CN1773871A - 用于数字多媒体广播的零中频调谐器 - Google Patents

用于数字多媒体广播的零中频调谐器 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种接收机，更特别地，本发明涉及一种用于数字多媒体广播(DMB)的零中频接收设备。根据本发明用于DMB的零中频接收机包括第一接收机，包括第一混频器、第一低通滤波器(LPF)和第一低噪声放大器(LNA)，并形成I信道；第二接收机包括第二混频器、第二LPF和第二LNA，并形成Q信道；锁相环(PLL)；本地振荡器(LO)和相位本地振荡器(PLO)。第一接收机的第一混频器中每一个的输入端和第二接收机的第二混频器的输入端连接到放大卫星频率信号的LNA的输出端。此外，第一接收机的第一混频器的输入端和第二接收机的第二混频器的输入端连接到PLL、LO和PLO的输出端。

Description

用于数字多媒体广播的零中频调谐器
发明背景
发明领域
[001]本发明涉及一种接收机，更特别地，本发明涉及一种用于数字多媒体广播(DBM)的零中频接收设备。
相关技术背景
[002]在使用中频的间接频率转换接收设备中，频率转换必须反复地执行。因此，由于反复的频率转换而增加了非线性特征，从而导致产生互调失真或寄生部分。
[003]带通滤波器(BPF)消除这样的互调失真或寄生部分。然而使用BPF导致生产成本增加。
[004]因此，引入了不用中频而通过直接转换(零中频)将射频(RF)转换为基带信号的技术。
[005]图1是现有直接转换下变频器的框图。
[006]如图1所示，传统调谐器100包括低噪声放大器(LNA)101，其首先放大从卫星天线接收的微弱信号、可变放大器111，其首先放大接收的自动增益控制(AGC)信号，然后可变地放大该首次放大的信号、本地振荡器(LO)133，其经由内部压控振荡器(VCO)135从外部LC振荡回路134接收产生的信号，并产生同相信号、混频器112，其将已在LO133内被振荡的信号与已在可变放大器111内被放大的信号混频、低通滤波器(LPF)113，其只允许已在混频器112内被混频的信号的通频带通过；放大器114，其放大来自LPF113的信号、外部LPF131，其只允许已在放大器114内放大的信号的通频带通过；放大器115，其放大来自外部LPF131的信号、外部LPF116，其只允许已在放大器115内放大的信号的通频带通过，并输出一个信道的信号；可变放大器121，其首先放大接收的AGC信号，然后可变地放大所述第一放大信号；LO133，其经由内部VCO135从外部LC振荡回路134接收生成的信号，并产生正交相位移信号；混频器122，其将已LO133内被振荡的信号与已经在可变放大器121内被放大的信号混频；LPF123，其只允许已在混频器122内被混频的信号的通频带通过；放大器124，其放大来自LPF123的信号；外部LPF132，其只允许已在放大器124内被放大的信号的通频带通过；放大器125，其放大来自外部LPF132的信号；外部LPF126，其只允许已在放大器125内被放大的信号的通频带通过，并输出Q信道的信号。
[007]然而，上述构造的调谐器具有LC振荡回路电路和置于外面的LPF，并包括近似零中频、而非实质零中频的电路。因此，由于长的信号传输时间而可能产生外部噪声。
[008]此外，传统技术不能使用零中频适当地构造宽范围的频带。
                         发明概述
[009]因此，鉴于在现有技术中出现的上述问题而产生本发明，本发明的一个目的是提供用于DMB的零中频接收设备，其由单个芯片构成，使接收设备的设计更容易。
[010]本发明的另一目的是提供用于DMB的零中频接收设备，其在低功率消耗的接收设备中是有效的。
[011]为了实现上述目的，根据本发明用于DMB的零中频接收机包括第一接收机，包括第一混频器、第一LPF、和第一LAN，并形成I信道；第二接收机包括第二混频器、第二LPF和第二LAN，并形成Q信道；振荡部分包括锁相环(PLL)、本地振荡器(LO)和相位本地振荡器(PLO)。第一接收机的第一混频器中每一个的输入端和第二接收机的第二混频器的输入端连接到放大卫星频率信号的LNA的输出端。此外，第一接收机的第一混频器的输入端和第二接收机的第二混频器的输入端连接到振荡部分的输出端。
[012]在这个例子中，混频器是下变频混频器。
                         附图简述
[013]从随后结合附图的详述中可以更完全地了解本发明更多的目的和优点，附图如下：
[014]图1是现有直接转换下变频器的框图；
[015]图2是根据本发明用于数字多媒体广播(DMB)的零中频(IF)接收机的框图；
[016]图3是根据本发明的用于图示图2中增益控制的概念视图。
                      优选实施例详述
[017]现在将参考附图结合优选实施例来详细描述本发明。
[018]现在将参考附图详细地描述根据本发明用于DMB的零中频接收设备。
[019]图2是根据本发明用于DMB的中频接收机的框图。
[020]如图2所示，根据本发明的零中频调谐器200包括第一接收机201、第二接收机202、LNA204和振荡部分，振荡部分包括相位本地振荡器(PLO)205、LO206和锁相环(PLL)207。
[021]第一接收机201包括混频器211、LPF212和LNA213。第二接收机202包括混频器221、LPF222和LNA223。
[022]LNA204在禁止噪声被放大的同时放大从卫星天线203接收的微弱信号，并将放大的信号发送到第一信号单元201的混频器211和第二信号单元202的混频器221。
