CN1913598A - 地面数字多媒体广播和数字音频广播的低中频接收器 - Google Patents

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Abstract

提供一种地面－数字多媒体广播(T－DMB)和数字音频广播(DAB)低中频(IF)接收器。T－DMB和DAB低IF接收器包括低噪声放大器(LNA)、图像载波抑制下变频混合器、低通滤波器、放大器、本地振荡器和锁相环。特别地，LNA、图像载波抑制下变频混合器、低通滤波器、放大器、本地振荡器锁相环被集成在单块半导体集成电路基板内。利用T－DMB和DAB低IF接收器允许去除常规的SAW滤波器，并且T－DMB和DAB低IF接收器能够很容易地集成在单块半导体集成电路基板中并能以低成本予以制造。

Description

地面数字多媒体广播和数字音频广播的低中频接收器
本正式申请依据35U.S.C.§119(a)要求享有在2005年8月13日在韩国递交的专利申请No.10-2005-0074552的优先权，其全部内容在此包含引作参考。
技术领域
本发明涉及一种地面-数字多媒体广播(T-DMB)和数字音频广播(DAB)接收器。
背景技术
常规的接收器使用超外差模式，其将接收的信号转变成中频(IF)波段的信号，再将该信号转变成基带信号。
通常，IF用于改善使用滤波器的接收器的性能，所述滤波器有效地滤除特定的频带。表面声波(SAW)滤波器通常用作上述滤波器。
常规DAB接收器使用从1,450MHz到1,492MHz范围内无线电频率(RF)波谱的L波段。另一方面，常规T-DMB接收器使用从174MHz到245MHz范围内RF谱的带(band)III波段。此外，常规DAB和T-DMB接收器使用38.912MHz的IF并具有1.536MHz的信道带宽。
图1示出了常规接收器的简化框图。
天线101接收的RF信号被提供给低噪声放大器(LNA)102。LNA102的输出信号被传送至混合器103，混合器随后将传送的信号变(move)至IF波段。
混合器103的输出信号通过带通滤波器104并被传送至放大器105。解调器107接收放大器105的输出信号。本地振荡器108生成一频率以将所接收的RF信号变至IF波段，并将产生的频率提供给混合器103。
带通滤波器104为通常用于典型超外差模式的SAW滤波器。
LNA102、混合器103、放大器105和本地振荡器108被集成在单一的接收器芯片106内，并且带通滤波器104(即，SAW滤波器)被设置在接收器芯片106外面。
SAW滤波器是适用于利用来自压电基板的机械振动的无线电通讯的滤波器。在压电基板上，两个裂缝构图的金属板面向相反方向地设置在所述压电基板的两个侧面上。当从一个方向输入电信号时，在压电基板上生成表面声波。
也被称作“机械振动”的表面声波被转换成方向与输入方向相反的电信号。如果压电基板的表面声波具有不同于输入电信号的频率，则不进行信号传输。因此，SAW滤波器用作仅使与SAW滤波器的机械-物理频率一致的频率通过的带通滤波器。
相比于利用LC谐振原理的滤波器，SAW滤波器通常仅通过非常窄的带宽，并因为SAW滤波器几乎能够完全地滤除非必要的信号频率，故能够有效地选择具有窄带宽的所需信号频率。
可是，SAW滤波器是一种机械滤波器，因此通常在减少体积的方面具有限制。如图1所示，在单一集成芯片中实现使用带通滤波器104(即，SAW滤波器)的接收器的情况中，SAW滤波器通常不能被集成在其中，因而被放置在接收器芯片106的外面。
因为SAW滤波器价格昂贵，所以接收器的总的生产成本通常会增加。
因此，当在移动无线电通讯终端实现上述使用SAW滤波器的接收器时，SAW滤波器就变成了增加接收器价格的主要因素。而且，很难将接收器集成在单一芯片内。
通过单一天线接收单一RF信号的接收器能够接收单一的相应频带。因此，当需要接收至少两个频带时，许多接收器芯片必须分别接收频带。因此，增加了无线电通讯装置的总体积，而且还增加了生产成本。
发明内容
因此，本发明的一个实施例意在提供一种易于集成在单一芯片内并能以低成本予以制造的T-DMB和DAB低IF接收器。
本发明的另一个实施例意在提供一种易于集成在单一芯片中并能以低成本制成的接收两个频带信号的双波段T-DMB和DAB低IF接收器。
