集通过天线电平来控制。

调谐器的放大被极大化直到达到某一水平。此水平在调谐器中频输出19中的还被称作TOP点(Take Over Point)。TOP电平能够被人工地调整或设计。当所放大和转换的电平超过调谐器1a或1b所设计的TOP电平时，AGC电压7或8分别被减小直到到达TOP电平。其中在天线电平是：105dBμV(TOP)-45dBμV(典型放大)＝60dBμV时检查放大。AGC电压控制调谐器的放大率，以便实现恒定的中频输出电平(TOP)。天线电平可以通过AGC电压相对于增益衰减的特性来确定。

放大和增益衰减在调谐器制造过程期间建立并且以与频率相关的地址存储在存储器中。此时放大数据最好被以8MHz的间隔确定。增益衰减特性需要一个查找表格用于低频带(48-160MHz)，两个查找表格用于中间频带(160-450MHz)和四个查找表格用于高频带(450-850MHz)。

对于低于AGC起始电平(60dBμV)的信号，在中频放大器中必须确定中频电平。在此部分中使用类似的增益控制。中频被以最大放大系数放大，直到达到中频TOP。中频TOP到达大约30dBμV天线电平。因此天线电平的显示可能超过此电平。中频增益衰减的特性对于所有信道都是相同的，因此一个查找表格就足够了。

确定电平要求精确数据，以便获得精确度在2dBμV以内的电平显示。

-每一个信道的放大特性

-每一信道的ACC特性

-调谐器TOP电平

-中频TOP电平

-中频AGC特性。

图3表示放大率(dB)作为输入信号18的无线电频率(MHz)的函数。此时能够看到最大增益变化为5dB。为了获得1dB的精确度，必须知道具有至少0.5dB精确度的增益。

在调谐器生产的最终测试中，扫描调谐器的所有信道。因此放大率可以被转换为数据并且被存储在存储器中，在存储器中的地址与频率有关。放大率以每8MHz为一步在48.25MHz和855.25MH之间测量。根据所要求精确度，定义使用在存贮器中的位数。例如，放大率可以用在38和58dB之间的20dB(LSB 0.078125dB)范围内以256级(8位)来表示。也就是说，45dB被存储为(45-38)/0.078125＝89。

因此两个字节被用于每一个频率。第一个字节代表增益，第二字节的3位代表AGC参考曲线并且5位代表调谐斜率。在图7中，未校正的放大V与校正的放大V_korr进行比较。此时使用8位表示对于放大率的精良精确度。

在图4中，为一些频率绘制了AGC特性。每一个单个特性反映控制电压8(Vagc)和由此引起的增益衰减之间的相关性。从曲线中可以看出，对于一些AGC电压，应用相同控制电压时的增益衰减可以在不同频率下改变±10dB。因为AGC特性是相对复杂的曲线，因此不能在有限的存储器中为每一个信道存储一个查找表格。这不是不利的，但是，由于特定特性在一定频率范围内是有效的。因此根据所要求的精确度，只存储全部频谱的的一些(典型地是5至10)参考曲线就足够了。为了存储曲线，对于每一个信道测量1和20dB之间的增益衰减。在模拟数字转换之后，电压被转换为具有典型14位分辨率的整数。

为了减小存储需求，还可以为AGC特性确定(分段)线性近似，并且仅仅存储对于这些近似值的参数。

由于这样，在调谐器所提供的用于存储特性的存储器还可以有利地被用于其它相关数据。这包括，例如

-调谐器类型、出厂日期和校正码的标识

-进程标识数据

-频带限制(频带编程)

-倾斜特性(视频和音频载波之间的差别)

-对于锁相环路的最佳设定(设置电荷泵、调谐倾斜等)。

借助于此附加数据，应用软件能够识别调谐器类型并且使用最佳设定。

图5表示对于在多芯片组件中提供附加存储器28的可能性。使用不同于用于调谐器集成电路(MOPLL＝混合振荡器+锁相环路)技术的技术来制造低成本的存储芯片。由于对于存储器的所有连接已经被用于通过IIC控制的MOPLL，所以多芯片组件26可以被用于组合这两个IC。所以在MOPLL-IC上不需要附加的连接。这在印刷电路板上保存了相应的空间。

图6表示可选择的解决方案，其中存储器28与信号处理单元27被独立地连接到I2C总线。

存储芯片28的本质可以是一次可编程序芯片或优选地是EEPROM。后者具有数据能够被刷新的优点，并且在生产过程期间能够被用于进程记载。根据精确度和性能谱，所需求的存储容量是典型的1K。

在本发明的范围内，使用已经穿在的存储器而不增加存储器的变体也是可行的。因此，数据可以在调谐器制造期间被收集，通过磁盘、网络或用某种其他方法被传送，并且被存储在系统可用存储器中。

根据本发明的用于确定输入信号强度的方法能够被用于模拟电视、数字电视、汽车电视、电缆或卫星的机顶盒和/或用于测量天线电平的装备。

       参考标记列表

1a             调谐器

1b             调谐器

2              天线

3              锁相环路

4              中频处理器

5              返回信道

6              微处理器

7              中频控制信号

8              控制信号

9              高通滤波器

10             带通滤波器

11             放大器

12             带通滤波器

13             混频器

14             带通滤波器

15             放大器

16             滤波器

17             放大器

18             输入信号

19             输出信号

20             数据线

21             放大器

22             混频器

23             带通

24             混频器

25             锁相环路

26             多芯片组件

27             信号处理单元

28             存储器芯片

Claims (9)

1.一种用于确定调谐器(1a，1b)的输入端的信号强度的方法，包括根据输入信号频率测量和存储调谐器的放大特性，并且接着在调谐器操作期间使用存储的特性来从调谐器输出信号计算调谐器输入端的信号强度。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于调谐器(1a，1b)的放大率通过至少一个控制信号(7、8)来减小以便为调谐器的输出信号获得一个预定强度。

3.如权利要求2所述的方法，其特征在于根据调谐器(1a、1b)的输入信号(18)的频率和控制信号(7、8)来测量和存储自动增益衰减特性，并且在操作期间使用存储的特性来从调谐器输出信号计算调谐器输入端的信号强度。

4.如权利要求1至3中的至少一个所述的方法，其特征在于在调谐器操作期间存储和使用诸如特别是调谐器标识和/或最佳参数设定的调谐器(1a、1b)的进一步的特征量。

5.一种具有锁相环路(3、3’)的调谐器(1a，1b)，用于从输入信号(18)中有选择地放大和混合至少一个频带，具有存储单元(28)和信号处理单元(4，6，27)，信号处理单元用于借助于存储在存储单元中的特性来从调谐器输出信号计算调谐器输入端的信号强度。

6.如权利要求5所述的调谐器，其特征在于存储单元(28)由非易失性存储器形成。

7.如权利要求5或6所述的调谐器，其特征在于调谐器(1a、1b)被连接到发送和接收天线(2)。

8.如权利要求5至7中的至少一个所述的调谐器，其特征在于调谐器(1a，1b)包含一个或两个频率转换级。

9.如权利要求5至8中的至少一个所述的调谐器，其特征在于调谐器(1a，1b)用于处理模拟或数字电视信号。

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