DE102017002909A1

DE102017002909A1 - Vollständig anpassungsfähige Multi-Tuner-Eingangsteil-Architektur für einen Empfänger

Info

Publication number: DE102017002909A1
Application number: DE102017002909.1A
Authority: DE
Inventors: Russell Croman; Nebojsa Stanic; Michael Johnson; Dan B. Kasha; Michael R. May
Original assignee: Silicon Laboratories Inc
Current assignee: Skyworks Solutions Inc
Priority date: 2016-03-31
Filing date: 2017-03-15
Publication date: 2017-10-05
Also published as: US20170288764A1; CN111510172B; CN107276605A; US9787388B1; CN111510172A; CN107276605B; US20180026701A1; US10128930B2

Abstract

In einem Beispiel umfasst ein Verfahren Folgendes: in einem ersten Modus einen ersten Tuner des Unterhaltungssystems zu veranlassen ein erstes RF-Signal von einer ersten Antenne, die für ein erstes Band eingerichtet ist, zu empfangen und zu verarbeiten, um ein erstes Audiosignal einer ersten Funkstation auszugeben, und einen zweiten Tuner des Unterhaltungssystems zu veranlassen ein zweites RF-Signal von einer zweite Antenne, die für das erste Band eingerichtet ist, zu empfangen, um Signalqualitätsmetriken für eine oder mehrere Funkstationen des ersten Bands zu ermitteln; in einem zweiten Modus den ersten Tuner zu veranlassen eine erste Signalrepräsentation des ersten RF-Signals auszugeben und den zweiten Tuner zu veranlassen das zweite RF-Signal zu empfangen und zu verarbeiten, um eine zweite Signalrepräsentation des zweiten RF-Signals auszugeben; und eine Phasediversity-Kombinierungsschaltung zu veranlassen die erste und zweite Signalrepräsentation zu verarbeiten, um ein Audiosignal der ersten Funkstation auszugeben, ohne eine Unterbrechung der Ausgabe des Unterhaltungssystems einer Ausstrahlung der ersten Funkstation.

Description

Hintergrund
In bestimmten Umgebungen zum Funkempfang, wie etwa einer Automotive-Umgebung, können mehrere Antennen und Tuner vorhanden sein, um eine Vielfalt an Anwendungsfällen zu ermöglichen, wie etwa unter anderem Phasediversity, Dualband-Empfang, Audio- und Datenempfang. Bestehende vollintegrierte Techniken können nur mit einer verminderten Leistung auf einem oder beiden der Signalpfade eine Antenne zwischen mehreren Signalpfaden bei Funkfrequenzen (RF, radio frequency) und/oder Zwischenfrequenzen (IF, intermediate frequency) teilen. Falls beispielsweise ein Loop-Through-Puffer verwendet wird, um das RF-Signal einem sekundären Pfad zuzuführen, ist die Leistungsfähigkeit des sekundären Pfads aufgrund der RF-Eigenschaften des Loop-Through-Puffers im Allgemeinen relativ zum primären Pfad beeinträchtigt. Diese unsymmetrische Leistungsfähigkeit ist aus mehreren Gründen unerwünscht.
Ein weiteres Beispiel ist durch Folgendes gegeben: falls eine Antenne mit zwei RF-Eingängen verbunden ist und diese Eingänge dafür ausgelegt sind, jeweils das Doppelte der verlangten Abschlussimpedanz für die Antenne aufzuweisen, wird eine effektive RF-Splittung realisiert, jedoch werden die beiden Pfade aufgrund der geteilten Leistung zwischen den Eingängen beeinträchtigt sein. Eine Lösung für dieses Problem ist das Einbeziehen einer externen (zu einem oder mehreren integrierten Tunern) aktiven Splitterschaltung zum Puffern des Antennensignals. Diese Schaltung erhöht jedoch die Komponentenzahl und steigert die Kosten und die Komplexität, wobei dies Routingprobleme und den Energieverbrauch betrifft.
