CN1781256A - 调频信号的接收机和发射机 - Google Patents

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Abstract

本发明的接收机由非基带部件(1)，频率解调器(3)和基带部件(5)组成。非基带部件(1)引起调频非基带信号中的第一群时延变化，同时对非基带信号进行处理。该调频非基带信号中的第一群时延变化导致解调基带信号中的第二群时延变化。基带部件(5)能基本上补偿该解调基带信号中的第二群时延变化。本发明的发射机由基带部件(21)，频率调制器(23)和非基带部件(25)组成。基带部件(21)能够引起未调制基带信号中的第一群时延变化。该未调制基带信号中的第一群时延变化导致调频非基带信号中的第二群时延变化。用于对调频非基带信号进行处理的非基带部件(25)具有某种群时延性质。该某种群时延性质基本上可由第二群时延变化加以补偿。

Description

调频信号的接收机和发射机
技术领域
本发明涉及一种调频信号的接收机。
本发明还涉及一种调频信号的发射机。
背景技术
从多种移动通信装置和具有FM调谐器的收音机可了解这种接收机。具有FM调谐器设置的收音机能使用这种接收机来接收和解调调频模拟声频信号。使用用于无绳电话的DECT标准或用于个人区域网络的ZigBee标准的移动通信装置，包括具有频率调制器的发射机和具有频率解调器的接收机。在这些移动通信装置中，将数字信号调制到以载频为中心的两个或四个不同的频率上。这称之为频移键控(FSK)。经过调频的信号，例如模拟FM或数字FSK调制信号，经历由发射机和/或接收机中某些部件引起的群时延变化。群时延是装置或部件的相位-频率特性的负导数。在FSK调制信号中，群时延变化可能会引起符号间干扰，从而引起位误码率性能下降。已知接收机的一个缺点是，仅能通过使用昂贵的部件来减小群时延变化。
发明内容
本发明的第一目的在于提供一种开头段落中所述类型的接收机，其中通过一种具有成本效益的方式使群时延变化最小化。
本发明的第二目的在于提供一种开头段落中所述类型的发射机，其中通过一种具有成本效益的方式使群时延变化最小化。
根据本发明，所述第一目的在一种接收机中实现，该接收机包括：非基带部件，其能处理调频的非基带信号，该非基带部件在调频非基带信号中引起第一群时延变化；频率解调器，用于解调该调频非基带信号，在该调频非基带信号中的该第一群时延变化导致解调基带信号中的第二群时延变化；以及基带部件，其基本上能补偿该解调基带信号中的第二群时延变化。尽管看似在解调之前补偿群时延最合乎逻辑，但是通常以较低的成本制造基带部件。该优点源于基带部件处理近零频率，与更高频率相比更易于使近零频率稳定。总之，基带部件需要特别适于与非基带部件一起使用。
在本发明接收机的一个实施例中，基带部件包括基带滤波器。例如基带滤波器用于减小噪声。通过为基带滤波器增加额外的群时延变化补偿功能，可用单个物理部件实现两个功能。
该基带滤波器可包括用于补偿该解调基带信号中第二群时延变化的高斯滤波器。标准的高斯滤波器将不具有大的群时延变化，不过高斯滤波器可具有众多不同群时延性质中的一种。高斯滤波器也非常适于减少噪声。
该非基带部件可包括中频滤波器。在射频信号被转换成基带信号之前，通常首先将其转换成中频(IF)信号，例如处于10.7Mhz频带内的信号。对IF信号进行滤波以选择所希望的发射机，并拒绝不希望的邻近的发射机。如果滤波器不理想，则可能会导致噪声和群时延变化。滤波器的组合与单个滤波器相比，有可能产生更好的抑制特性和更低噪声。滤波器的组合可包括，例如两个陶瓷IF滤波器与一个高斯基带滤波器。
中频滤波器可包括陶瓷滤波器。中频滤波器，特别是陶瓷滤波器，是一种公知的群时延变化源。发明人认识到，与用更昂贵的滤波器例如SAW滤波器取代廉价的陶瓷滤波器相比，在另一物理部件中补偿陶瓷IF滤波器中引起的群时延变化将更为经济。作为附加的优点，陶瓷滤波器与某些更昂贵的滤波器(如SAW滤波器)相比，还提供更好的选择性。
根据本发明，所述第二目的在一种发射机中实现，该发射机包括：基带部件，其能在未调制基带信号中产生第一群时延变化；频率调制器，用于调频未调制基带信号，该未调制基带信号中的该第一群时延变化导致在该调频非基带信号中的第二群时延变化；以及非基带部件，其能处理调频非基带信号，该非基带部件具有某种群时延性质，且该某种群时延性质可基本由该第二群时延变化补偿。正如接收机的非基带部件那样，在发射机的非基带部件中可引起群时延变化。不过，在发射机中，必须对群时延变化进行预补偿。
在本发明发射机的一个实施例中，该基带部件包括基带滤波器。高斯基带滤波器用于例如高斯频移键控(GFSK)发射机中以获得频谱效率。
该基带滤波器可包括用于引起未调制基带信号中的第一群时延变化的高斯滤波器。标准的高斯滤波器不具有大的群时延变化，但高斯滤波器可具有众多不同群时延性质中的一种。
附图说明
参照附图进一步说明和描述本发明接收机和发射机的这些和其他方面，在附图中：
图1为接收机的框图；
图2为发射机的框图；
图3为接收机一个实施例的框图；
图4为高斯滤波器一个实施例的框图。
附图中用相同附图标记表示相应的元件。
具体实施方式
参见图1，本发明的接收机包括能处理调频非基带信号7的非基带部件1，该非基带部件引起调频非基带信号7中的第一群时延变化，产生调频非基带信号9。该接收机还包括用于对调频非基带信号9进行解调的频率解调器3，调频非基带信号9中的第一群时延变化导致解调基带信号11中的第二群时延变化。接收机还包括基带部件5，该基带部件5基本上能补偿该解调基带信号11中的第二群时延变化，产生解调基带信号13。该接收机能接收，例如，光学调频信号或者无线电调频信号。频率解调器3可以为GFSK解调器的一部分。频率解调器3可包括一个或多个物理部件。可将非基带部件1、解调器3和基带部件5集成到一个或多个集成电路中。
参见图2，本发明的发射机包括能引起未调制基带信号27中的第一群时延变化的基带部件21，产生未调制基带信号29。该发射机还包括用于对未调制基带信号29进行调频的频率调制器23，未调制基带信号29中的第一群时延变化导致调频非基带信号31中的第二群时延变化。该发射机还包括能处理调频非基带信号31的非基带部件25，非基带部件25具有某种群时延性质，并且该某种群时延性质可基本上由第二群时延变化补偿。所产生的非基带信号33将不具有由非基带部件25引起的大的群时延。该发射机还能发射，例如，光学调频信号或者无线电调频信号。频率调制器23可以为GFSK调制器的一部分。频率调制器23可包括一个或多个物理部件。可将基带部件21、解调器23和非基带部件25集成到一个或多个集成电路中。
图3中表示出接收机的一个实施例。在本实施例中，接收机为GFSK接收机。该接收机包括非基带部件1，频率解调器3和基带部件5。非基带部件1包括天线41，RF滤波器43，低噪声放大器45，振荡器47，混频器49，第一中频(IF)滤波器51，IF放大器53，第二IF滤波器55和限幅放大器57。可选地，非基带部件可包括多个天线和天线-分集开关。低噪声放大器45设定接收机的灵敏度，同时对振荡器进行隔离以免泄漏到天线中。RF滤波器43可以是SAW滤波器。IF滤波器51和55可包括陶瓷滤波器。基带部件5包括缓冲放大器59，基带滤波器61和A/D转换器63。基带滤波器61可包括高斯滤波器，用于补偿解调基带信号中的第二群时延变化。A/D转换器63将经过滤波的基带信号转换成数字信号，提供给基带处理器。可选地，可用限幅电路取代A/D转换器63。调制可以为例如2值GFSK，双二值(duo binary)GFSK或4值GFSK。
在本发明接收机和/或发射机的一个实施例中，接收机和/或发射机可包括高斯滤波器。图4中表示出高斯滤波器的一个实施例：二阶低通高斯滤波器。二阶低通高斯滤波器包括第一电阻器81，第二电阻器83，第一电容器85，第二电容器87和差动放大器89。在第一电阻器81前信号进入电路。第一电阻器81的另一侧同时与第二电阻器83和第一电容器85连接。第二电阻器83的另一侧同时与第二电容器87和差动放大器89的正输入端相连。第二电容器87的另一侧与电路接地端相连。第一电容器85的另一侧同时与差动放大器89的负输入端和输出端相连。差动放大器89的输出端也用作电路的输出端。通过改变第二电容器87的电容，可调节高斯滤波器的群时延响应。可选地，可由不同的电路或在数字信号处理器(DSP)中实现此高斯滤波器。在后一实施例中，将解调基带信号取样到DSP中，DSP用数字滤波器执行噪声降低和群时延补偿。可使用信号分析器测量此高斯滤波器的何种群时延响应补偿了非基带部件的群时延变化。
尽管结合优选实施例描述了本发明，但应该理解，处于上面概述的原理之内的种种变型对于本领域技术人员是显而易见的，从而本发明不限于这些优选实施例，而意在包括这些变型。本发明立足于每个新颖的性质特征和性质特征的每种组合。权利要求中的附图标记并不限制其保护范围。使用动词“包括”和其动词变形并不排除除权利要求中所述元件之外存在其他元件。在元件前面使用冠词“一个”并不排除存在多个这种元件。