一种根据本发明一个实施例的地面-数字多媒体广播(T-DMB)和数字音频广播(DAB)低中频(IF)接收器，包括抑制所接收的无线电频率(RF)信号的噪声信号并放大所接收的RF信号的低噪声放大器(LNA)，其中接收的RF信号包括T-DMB信号或DAB信号，将LNA输出的RF信号频带转变成低IF波段和抑制(rejection)图像频段的图像载波抑制下变频混合器，滤除从图像载波抑制下变频混合器输出信号的低频带的低通滤波器，放大从低通滤波器输出的信号的放大器，产生用于下变频的频率并将该频率提供给图像载波抑制下变频混合器的本地振荡器，以及将本地振荡器的上述频率改变(move)成确定频率并锁定确定频率的锁相环，其中LNA、图像载波抑制下变频混合器、低通滤波器、放大器、本地振荡器和锁相环被集成在单块半导体集成电路基板上。
按照本发明的该实施例，LNA的RF信号包括在大约174MHz和245MHz范围内的带III或在大约1,450MHz和1,492MHz范围内的L-波段中一个频带的信号。
按照本发明的该实施例，放大器输出具有从大约0.768MHz到0.960MHz范围内的中心频率的信号。
按照本发明的该实施例，LNA和放大器包括可编程增益放大器和可变增益放大器之一。
一种根据本发明另一个实施例的双波段地面-数字多媒体广播(T-DMB)和数字音频广播(DAB)低中频(IF)接收器，包括抑制所接收的第一无线电频率(RF)信号的噪声信号并放大所接收的第一RF信号的第一低噪声放大器(LNA)，其中接收的第一RF信号包括T-DMB信号，抑制所接收的第二无线电频率(RF)信号的噪声信号并放大所接收的第二RF信号的第二低噪声放大器(LNA)，其中接收的第二RF信号包括DAB信号，将第一和第二LNA分别输出的第一和第二RF信号频带转换成低IF波段和并抑制图像频段的图像载波抑制下变频混合器，滤除从图像载波抑制下变频混合器输出信号的低频带的低通滤波器，放大从低通滤波器输出的信号的放大器，产生用于下变频的频率并将该频率提供给图像载波抑制下变频混合器的本地振荡器，以及将本地振荡器的上述频率改变成确定频率并锁定确定频率的锁相环，其中第一和第二LNA、图像载波抑制下变频混合器、低通滤波器、放大器、本地振荡器和锁相环被集成在单片半导体集成电路基板上。
按照本发明的另一个实施例，第一LNA的第一RF信号可包括频带在大约174MHz和大约245MHz范围内的带III信号；以及第二LNA的第二RF信号可包括频率在大约1,450MHz和1,492MHz范围内的L-波段信号。
按照本发明的另一个实施例，放大器输出具有在大约0.768MHz到0.960MHz范围内的中心频率的信号。
按照本发明的另一实施例，第一与第二LNA和放大器包括可编程增益放大器和可变增益放大器之一。
附图说明
参照以下附图详细描述本发明，其中相同的附图标记指代相同的元件。
图1示出了使用常规SAW滤波器的接收器的简化框图；
图2示出了根据本发明一个实施例的T-DMB和DAB低IF接收器的简化框图；和
图3示出了根据本发明一个实施例的双波段T-DMB和DAB低IF接收器的简化框图。
具体实施方式
将参照附图以更详细的方式描述本发明的实施例。
图2示出了根据本发明一个实施例的T-DMB和DAB低IF接收器的简化框图。
接收器包括低噪声放大器202、图像载波抑制下变频混合器203、低通滤波器204、放大器205、本地振荡器208以及锁相环209。所述接收器特别是一种T-DMB和DAB低IF接收器，其中低噪声放大器202、图像载波抑制下变频混合器203、低通滤波器204、放大器205、本地振荡器208和锁相环209被集成在单一芯片内，即，接收器芯片206内。
天线201接收RF信号并将RF信号传送至抑制噪声信号和放大RF信号的LNA202。LNA202的输出信号被传送至去除图像频率分量并执行从RF信号的频带到低IF波段的下变频的图像载波抑制下变频混合器203。
滤除低频带信号的低通滤波器204接收图像载波抑制下变频混合器203的输出信号。低通滤波器204的输出信号被传送至放大器205，且解调器207接收放大器205的输出信号。
本地振荡器208产生允许图像载波抑制下变频混合器203执行从RF信号到低IF信号的下变频的频率。所产生的频率被提供给图像载波抑制下变频混合器203。锁相环209为本地振荡器208提供一信号以便改变并锁定本地振荡器208生成的频率。