Zusammenfassung der Erfindung
In einer Eigenschaft umfasst eine Vorrichtung Folgendes: einen ersten rauscharmen Verstärker (LNA), um ein erstes Funkfrequenz (RF) Signal aus einem ersten Band, das von einer ersten Antenne empfangen wird, zu empfangen und zu verstärken, und einen ersten Tuner, der eine erste Gruppe von Mischern hat, die einen ersten Mischer einschließt, der dafür vorgesehen ist, wahlweise mit dem ersten LNA verbunden zu werden, um das erste RF-Signal, das vom ersten LNA empfangen wird, zu empfangen und auf ein erstes heruntergemischtes Signal herunterzumischen. Der erste Tuner kann dafür eingerichtet sein, das erste heruntergemischte Signal zu verarbeiten. Zusätzlich umfasst die Vorrichtung außerdem einen zweiten LNA, um ein zweites RF-Signal aus einem zweiten Band, das von einer zweiten Antenne empfangen wird, zu empfangen und zu verstärken, und einen zweiten Tuner, der eine zweite Gruppe von Mischern hat, die einen zweiten Mischer einschließt, der dafür vorgesehen ist, wahlweise mit dem zweiten LNA verbunden zu werden, um das zweite RF-Signal, das von vom zweiten LNA empfangen wird, zu empfangen und auf ein zweites heruntergemischtes Signal herunterzumischen, sowie einen ersten Mischer, der dafür vorgesehen ist, wahlweise mit dem ersten LNA verbunden zu werden, um das erste RF-Signal, das von der ersten Antenne empfangen wird, zu empfangen und auf ein drittes heruntergemischtes Signal herunterzumischen. Der zweite Tuner kann dafür eingerichtet sein, derart steuerbar zu sein, dass er ein ausgewähltes von dem zweiten heruntergemischten Signal und dem dritten heruntergemischten Signal verarbeitet, die von einem ausgewählten von dem zweiten Mischer und dem ersten Mischer des zweiten Tuners bereitgestellt werden.
In einem ersten Betriebsmodus ist der erste LNA derart verbunden, dass er das erste RF-Signal an den ersten Tuner und an den zweiten Tuner gleichzeitig bereitstellt. Die Vorrichtung kann außerdem einen dritten LNA umfassen, um ein drittes RF-Signal aus dem ersten Band, das von einer dritten Antenne empfangen wird, zu empfangen und zu verstärken, wobei der dritte LNA derart verbunden ist, dass er das dritte RF-Signal für den zweiten Tuner bereitstellt, um in einem zweiten Modus einen Phasediversity-Empfang des ersten Bands zu ermöglichen.
In einem Beispiel kann die Vorrichtung außerdem einen Audioprozessor und eine Phasediversity-Kombinierungsschaltung umfassen, um übergangslos vom ersten Modus in den zweiten Modus zu wechseln, ohne eine hörbare Beeinträchtigung eines von der Vorrichtung ausgegebenen Audiosignals.
In einem Beispiel umfasst die erste Gruppe von Mischern außerdem einen zweiten Mischer, der dafür vorgesehen ist, wahlweise mit dem zweiten LNA verbunden zu werden, um das zweite RF-Signal zu empfangen und auf ein viertes heruntergemischtes Signal herunterzumischen. Die Vorrichtung kann außerdem einen ersten Loop-Through-Puffer umfassen, der mit einem Ausgang des ersten LNA verbunden ist, um das erste RF-Signal zu empfangen und das erste RF-Signal an einen zweiten Empfänger auszugeben, der mit der Vorrichtung verbunden ist, wobei die Vorrichtung einen ersten Empfänger umfasst. Die Vorrichtung kann außerdem zweiten Loop-Through-Puffer umfassen, der mit einem Ausgang des zweiten LNA verbunden ist, um das zweite RF-Signal zu empfangen und das zweite RF-Signal an den zweiten Empfänger auszugeben. Die Vorrichtung kann außerdem eine Selektionsschaltung umfassen, die mit einem Ausgang des ersten Loop-Through-Puffers und einem Ausgang des zweiten Loop-Through-Puffers verbunden ist und die derart steuerbar ist, dass sie ein ausgewähltes von dem ersten und dem zweiten RF-Signal an den zweiten Empfänger ausgibt.
In einem Beispiel kann der erste Tuner einen Multiplexer umfassen, der mit einem Ausgang der ersten Gruppe von Mischern verbunden ist, wobei der Multiplexer derart steuerbar ist, dass er eine Ausgabe von einem aus der ersten Gruppe von Mischern für einen Signalverarbeitungspfad des ersten Tuners bereitstellt. Der erste Tuner kann außerdem einen ersten Frequenzgenerator umfassen, der dafür vorgesehen ist, auf einer ersten Frequenz zu arbeiten, und der zweite Tuner kann außerdem einen zweiten Frequenzgenerator umfassen, der dafür vorgesehen ist, auf einer zweiten Frequenz zu arbeiten, die von der ersten Frequenz wesentlich verschieden ist, wenn der erste Tuner und der zweite Tuner dafür vorgesehen sind in einem ersten Band zu arbeiten. Ein Filter kann mit einem Ausgang des ersten LNA verbunden sein, um eine Sperrantwort bereitzustellen, um eine Kopplung vom zweiten Frequenzgenerator zu verringern. In einem Beispiel sind der erste LNA, der erste Tuner, der zweite LNA und der zweite Tuner auf einem ersten Halbleiterplättchen eingerichtet.
