CN1713515B - 数字中频鉴频器 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种数字中频鉴频器。在一RF接收器中，一天线接收到的外界所传送的RF信号，经由一混波器及带通滤波器降频为中频信号，经中频放大后，送至数字中频鉴频器进行处理，该数字中频鉴频器包括：一数字混波器，用以把外部所传递的中频信号转换成一声频信号；一数字低通滤波器，用以滤除声频信号之外的噪声；一数字声频鉴频器，用以鉴别声频信号，区分出1与0的数据，本发明的数字中频鉴频器可同时整合于该CMOS制程中，藉以简化产品生产流程，降低生产成本，而且具有处理数据速度快、数据读取正确性高的特点。
Description
技术领域
本发明涉及一种数字中频鉴频器，特别是一种应用于RF接收器中鉴别中频的装置，同时可整合于该CMOS制程中。
背景技术
近年来通信技术发展十分地快，尤其是无线通信技术，如移动电话、无线网络、无线数据、无线计算机外设产品(例如：无线鼠标、无线键盘...等)...等相关电子产品更是充斥于市面上，由于射频技术可透过邻近的基站将信号做一转接，故可传送无线信号至无限远的距离。
如图1所示，是已知应用模拟中频鉴频器的射频接收器的功能方块示意图，其结构是一天线11所接收一RF信号后，经由一混波器13与本地振荡器12所提供信号混合，产生一混波信号并降频为中频输出，再经一带通滤波器14滤除中频以外的频率，然后利用一中频放大器15将中频信号放大后，由模拟中频鉴频器16分辨出0与1的信号，再由一低通滤波器17滤除高频噪声，之后，由一声频放大器18将信号做一放大，而由比较器19将信号整成一数字信号进行输出。
该已知的RF(射频)接收器的缺点为：该中频鉴频器乃由模拟电路完成，需采用Bipolar制程，和CMOS制程不同，无法与数字电路整合于一个IC(集成电路)中，故其制造成本无法降低，因此本发明针对此一传统中频鉴频器的缺失加以改进，将一数字中频鉴频器与数字电路整合于同一IC(集成电路)中，而达到简化产品生产流程，同时降低生产成本。
发明内容
本发明的目的是提供为一种数字中频鉴频器，本发明利用数字中频鉴频器来取代已知模拟中频鉴频器，同时可整合于该CMOS制程中，藉以简化产品生产流程，降低生产成本，且提高了处理数据的速度、具有极高的数据读取正确性。
本发明提供了一种设置在RF接收器中的数字中频鉴频器，在RF接收机中，天线接收到的外界所传送的RF信号，经由一混波器及带通滤波器降频为中频信号，经中频放大后，传送至数字中频鉴频器进行处理，该数字中频鉴频器包括：
一数字混波器，将外部所传递的中频信号转换成一声频信号；
一数字低通滤波器，用以滤除声频信号外的噪声；以及
一数字声频鉴频器，用以鉴别声频信号，区分出1与0的数据。
下面结合附图以具体实施例对本发明进行详细说明。
附图说明
图1是已知应用模拟中频鉴频器的射频接收器的功能方块示意图；
图2是本发明应用数字中频鉴频器的射频接收器的功能方块示意图；
图3是本发明的数字混波器将中频信号与本地振荡频率混波后的波形图；
图4是本发明的数字低通滤波器进行滤波后的波形图；
图5是本发明的数字声频鉴别器系利用一累加器储存信号的周期表示图；
图6是本发明的数字中频鉴频器的处理信号方法的流程图。
附图标记说明：1信号正缘；11、21天线；12、22本地振荡器；13、23混波器；14、24带通滤波器；15、25中频放大器；16模拟中频鉴频器；17低通滤波器；18声频放大器；19比较器；26数字中频鉴频器；261数字混波器；262数字低通滤波器；263数字声频鉴频器；31一天线接收到外界所传送的RF信号；32提供一混波器及带通滤波器将所接收的RF信号降频成为中频信号；33将此一中频信号进行放大；34提供一数字混波器将中频信号与本地振荡信号做一混波处理，并做输出信号；35提供一低通滤波器来滤除该数字混波器所输出信号的无用高频率信号，获得一声频信号；36提供一数字声频鉴频器，用以鉴别前述声频信号，用以区分出1与0的数据。
具体实施方式
下面说明本发明的详细结构及其连结关系。
请参阅图2所示的本发明应用数字中频鉴频器的射频接收器的功能方块示意图，本发明涉及一数字式的中频鉴频器，其中于一RF接收器的架构中，当天线21接收到外界所传送的RF信号，经由一混波器23及带通滤波器24将所接收的RF信号降频为中频信号后，再利用一中频放大器15将此一中频信号进行放大后，再送到数字中频鉴频器26中进行处理。
未经处理过的中频信号频率的频率仍然偏高，不适合微控制器(与图中的输出端电联)直接鉴别，因此必须经由一数字低通滤波器262进行再次降频处理，而该数字混波器261由一异或非门(XNOR)的乘法器所组成，而异或非门(XNOR)的运算关系式如下：
1xnor 1＝1
1xnor 0＝0
0xnor 1＝0 ←
0xnor 0＝1
以上的运算关系式，即如同一乘法器的运算结果：1×1＝1
1×(-1)＝-1
(-1)×1＝-1
(-1)×(-1)＝1。