根据上述配置，能够从接收器中去除SAW滤波器，并由此能够以低成本制造接收器且使其易于集成在单一芯片中。
而且，上述接收器的配置允许LNA202、图像载波抑制下变频混合器203、低通滤波器204、放大器205、本地振荡器208和锁相环209在单一接收器芯片206内的集成。
根据本发明该实施例的T-DMB和DAB低IF接收器接收频谱在大约174MHz和大约245MHz之间的带III或频谱在1,450MHz和1,492MHz之间的L-波段范围的频率。
而且，在接收上述带III或L波段频谱范围的频率之后，T-DMB和DAB低IF接收器将大约0.768MHz和大约0.960MHz之间范围内的频率作为中心频率提供给接收器的输出终端。
本实施例中接收器输出终端处频率的带宽大约为1.536MHz。
因为在接收器输出终端处的频率带宽大约为1.536MHz的情况下，当中心频率大约为0.768MHz或更小时，接收器输出终端处的部分频率分量可能会进入负频率区域，故根据本发明该实施例的接收器输出终端处的频率下限大约为0.768MHz。
另外，根据本发明的该实施例，接收器输出终端处中心频率的上限大约为0.960MHz。设定上限的原因是因为当中心频率大约为0.960MHz或更大时，由于根据使用频率资源的国家与国家之间的不同设定规格标准，防护频带具有大约0.192MHz或0.176MHz的最低频率，故还可能包含非所需的邻近信号。
特别地，接收器的输出终端可具有大约850kHz的中心频率。
尽管未示出，图2中虚线所标记的部分210包括高通滤波器。
设置在虚线部分210内的高通滤波器(未示出)去除了图像载波抑制下变频混合器203、低通滤波器204和放大器205的低频分量。特别地，高通滤波器(未示出)的截止频率大约可以是0.192MHz或更小。
防护频带被设定在区分单独信号的应用波段的频带范围。尽管防护频带的频率范围在利用频率资源的国家和国家之间变化，但防护频带的最低频率值通常为大约0.192MHz或0.176MHz。
在本实施例中，高通滤波器的截止频率被设定为大约0.192兆赫或更小。因此，高通滤波器能够从邻近信道中滤出所需信道的信号同时去除DC信号。
高通滤波器用以去除直流分量，该分量通常产生于包含天线201接收的RF信号的放大及其混合的几个处理过程中。
因为DC偏移量校准器具有高通滤波器的功能，故高通滤波器还可用作校准DC偏移量的DC偏移量校准器。
在使用DC偏移量校准器的情况中，DC偏移量校准环具有大约0.192MHz或更小的截止频率。
LNA202和放大器205可包括可编程增益放大器或可变增益放大器。尽管未示出，自动增益控制器(AGC)调节LNA202和放大器205的放大增益。
对于确定频带的信号，信号区域所包含的信息通常是不连续的，并且包含信息的信号区域和不包含信息的无效区域共存。无效区域内的信号量(magnitude)通常小于包含信息区域的。因此，如果AGC(未示出)在无效区域内工作，则无效区域内的LNA202或放大器205的放大增益增加。增加的放大增益通常在无效区域之后的包含信息的区域内保持相同(even)。因此，通常很难保持包含接收信息的区域的信号量。
因此，AGC控制LNA202或放大器205在零符号接收过程中不执行放大操作，或在接收零符号之前保持增益控制信号，以便无效区域的放大增益不会异常增加。
解调器207接收来自接收器芯片206输出终端的信号。
图3示出了根据本发明一个实施例的双波段T-DMB和DAB低IF接收器的简化框图。
接收器包括第一LNA302、第二LNA312、图像载波抑制下变频混合器303、低通滤波器304、放大器305、本地振荡器308和锁相环309。特别地，接收器是双波段T-DMB和DAB低IF接收器，其中第一和第二LNA302和312、图像载波抑制下变频混合器303、低通滤波器304、放大器305、本地振荡器308和锁相环309被集成在单一芯片，即接收器芯片306内。
第一天线301接收第一RF信号并将第一RF信号传送至抑制噪声信号和放大第一RF信号的第一LNA302。第二天线311接收第二RF信号并将第二RF信号传送至抑制噪声信号和放大第二RF信号的第二LNA312。