In einer weiteren Ausführungsform umfasst ein Verfahren Folgendes: in einem ersten Modus einen ersten Tuner des Unterhaltungssystems zu veranlassen ein erstes RF-Signal von einer ersten Antenne, die für ein erstes Band eingerichtet ist, zu empfangen und zu verarbeiten, um ein erstes Audiosignal einer ersten Funkstation auszugeben, und einen zweiten Tuner des Unterhaltungssystems zu veranlassen ein zweites RF-Signal von einer zweite Antenne, die für das erste Band eingerichtet ist, zu empfangen, um Signalqualitätsmetriken für eine oder mehrere Funkstationen des ersten Bands zu ermitteln; in einem zweiten Modus den ersten Tuner zu veranlassen eine erste Signalrepräsentation des ersten RF-Signals auszugeben und den zweiten Tuner zu veranlassen das zweite RF-Signal von der zweiten Antenne zu empfangen und zu verarbeiten, um eine zweite Signalrepräsentation des zweiten RF-Signals auszugeben; und eine Phasediversity-Kombinierungsschaltung zu veranlassen die erste und zweite Signalrepräsentation zu verarbeiten, um ein Audiosignal der ersten Funkstation auszugeben, ohne eine Unterbrechung der Ausgabe des Unterhaltungssystems einer Ausstrahlung der ersten Funkstation.
In einem Beispiel umfasst das Verfahren außerdem in einem dritten Modus den ersten Tuner zu veranlassen das erste RF-Signal von der ersten Antenne zu empfangen und zu verarbeiten, um ein erstes Audiosignal des ersten Funksignals zu erzeugen, und den zweiten Tuner zu veranlassen das zweite RF-Signal von der zweiten Antenne zu empfangen und zu verarbeiten, um ein zweites Audiosignal einer zweiten Funkstation zu erzeugen, und eine Verknüpfungsschaltung zu veranlassen vom ersten Audiosignal zum zweiten Audiosignal zu wechseln, wobei die Verknüpfungsschaltung dafür eingerichtet ist, ein endgültiges Audiosignal ohne Beeinträchtigungen aufgrund des Wechsels auszugeben.
In einem weiteren Beispiel umfasst ein nichtflüchtiges computerlesbares Medium Anweisungen, die, wenn sie ausgeführt werden, das Unterhaltungssystem dazu befähigen, ein oder mehrere der in diesem Dokument beschriebenen Verfahren auszuführen.
In noch einer weiteren Ausführungsform umfasst ein System wenigstens mehrere Antennen und einen ersten integrierten Schaltkreis (IC), der einen ersten Tuner und einen zweiten Tuner umfasst. In einem Beispiel umfasst der erste IC Folgendes: ein erstes Pad, um ein erstes RF-Signal von einer ersten FM-Antenne zu empfangen und das erste RF-Signal symmetrisch an den ersten Tuner und den zweiten Tuner auszugeben, sowie an einen ersten Loop-Through-Puffer, um das erste RF-Signal an einen zweiten IC bereitzustellen; und ein zweites Pad, um ein zweites RF-Signal von einer zweiten FM-Antenne zu empfangen und das zweite RF-Signal symmetrisch an den ersten Tuner und den zweiten Tuner auszugeben, sowie an einen zweiten Loop-Through-Puffer, um das zweite RF-Signal an den zweiten IC bereitzustellen. Außerdem kann der erste Tuner eine erste Gruppe von Mischern haben, die Folgendes einschließt: einen ersten Mischer, um das erste RF-Signal zu empfangen und auf ein erstes heruntergemischtes Signal herunterzumischen, einen zweiten Mischer, um das zweite RF-Signal zu empfangen und auf ein zweites heruntergemischtes Signal herunterzumischen, und einen ersten Signalverarbeitungspfad, um ein ausgewähltes von dem ersten heruntergemischten Signal und dem zweiten heruntergemischten Signal zu verarbeiten. Außerdem kann der zweite Tuner eine zweite Gruppe von Mischern haben, die Folgendes einschließt: einen zweiten Mischer, um das zweite RF-Signal zu empfangen und auf ein viertes heruntergemischtes Signal herunterzumischen, einen ersten Mischer, um das erste RF-Signal zu empfangen und auf ein drittes heruntergemischtes Signal herunterzumischen, und einen zweiten Signalverarbeitungspfad, der dynamisch steuerbar ist, um ein ausgewähltes von dem dritten heruntergemischten Signal und dem vierten heruntergemischten Signal zu verarbeiten. In einem Beispiel kann der erste IC außerdem einen Mikrokontroller umfassen, um dynamisch Wechsel des ersten Tuners und des zweiten Tuners zwischen mehreren Betriebsmodi zu steuern, während von wenigstens einem von dem ersten Tuner und dem zweiten Tuner ein erstes Audiosignal ausgegeben wird.