请同时参阅图3所示，本发明的数字混波器将中频信号与本地振荡频率混波后的波形图，从上述异或非门的运算关系，可了解利用异或非门(XNOR)做为乘法器是合适的，因此数字混波器261于本实施例中利用异或非门(XNOR)的乘法器，但是亦可为利用异或门(XOR)，只是乘法器输出讯号的1与0状态相反，而数字混波器261是将中频信号与本地振荡信号进行混波处理，在混波处理的同时，亦有多种频率将同时产生(包括有中频信号与本地振荡频率的相加频率、中频信号与本地振荡频率的相减频率...等相关信号)，但数字中频鉴频器26所需要撷取的信号，仅限于中频信号与本地振荡频率的相减频率，故需利用一数字低通滤波器262来滤除上述信号外的非必要高频率信号，该数字低通滤波器262是多级滤波器，而经由数字低通滤波器262处理信号的计算公式如下：
由上述的数学公式中，中频信号(例如：455KHz)及中频信号与本地振
荡频率的相加频率(例如：955KHz)的信号在零点处，故将被数字低通滤波器262滤除，在本实施例中，该数字低通滤波器262由59个的1比特寄存器(1-bit register)及6个的6比特寄存器(6-bit register)组成，而经由数字低通滤波器262处理后的波形即如图4所示。
信号经数字低通滤波器262后，载波已调降成为声频(例如：45KHz)，然后经由数字声频鉴别器263处理，数字声频鉴别器263利用一累加器(Counter)进行频率计算。
请参阅图5所示的本发明的数字声频鉴别器利用一累加器储存信号的周期表示图，于每一个方波信号的信号正缘1时，将信号分别依序储存至Counter0-＞Counter1-＞Counter2-＞Counter3，同时于每一信号正缘1累加，以判断前四个方波的频率，便可鉴别出1与0的电子信号，藉由该累加器的低通及抑制噪讯的特性，而使本发明所提出数字中频鉴别器26的架构，具有极高的资料读取正确性。
图6是本发明的数字中频鉴频器的处理信号方法的流程图，根据图2至图5所揭示的数字中频鉴频器的结构，可得到下列的实施步骤：
31～一天线接收到外界所传送的RF信号；
32～提供一混波器及带通滤波器将所接收的RF信号降频成为中频信号；
33～将此一中频信号进行放大；
34～提供一数字混波器将中频信号与本地振荡信号做一混波处理，并做输出一信号；
35～提供一低通滤波器来滤除该数字混波器所输出信号的非必要高频率信号，获得一声频信号；以及
36～提供一数字声频鉴频器，用以鉴别前述声频信号，用以区分出1与0的数据。
由上述图2至图6的揭示，可了解本发明技术手段确为提出一种利用数字中频鉴频器来取代已知模拟中频鉴频器的有效方法，同时可整合于该CMOS制程中，藉以降低成本的目的，且其处理资料的速度亦较已知技术快、具有极高的资料读取正确性...等种种优点。
综上所述，本发明的结构特征及各实施例皆已详细揭示，本发明所提出的数字中频鉴频器的应用范围极为广泛，凡一般采用FSK调变的射频(RF)接收器(例如：无线鼠标接收器、无线键盘接收器...等装置)，于射频(RF)信号降低成为中频后，皆可由本发明的数字中频鉴频器进行处理，将信号鉴别出1或0的信号资料。
以上所述，仅为本发明的较佳实施例，不能以此限定本发明所实施的范围，凡依本发明权利要求所作的均等变化与修饰，皆应属于本发明的保护范围。
Claims (10)
1.一种设置在RF接收器中的数字中频鉴频器，在RF接收机中，天线接收到的外界所传送的RF信号，经由一混波器及带通滤波器降频为中频信号，经中频放大后，传送至数字中频鉴频器进行处理，该数字中频鉴频器包括：
一数字混波器，将外部所传递的中频信号转换成包括声频信号在内的混合信号；
一数字低通滤波器，用以滤除所述混合信号中声频信号外的噪声；以及
一数字声频鉴频器，用以鉴别声频信号，区分出1与0的数据。
2.如权利要求1所述的一种数字中频鉴频器，其中该数字混波器将中频信号与本地振荡信号进行混波。
3.如权利要求2所述的一种数字中频鉴频器，其中该数字混波器是一数字乘法器，该数字乘法器由一异或非门或一异或门组成。
4.如权利要求1所述的一种数字中频鉴频器，其中该数字低通滤波器是一多级滤波器。
5.如权利要求1所述的一种数字中频鉴频器，其中该数字声频鉴别器利用一累加器进行频率计算。
6.如权利要求1所述的一种数字中频鉴频器，其中该数字中频鉴频器应用于一般FSK调制的射频接收器。
7.一种数字中频鉴频器的处理信号方法，包括：
(A)天线接收到外界所传送的RF信号；
(B)混波器及带通滤波器将所接收的RF信号降频成为中频信号；
(C)将此一中频信号进行放大；
(D)数字混波器将中频信号与本地振荡信号进行混波处理，并做输出混频信号；
(E)低通滤波器滤除该数字混波器所输出信号的非必要高频率信号，获得一声频信号；以及
(F)数字声频鉴频器对所述声频信号进行鉴别，区分出1与0的数据。
8.如权利要求7所述的方法，其中该数字混波器是一数字乘法器，该数字乘法器由异或非门或异或门组成。
9.如权利要求7所述的方法，其中该数字低通滤波器是多级滤波器。
10.如权利要求7所述的方法，其中该数字声频鉴别器利用一累加器计算频率。
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