Claims (8)

1、一种调频信号的接收机，包括：
非基带部件(1)，其能够处理调频非基带信号，该非基带部件引起该调频非基带信号中的第一群时延变化；
频率解调器(3)，用于对该调频非基带信号进行解调，该调频非基带信号中的该第一群时延变化导致该解调基带信号中的第二群时延变化；以及
基带部件(5)，其能够基本上补偿该解调基带信号中的该第二群时延变化。
2、如权利要求1所述的接收机，其中所述基带部件(5)包括基带滤波器(61)。
3、如权利要求2所述的接收机，其中所述基带滤波器(61)包括用于补偿所述解调基带信号中的所述第二群时延变化的高斯滤波器。
4、如权利要求2所述的接收机，其中所述非基带部件(1)包括中频滤波器(51，55)。
5、如权利要求4所述的接收机，其中所述中频滤波器包括陶瓷滤波器。
6、一种调频信号的发射机，包括：
基带部件(21)，其能够引起未调制基带信号中的第一群时延变化；
频率调制器(23)，用于对该未调制基带信号进行调频，该未调制基带信号中的该第一群时延变化导致该调频非基带信号中的第二群时延变化；以及
非基带部件(25)，其能够对该调频非基带信号进行处理，该非基带部件具有某种群时延性质，并且该某种群时延性质基本上由所述第二群时延变化来补偿。
7、如权利要求6所述的发射机，其中所述基带部件(21)包括基带滤波器。
8、如权利要求7所述的发射机，其中所述基带滤波器包括用于引起所述未调制基带信号中的所述第一群时延变化的高斯滤波器。
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