In noch einer weiteren Ausführungsform umfasst ein IC einen ersten spannungsgesteuerten Oszillator (VCO), der dafür vorgesehen ist, mit einer ersten Schwingungsfrequenz zu schwingen, einen zweiten VCO, der dafür vorgesehen ist, mit einer zweiten Schwingungsfrequenz zu schwingen, einen ersten Teiler, der mit dem ersten VCO verbunden ist, um ein erstes LO-Signal zu erzeugen, und einen zweiten Teiler, der mit dem zweiten VCO verbunden ist, um ein zweites LO-Signal zu erzeugen. In einem Beispiel liegen das erste LO-Signal und das zweite LO-Signal im Wesentlichen bei einer gemeinsamen Frequenz und ein Frequenzbereich der ersten Schwingungsfrequenz und ein Frequenzbereich der zweiten Schwingungsfrequenz überlappen sich nicht.
Kurze Beschreibung der Zeichnung
Die 1A und 1B sind Blockdiagramme eines Empfängers gemäß einer Ausführungsform.
2 ist ein Blockdiagramm eines Mehrchip-Funksystems gemäß einer Ausführungsform.
3 ist ein Flussdiagramm eines Verfahrens gemäß einer Ausführungsform.
Detaillierte Beschreibung
In verschiedenen Ausführungsformen kann ein Funkempfänger, der einen oder mehrere Tuner umfasst, einen integrierten aktiven Splitter haben, um ein eingehendes RF-Signal auf symmetrische und nahtlose Weise auf mehrere Pfade zu leiten. Des Weiteren gestatten Ausführungsformen die volle Anpassungsfähigkeit in der Auswahl welche von mehreren Antennen welchen von mehreren Signalpfaden bedient. Diese Auswahl kann dynamisch in Echtzeit verändert werden, wenn sich eine Funkempfangsumgebung und/oder eine Auswahl der gehörten Station ändert. Eine Architektur, wie sie in diesem Dokument beschrieben wird, gestattet den vollständig anpassungsfähigen Empfang einer oder mehrerer Funkstationen für den primären Empfang, Phasediversity-Empfang, sekundären Empfang (beispielsweise der Empfang auf den Rücksitzen), Hintergrund/alternative Sendestation Suchlauf und/oder den Empfang von Verkehrsdaten über eine oder mehrere Antennen mit symmetrischer Leistungsfähigkeit und/oder minimalen Einbußen der Leistungsfähigkeit.