第一LNA302的输出信号和第二LNA312的输出信号被传送至图像载波抑制下变频混合器303，其去除图像频率分量并执行适于第一和第二RF信号中每个信号到低IF波段的频带的下变频。
滤除低频带信号的低通滤波器304接收图像载波抑制下变频混合器303的输出信号。低通滤波器304的输出信号被传送至放大器305，且解调器307接收放大器305的输出信号。
本地振荡器308产生允许图像载波抑制下变频混合器303执行第一和第二RF信号到低IF信号的下变频的频率。所产生的频率被提供给图像载波抑制下变频混合器303。锁相环309为本地振荡器308提供一信号以便改变(move)和锁定本地振荡器308生成的频率。
根据上述配置，接收器能够接收两个波段的频率，并同时可从接收器去除SAW滤波器。因此，能够以低成本制造接收器并将其很容易地集成在单一芯片内。
而且，上述接收器的配置允许第一和第二LNA302和312、图像载波抑制下变频混合器303、低通滤波器304、放大器305、本地振荡器308和锁相环309在单一接收器芯片306内的集成。
根据本发明的该实施例，双波段T-DMB和DAB低IF接收器的第一天线301特定地接收频谱在大约174MHz和245MHz之间的带III范围的频率，而接收器的第二天线311接收频谱在1,450MHz和1,492MHz之间的L-波段范围的频率。
而且，在第一和第二天线301和311接收上述频谱的带III或L波段范围的频率之后，双波段T-DMB和DAB低IF接收器将大约0.768MHz和大约0.960MHz之间范围内的频率作为中心频率提供给接收器的输出终端。
本实施例中接收器的输出终端处频率的带宽大约为1.536MHz。因为在接收器输出终端处的频率带宽大约为1.536MHz的情况下，当中心频率大约为0.768MHz或更小时，接收器输出终端处的部分频率分量可能进入负频率区域，故根据本实施例的接收器输出终端处的频率下限大约为0.768MHz。
另外，根据本实施例，接收器输出终端处中心频率的上限大约为0.960MHz。设定上限的原因是因为当中心频率大约为0.960MHz或更大时，由于根据使用频率资源的国家与国家之间的不同设定规格标准，防护频带具有大约0.192MHz或0.176MHz的最低频率，故还可能包含非所需的邻近信号。
锁相环309为本地振荡器308传送信号，以允许接收范围内的带III或L波段的信号频率在大约0.768MHz和大约0.960MHz之间范围内的中心频率的下变频，以及随后下变频的信号到接收器输出终端的传送。
因此，双波段T-DMB和DAB低IF接收器接收两个频带(即，带III和L波段)的信号。
在接收频谱带III信号的情况中，信号顺序经过第一天线301、第一LNA302、图像载波抑制下变频混合器303、低通滤波器304和放大器305。在接收频谱L波段信号的情况中，信号经过第二天线311、第二LNA312、图像载波抑制下变频混合器303、低通滤波器304和放大器305。
特别地，双波段T-DMB和DAB低IF接收器的输出终端具有大约850kHz的中心频率。
尽管未示出，虚线310所标记的部分包括高通滤波器。特别地，高通滤波器具有大约0.192MHz或更小的截止频率。
防护频带被设定在区分单独信号的应用波段的频带之间。尽管防护频带的频率范围在利用频率资源的国家和国家之间变化，但防护频带的最低频率值通常为大约0.192MHz或0.176MHz。
在本实施例中，高通滤波器的截止频率被设定为大约0.192兆赫或更小。因此，高通滤波器能够从邻近信道中滤出所需信道的信号同时去除DC信号。
设置在虚线部分310内的高通滤波器(未示出)去除图像载波抑制混合器303、低通滤波器304和放大器305的低频分量。高通滤波器去除DC分量，该分量通常产生于包括分别由第一和第二天线301和311所接收的第一和第二RF信号的放大以及第一和第二RF信号的几个处理过程中。
高通滤波器还可用作DC偏移量校准器。
在使用DC偏移量校准器的情况中，DC偏移量校准回路具有大约0.192MHz或更小的截止频率。
第一和第二LNA302和312以及放大器305包括可编程增益放大器或可变增益放大器。尽管未示出，自动增益控制器(AGC)调节第一和第二LNA302和312以及放大器205的增益。