[023]PLL207允许LO206的输出频率固定到恒定的频率而不被抖动。PLL207通过精确地控制在LO206中使用的VCO的电压使LO207的输出频率移动并固定到预定频率。
[024]此外，PPL207包括频率合成器和VCO。VCO能够处理DMB-S频段。
[025]该合成器由20-比特的求和-增量(∑-Δ)分数-N结构组成，并具有依赖于高速切换、超高分解的频率和带宽的良好的噪声特性。
[026]LO206振荡用于将卫星信号转换为基带的频率、并产生将要供应到混频器211、221的频率。
[027]LO206的结构不具有外部LC振荡回路电路。因此，不需要应用一个外部的另外大约30V的高电压。
[028]PLO205产生同相和正交相位移频率。
[029]第一接收机201的混频器211用作下变频器。该混频器211将使用已通过卫星天线203和LNA204放大的信号的卫星信号频率与已通过PLL207、LO206和PLO205的频率混频，并改变基带频率信号。
[030]第一接收机201的LPF212用于从混频器211输出的频率信号中选择性地拾取期望的频率信号。
[031]第一接收机201的LNA213包括可编程增益放大器(PGA)和可变增益放大器(VGA)。
[032]从LNA213输出的频率信号是一种在其中卫星频率信号被转换为基带并形成I信道的频率信号。
[033]第二接收机202的混频器221是用作下变频器的混频器。混频器221将使用已经通过卫星天线203和LNA204放大的信号的卫星信号频率与已通过PLL207、LO206和PLO205的频率混频，并将该频率改变为基带频率信号。
[034]第二接收机202的LPF222用于从混频器221的输出信号中选择性地拾取期望的频率信号。
[035]第二接收机202的LNA223包括PGA和VGA。
[036]从LNA223输出的频率信号是一种在其中卫星频率信号被转换为基带并形成Q信道的频率信号。
[037]为了使用第一接收机201的LPF212和LNA213和第二接收机202的LPF222和LNA223来选择性地拾取期望的频率信号，使用根据本发明的在图3中示出的增益控制方法。
[038]图3是用于图示根据本发明的图2中增益控制的概念视图。
[039]图3示出依赖于AGC电压的输出dB。虚线301a表示RF增益曲线，实线302a表示基带增益曲线，箭头表示步长增益跳跃。
[040]箭头点电压指的是在其中增益状态在增益断路点上被改变的电压。
[041]RF增益高断路点指的是在其上RG增益在0.8V上跳跃到更高增益的点。RF增益低断路点指的是在其上RF增益在0.5V上跳跃到更低增益的点。该点表示RF增益低断路点。
[042]在RF范围内执行RF增益该/低断路。RF增益高断路点的高断路由RFTRH信号来确定，RF增益低断路点的低断路由RFTRL信号来确定。可以将RF增益的高/低断路改变到RETRH/RETRL的信号。
[043]基带增益高断路点指的是在其上基带增益在1.3V上跳跃到更高增益的点。基带增益低断路点指的是在其上基带增益在1.1V上跳跃到更低增益的点。该点表示1.1V-基带增益低断路点。
[044]在基带范围内执行基带增益该/低断路。基带增益高断路点的高断路由BBTRH信号来确定，基带增益低断路点的低断路由BBTRL信号来确定。
[045]图3示出区域从RF区改变到基带区，状态在每一个区内被改变。
[046]1.RF增益状态转换方法
[047]AGC电压最初设置为0V。如果需要55dB的增益，则AGC的电压增加。
[048]在由于AGC电压的增加而造成AGC电压超过0.8V的情况下，RF步长增益从状态9改变到状态8。
[049]在总增益小于55dB的情况下，虽然由于AGC电压的增加引起总增益增加，但是VAGC电压继续增加。
[050]VAGC电压上升到0.8V，RF步长增益增加一个状态。
[051]在VAGC电压上升到0.8V之后，如果总增益高于55dB，则VAGC电压被降低，直到总增益变为55dB。
[052]2.RF增益状态到基带增益状态的改变方法
[053]在前述的总增益又需要上升到80dB的情况下，VAGC电压继续增加。
[054]如果想要获得自从VAGC电压在0.8V到0.9V之间移动之后的总增益，控制总增益的目标是控制在0.9V或更小电压上的RF增益控制，并控制在0.9V或更高电压上的基带增益控制，以便获得期望的输出。
[055]在期望的总增益超过RF区的状态的情况下，通过增加基带增益(GVBB)使步长继续上升直到获得期望的增益。
[056]3.基带增益状态改变方法
[057]在前述的总增益又需要上升到80dB的情况下，VAGC电压继续增加。
[058]如果AGC电压超过1.3V，则使用与上面描述的RF增益状态改变方法相同的方法将基带步长增益增加一个状态。
[059]换句话说，通过改变基带增益(GVBB)信号，步长继续增加，直到获得期望的增益。
[060]因此，如果通过该方法降低了总增益，则VAGC电压被降低。如果总增益低于0.5V，则状态改变到低的一个步长。以相同的方式，如果期望的增益在1.1V上是低的，则VAGC的状态被改变到低的一个步长。
[061]此外，由于可以任意改变基带增益(GVBB)的最小值，因此可以编程RF带宽和基带的增益分配。
[062]根据本发明用于DMB的零中频接收设备，其由单个芯片构成，由于该零中频接收设备使接收设备的设计更容易，因此它是有利的。
[063]另外，由于根据本发明用于DMB的零中频接收设备在低功耗的接收设备中是有效的，因此它是有利的。
[064]虽然本发明是参考特定图示的实施例来描述的，但本发明不受这些实施例的限制，而是仅仅由附带的权利要求来限定。本领域技术人员将会理解，在不偏离本发明的精神和范围的情况下，可以改变或更改这些实施例。