Wie in diesem Dokument weiter ausgeführt wird, sind verschiedene und dynamische Betriebsmodi möglich. Beispielsweise könnte der Empfang mit dem Empfangen einer FM-Station von einer Antenne beginnen, die mit einem ersten IF (Zwischenfrequenz) Pfad eines ersten Tuners verbunden ist. Anschließend könnte eine zweite Antenne mit einem zweiten IF-Pfad eines zweiten Tuners verbunden und auf dieselbe Station abgestimmt werden, um einen Phasediversity-Empfang zu realisieren. Das System kann anschließend auf den Empfang mit einer einzelnen Antenne zurückkehren und der zweite IF-Signalpfad könnte für einen Stationssuchlauf im Hintergrund von beiden Antenneneingangssignalen verwendet werden, und dies alles ohne den Audioinhalt zu stören, dem über den ersten IF-Pfad zugehört wird. In anderen Anwendungsfällen kann der zweite Pfad anschließend auf eine Digital Audio Broadcast (DAB) Station abgestimmt werden, wobei für den Zweck einer übergangslosen DAB/FM-Verknüpfung ein Band-III-Antennen-Eingangssignal verwendet wird. Sobald die Verknüpfung zum DAB-Audioinhalt hergestellt ist, könnte der erste IF-Pfad des ersten Tuners dafür eingerichtet werden, seine Eingabe von der zweiten Band-III-Antenne zu erhalten, um einen Phasediversity-Empfang für DAB zu realisieren. Oder der erste Tuner kann dafür eingerichtet werden, entweder für DAB- oder FM-Bänder einen Hintergrundsuchlauf auszuführen, während der zweite Tuner dafür vorgesehen ist, den Audioinhalt über den zweiten IF-Pfad auszugeben. Zusätzlich zu einem Hintergrundsuchlauf können die Tuner gegebenenfalls auch dazu verwendet werden, zusätzliche Inhalte zu erhalten, wie etwa Radio Broadcast Data System/Radio Data System (RBDS/RDS) Inhalte, Verkehrsnachrichtenkanal (TMC, traffic message channel) Inhalte und Transport Protocol Exports Group (TPEG) Inhalte. Es ist zu bemerken, dass in irgendeinem oder allen der obengenannten Modi ausgewählte RF-Eingangssignale, die auf dem Chip über ein oder mehrere RF-Eingangspads empfangen werden, über einen Loop-Through-Pfad auf eine nachgeschaltete Komponente ausgegeben werden können.
Jetzt mit Bezug auf die 1A und 1B sind Blockdiagramme eines Empfängers gemäß einer Ausführungsform dargestellt. Insbesondere kann ein Empfänger 100 eine Multituner-Einrichtung sein, die auf einem einzelnen Halbleiterplättchen eingerichtet ist. Wie in diesem Dokument beschrieben, stellt der Empfänger 100 eine integrierte aktive Splittung von eingehenden RF-Signalen von einer oder mehreren Antennen bereit, um es Dualtunern zu gestatten, dasselbe RF-Signal mit symmetrischer Leistungsfähigkeit zu verarbeiten. Dies bedeutet, dass dasselbe RF-Signal gleichzeitig mit demselben Leistungspegel an die zwei Tuner geliefert wird, derart, dass die zwei Tuner ein identisches (oder wenigstens nahezu oder im Wesentlichen identisches) Signal verarbeiten. Des Weiteren gestatten Ausführungsformen mit einer aktiven Splittung, wie sie in diesem Dokument beschrieben ist, nahtlose Übergänge zwischen verschiedenen Betriebsmodi, in denen RF-Eingangssignale von verschiedenen Antennen umschaltbar mit den verschiedenen Tunern verbunden werden können.
Wie in 1A dargestellt, umfasst der Empfänger 100 eine Zahl Eingangspads 105 ₁–105 ₅. In der Zeichnung ist dargestellt, dass jedes Eingangspad 105 ein RF-Eingangssignal empfangen kann, das von einer gegebenen Antenne erhalten wird (nicht in 1A dargestellt, da solche Antennen chipextern implementiert sein können). In der Ausführungsform der 1A können die RF-Eingangssignale in mehreren Bändern empfangen werden. Genauer sind zwei FM-RF-Eingänge (FMA und FMB), zwei Band-III RF-Eingänge (B3A und B3B) und ein einzelner AM-Band RF-Eingang (AMI) vorhanden. Wie dargestellt, werden die eingehenden RF-Eingangssignale auf zugehörige Verstärker 110a, 110b, 112a, 112b und 114 gegeben. In einer Ausführungsform kann jeder Verstärker als ein rauscharmer Verstärker (LNA) implementiert sein, dem gegebenenfalls ein RF-Puffer nachgeschaltet ist.
In einigen Fällen kann ein einfacher Puffer, der entweder in den LNAs integriert ist (wie schematisch in 1A dargestellt) oder mit einem Ausgang dieser LNAs verbunden ist, bereitgestellt werden, um das verstärkte RF-Signal zu Puffern. In Anbetracht dessen, dass die Verstärkerausgabe gegebenenfalls an mehrere Tuner angeschlossen werden kann (und ebenfalls möglicherweise über einen Loop-Through-Puffer vom Chip nach extern ausgegeben werden kann), kann dieser Puffer vorgesehen werden. Um sich besser auf diese Belastung anzupassen, kann somit ein solcher Puffer in die zugehörigen LNAs eingebunden oder an einen Ausgang von diesen angeschlossen werden.