对于确定频带的信号，包含信息的信号区域通常是不连续的，并且包含信息的区域和不包含信息的无效区域共存。无效区域内的信号量通常小于包含信息区域的。因此，如果AGC(未示出)在无效区域内工作，则无效区域内的第一和第二LNA302和312或放大器305的放大增益增加。增加的放大增益在无效区域之后的包含信息的区域内保持相同(even)。因此，通常很难保持包含接收信息的区域的信号量。
因此，AGC控制第一和第二LNA302和312或放大器305在零符号接收过程中不执行放大操作，或在接收零符号之前保持增益控制信号，以便无效区域的放大增益不会异常增加。
解调器307接收来自接收器芯片306输出终端的信号。
根据本发明的各个实施例，T-DMB和DAB低IF接收器能够降低生产成本并通过去除常规的SAW滤波器允许更容易的单片加工的实现。
根据本发明的各个实施例，双波段T-DMB和DAB低IF接收器能够接收两个频带的信号并去除了常规的SAW滤波器。因此，降低了生产成本，并使接收器能够很容易地集成在单一芯片中。
因此，对于描述的本发明，很明显相同的方式能够按照一些方式进行变化。上述变化不认为脱离本发明的精神和范围，并且对于本领域技术人员很明显的所有上述修改都倾向于包含在以下权利要求的范围内。

Claims (8)

1.一种地面-数字多媒体广播(T-DMB)和数字音频广播(DAB)低中频(IF)接收器，包括：
抑制接收的无线电频率(RF)信号的噪声信号并放大接收的RF信号的低噪声放大器(LNA)，其中接收的RF信号包括T-DMB信号或DAB信号；
将LNA输出的RF信号的频带转变成低IF波段的图像载波抑制下变频混合器；
滤除图像载波抑制下变频混合器输出的低频带信号的低通滤波器；
放大低通滤波器输出的信号的放大器；
生成适于下变频的频率并将该频率提供给图像载波抑制下变频混合器的本地振荡器；和
将本地振荡器的频率改变成确定频率并锁定该确定频率的锁相环，
其中LNA、图像载波抑制下变频混合器、低通滤波器、放大器、本地振荡器和锁相环被集成在单块半导体集成电路基板内。
2.如权利要求1所述的T-DMB和DAB低IF接收器，其中LNA的RF信号包括在大约174MHz和大约245MHz之间的带III或在1,450MHz和1,492MHz之间的L-波段的一个频带的信号。
3.如权利要求1所述的T-DMB和DAB低IF接收器，其中放大器输出具有大约0.768MHz到大约0.960MHz范围内的中心频率的信号。
4.如权利要求1所述的T-DMB和DAB低IF接收器，其中LNA和放大器包括可编程增益放大器和可变增益放大器之一。
5.一种双波段地面-数字多媒体广播(T-DMB)和数字音频广播(DAB)低中频(IF)接收器，包括：
抑制接收的第一无线电频率(RF)信号的噪声信号并放大接收的第一RF信号的第一低噪声放大器(LNA)，其中接收的第一RF信号包括T-DMB信号；
抑制接收的第二无线电频率(RF)信号的噪声信号并放大接收的第二RF信号的第二低噪声放大器(LNA)，其中接收的第二RF信号包括DAB信号；
将分别从第一和第二LNA输出的第一和第二RF信号的频带转换成低IF波段的图像载波抑制下变频混合器；
滤除图像载波抑制下变频混合器输出的低频带信号的低通滤波器；
放大低通滤波器输出的信号的放大器；
生成适于下变频的频率并将该频率提供给图像载波抑制下变频混合器的本地振荡器；和
将本地振荡器的频率改变成确定频率并锁定该确定频率的锁相环，
其中第一和第二LNA、图像载波抑制下变频混合器、低通滤波器、放大器、本地振荡器和锁相环被集成在单块半导体集成电路基板中。
6.如权利要求5所述的双波段T-DMB和DAB低IF接收器，其中第一LNA的第一RF信号包括频带在大约174MHz和大约245MHz范围内的带III信号；而第二LNA的第二RF信号包括频带在1,450MHz和1,492MHz范围内的L-波段信号。
7.如权利要求5所述的T-DMB和DAB低IF接收器，其中放大器输出具有从大约0.768MHz到大约0.960MHz范围内的中心频率的信号。
8.如权利要求5的T-DMB和DAB低IF接收器，其中第一和第二LNA以及放大器包括可编程增益放大器和可变增益放大器之一。
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