Claims (12)

1.一种用于数字多媒体广播(DMB)的零中频接收机，包括：
第一接收机，包括第一混频器、第一低通滤波器(LPF)和第一低噪声放大器(LNA)，并形成I信道；
第二接收机，包括第二混频器、第二LPF和第二LNA，并形成Q信道；
振荡部分，包括锁相环(PLL)、本地振荡器(LO)和相位本地振荡器(PLO)，
其中，第一接收机的第一混频器的输入端和第二接收机的第二混频器的输入端连接到放大卫星频率信号的LNA的输出端，和
第一接收机的第一混频器的输入端和第二接收机的第二混频器的输入端连接到振荡部分的输出端。
2.如权利要求1中所述的用于DMB的零中频接收机，其中混频器是下变频混频器。
3.如权利要求1中所述的用于DMB的零中频接收机，其中PLL包括频率合成器和压控振荡器(VCO)，
VCO的频段是DMB-S频段，和
频率合成器由20-比特的∑-Δ分数-N结构组成。
4.如权利要求1中所述的用于DMB的零中频接收机，其中第一和第二接收机中每一个的LNA包括可编程增益放大器(PGA)和可变增益放大器(VGA)。
5.如权利要求1中所述的用于DMB的零中频接收机，其中第一和第二接收机的增益控制被切换到低于参考电压的射频(RF)频带的增益步长，并被切换到高于参考电压的基带的增益步长。
6.如权利要求5中所述的用于DMB的零中频接收机，其中基带的增益步长是3dB。
7.如权利要求5中所述的用于DMB的零中频接收机，其中RF频带和基带中每一个的增益步长包括两个增益断路点。
8.如权利要求7中所述的用于DMB的零中频接收机，其中RF频带增益断路点包括RF增益高断路点和RF增益低断路点，和
基带增益断路点包括基带增益高断路点和基带增益低断路点。
9.如权利要求8中所述的用于DMB的零中频接收机，其中RF增益高断路点是0.8V，而基带高断路点是1.3V。
10.如权利要求8中所述的用于DMB的零中频接收机，RF增益低断路点是0.85V，而基带低断路点是1.1V。
11.如权利要求8中所述的用于DMB的零中频接收机，其中根据RFTRH信号控制RF增益高断路点，并根据RFTRL信号控制RF增益低断路点，和
根据BBTRH信号控制基带增益高断路点，并根据BBTRL信号控制基带增益低断路点。
12.如权利要求8中所述的用于DMB的零中频接收机，
其中在基带高断路点和基带低断路点中，基带增益(GVBB)的最小值是可编程的。
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