Zusätzlich können Ausführungsformen außerdem eine Filterfunktion aufweisen, die sich innerhalb der LNAs befindet oder eng an deren Ausgang angeschlossen ist. Insbesondere kann ein solcher Filter, der ein Tiefpassfilter mit einer vorgegebenen Kerbeigenschaft sein kann, dazu verwendet werden, Störsignale von einem Frequenzgenerator eines weiteren Tuners auf demselben Halbleiterplättchen herauszufiltern. In einer Ausführungsform kann dieser Filter dafür eingerichtet sein, eine Kerbe bei einer Frequenz zu haben, die im Wesentlichen bei etwa 2,8 Gigahertz (GHz) liegt. Durch das Bereitstellen dieser Filtereigenschaft im Wesentlichen am Ausgang der LNAs können individuelle Filter an jedem der Eingänge von nachgeschalteten Mischern vermieden werden.
Wie obenstehend dargelegt, ist der Empfänger 100 ein Dualtuner-Empfänger, der einen ersten Tuner 130 ₁ und einen zweiten Tuner 130 ₂ umfasst. Die Tuner können als Zwischenfrequenz (IF, intermediate frequency) Tuner konzipiert sein, um die eingehenden Signale herunterzumischen und bei einer vorgegebenen IF-Frequenz zu verarbeiten. Die Ausführungsformen sind jedoch nicht darauf beschränkt und in anderen Fällen können die Tuner als Tuner mit niedriger Zwischenfrequenz IF oder Null-Hertz-Zwischenfrequenz IF (ZIF) konzipiert sein. Zuerst mit Bezug auf den ersten Tuner 130 ₁ ist eine Gruppe von Mischern 120 ₁₁-120 ₁₅ vorgesehen. Wie zu sehen, ist jeder Mischer so angeschlossen, dass er ein eingehendes verstärktes RF-Signale von einem der Verstärker 110a/b, 112a/b und 114 empfängt. Anschließend mischt jeder Mischer 120 das empfangene RF-Signal mit einem Mischersignal herunter, das von einem lokalen Oszillator (LO) 124 ₁ empfangen wird, der seinerseits ein eingehendes Taktsignal empfängt, das von einem RF-Generator 122 ₁ erzeugt wird. In einer Ausführungsform kann der RF-Generator 122 ₁ dafür eingerichtet sein, im Wesentlichen bei etwa 3,0 GHz zu arbeiten. In Abhängigkeit von der Frequenz eines gewünschten Kanals oder einer gewünschten Station kann der LO 124 ₁ so gesteuert werden (beispielsweise durch einen chipinternen Mikrokontroller (MCU) 150), dass er das Mischersignal mit einer vorgegebenen Frequenz ausgibt. Außerdem kann für einen Betrieb mit minimalem Energieverbrauch der MCU 150 die zugehörigen Mischer 120 der verschiedenen Tuner derart steuern, dass zu einem gegebenen Zeitpunkt nur ein einziger Mischer jedes Tuners aktiv ist. Eine solche Steuerung kann beispielsweise dadurch ausgeführt werden, dass die nicht ausgewählten Mischer abgeschaltet werden. In einigen Fällen kann der MCU 150 das LO-Eingangssignal für nicht ausgewählte (also nicht verwendete) Mischer 120 abschalten.
Die von den Mischern 120 ausgegebenen heruntergemischten Signale werden durch einen Schalter 125 ₁ (der in einer Ausführungsform als ein Multiplexer implementiert sein kann) auf einen Verstärker mit programmierbarer Verstärkung (programmable gain amplifier) 126 ₁ geleitet. Nach der Verstärkung und Filterung im PGA 126 ₁ wird das Signal in einem Analog-Digital-Umsetzer (ADC) 128 ₁ digitalisiert. Von dort kann das digitalisierte und heruntergemischte Signal an einen Signalverarbeitungspfad des Tuners 130 ₁ geleitet werden, der verschiedene zusätzliche Verarbeitungen ausführen kann, wobei dies eine Filterung, Verstärkungssteuerung, Decodierung und/oder Demodulation umfassen kann, um ein demoduliertes Signal auszugeben, wie etwa ein demoduliertes FM- oder AM-Signal. In einigen Fällen, kann, in Abhängigkeit vom Arbeitsband, die Ausgabe eines gegebenen Tuners 130 ₁ ein moduliertes Signal sein, wie etwa im Fall eines DAB oder HD-Eingangssignals.
Wie außerdem in 1A dargestellt, werden Loop-Through-Pfade bereitgestellt, um es zu gestatten, dass die Ausgabe der verstärkten RF-Signale (von den Ausgängen der Verstärker 110, 112, 114) an eine oder mehrere weitere Komponenten übertragen wird, wie etwa an weitere ICs, die Tuner oder andere Verarbeitungsschaltungen umfassen, wie etwa Empfänger für Hintergrund-Suchläufe oder Verkehrsdaten. Konkret sind die Loop-Through-Puffer (LTB) 111a und 111b an die Ausgänge der Verstärker 110a und 110b angeschlossen, um ein zugehöriges RF-FM-Signal über Loop-Through-Pads (LTA und LTB) auszugeben. Wie zu sehen, können die Schalter S1 und S2 gesteuert sein (beispielsweise gesteuert durch den MCU 150), um eine Ausgabe solcher FM-Signale zu ermöglichen. Ebenso sind die Loop-Through-Puffer 113a und 113b an die Ausgänge der Verstärker 112a und 112b angeschlossen, um ein zugehöriges RF-Band-III-Signal über die Loop-Through-Pads auszugeben, wobei dies über die Schalter S1 und S2 gesteuert wird. Wie ebenfalls dargestellt, kann ein Loop-Through-Puffer 115 ein vom LNA 114 ausgegebenes AM-RF-Signal über ein weiteres Loop-Through-Pad, AMO, ausgeben.
Jetzt mit Bezug auf den zweiten Tuner 130 ₂ auf demselben IC ist eine zweite Gruppe von Mischern 120 ₂₁–120 ₂₅ vorgesehen. Wie zu sehen, ist jeder Mischer dafür angeschlossen, ein eingehendes und verstärktes RF-Signal von einem der Verstärker 110a/b, 112a/b und 114 zu empfangen. Anschließend mischt jeder Mischer 120 das empfangene RF-Signal mit einem Mischersignal herunter, das von einem LO 124 ₂ empfangen wird, der seinerseits ein eingehendes Taktsignal empfängt, das von einem RF-Generator 122 ₂ erzeugt wird. In einer Ausführungsform kann der RF-Generator 122 ₁ dafür eingerichtet sein, im Wesentlichen bei etwa 4,4 GHz zu arbeiten oder bei einer anderen Frequenz, die von der Ausgabe des RF-Generators 122 ₁ deutlich verschieden ist.
Die von den Mischern 120 ausgegebenen heruntergemischten Signale werden über eine Selektionsschaltung 125 ₂ (die in einer Ausführungsform als ein Multiplexer implementiert sein kann) auf einen Verstärker mit programmierbarer Verstärkung 126 ₂ geleitet. Nach der Verstärkung und Filterung im PGA 126 ₂ wird das Signal in einem ADC 128 ₂ digitalisiert. Von dort kann das digitalisierte und heruntergemischte Signal an einen Signalverarbeitungspfad des Tuners 130 ₂ geleitet werden, der verschiedene Verarbeitungen ausführen kann, wobei dies eine Filterung, Verstärkungssteuerung, Decodierung und/oder Demodulation umfassen kann, um ein demoduliertes Signal auszugeben, wie etwa ein demoduliertes FM- oder AM-Signal, oder ein moduliertes Signal, wie etwa im Fall eines DAB- oder HD-Eingangssignals.
Genauer stellt 1B einen Schaltkreis auf hoher Ebene dar, der außerdem in einem Multituner-IC vorhanden ist. Insbesondere gilt, dass nach der Digitalisierung in den entsprechenden ADCs 128 ₁, 128 ₂ die digitalisierten und heruntergemischten Signale auf getrennte Signalverarbeitungspfade der Tuner 130 ₁, 130 ₂ gegeben werden. In der dargestellten Ausführungsform kann eine solche Tunerschaltung durch digitale Signalprozessoren für den Funkbereich (DSPs) 135 ₁, 135 ₂ implementiert sein. Wie obenstehend beschrieben und in Abhängigkeit vom bestimmten Betriebsmodus und Arbeitsband, können die Funk-DSPs 135 die digitalisierten Signale weiter aufbereiten und verarbeiten und die Signale demodulieren, um demodulierte Signale zu erhalten, beispielsweise aus einem FM-Band, die direkt von den Funk-DSPs 135 ausgegebene werden können.
Des Weiteren können zusätzliche Verarbeitungsschaltkreise vorgesehen sein. Wie dargestellt, kann ein Audioprozessor 140 vorgesehen sein, um die demodulierten Signale weiter zu verarbeiten. In der dargestellten Ausführungsform umfasst der Audioprozessor 140 eine Phasediversity-Schaltung 142. In verschiedenen Ausführungsformen kann die Phasediversity-Schaltung 142 dafür eingerichtet sein, gemeinsame Inhalte zu empfangen, beispielsweise von einer gegebenen Funkstation mittels der mehreren Signalverarbeitungspfade, und eine Phasediversity-Verarbeitung auszuführen, indem ein bestimmtes der beiden Signale für die Ausgabe ausgewählt wird, beispielsweise basierend auf Signalqualitätsmetriken. In einer weiteren Ausführungsform kann die Phasediversity-Schaltung 142 dafür eingerichtet sein, eine Phasediversity-Verarbeitung basierend auf einer Maximal-Ratio-Combining-Technik auszuführen.
Wie weiterhin dargestellt, kann der Audioprozessor 140 außerdem eine Verknüpfungsschaltung 144 umfassen. In verschiedenen Ausführungsformen kann die Verknüpfungsschaltung 144 dafür eingerichtet sein, eine übergangslose Verknüpfung auszuführen, derart, dass derselbe Audioinhalt, wie er von zwei verschiedenen Antennen (und möglicherweise zwei verschiedenen Bändern) erhalten wird, miteinander verknüpft werden kann. Beispielsweise kann die Verknüpfungsschaltung 144 dafür eingerichtet sein, einen weichen Übergang von Audioinhalt, der von einer FM-Signalausgabe erhalten wird, zu Audioinhalt, der von einer DAB-Signalausgabe erhalten wird, zu gestatten, wenn die Empfangsbedingungen für das FM-Signal unter einen Schwellwert fallen (und umgekehrt). Diese Verknüpfung kann für den Nutzer übergangslos oder transparent ausgeführt werden, derart, dass der Nutzer den Übergang nicht wahrnimmt, und auch die Audioausgabe wird nicht nachteilig beeinträchtigt. Wie außerdem dargestellt, kann der Audioprozessor 140 außerdem einen Audio-DSP 146 umfassen, der nach Bedarf eine weitere Audioverarbeitung ausführen kann, um einen Datenstrom an einen Digital-Analog-Umsetzer (DAC) 150 auszugeben, derart, dass eine Audioausgabe bereitgestellt wird.
Wie weiterhin dargestellt, kann der Audioprozessor 140 außerdem eine eingehende Audioeingabe empfangen, beispielsweise von einem ähnlich aufgebauten zweiten IC, das einen oder mehrere Empfänger/Tuner umfasst (und/oder von einer nachgeschalteten externen Verknüpfungsschaltung/Demodulator).
Somit gilt, dass in der Ausführungsform in den 1A und 1B jeder Tuner 130 seine Eingabe von irgendeiner von den zwei FM, zwei Band-III und einen AM RF-Antenneneingaben empfangen kann. Jede RF-Eingabe kann gleichzeitig entweder einen oder beide von den IF-Signalpfaden der Tuner ansteuern und/oder einen Loop-Through-Puffer, um zu einem nachgeschalteten Empfänger zu verbinden, wie etwa einem Empfänger für einen Hintergrund-Suchlauf oder Verkehrsdaten. Wenn eine RF-Eingabe dazu verwendet wird beide IF-Signalpfade anzusteuern, haben beide Pfade eine symmetrische Leistungsfähigkeit (was eine wünschenswerte Eigenschaft ist, da dann Signalpegel, Phasen und andere Eigenschaften identisch sind (oder fast identisch)). Ein weiterer Nutzen einer Architektur wie in den 1A und 1B ist, dass ein im Wesentlichen nahtloser Wechsel zwischen verschiedenen Betriebszuständen vollständig chipintern und gesteuert vom MCU 150 ausgeführt werden kann. Dies bedeutet, dass ein Wechsel des Betriebsmodus auf eine Weise erfolgen kann, die für einen Hörer transparent ist, da der Wechsel ohne irgendeinen hörbaren Klick, Knall, Verzögerung oder eine andere Signalverzerrung erfolgt.
In einer Ausführungsform können die Frequenzgeneratoren 122 ₁, 122 ₂ LC-tank-basierte spannungsgesteuerte Oszillatoren (VCOs) umfassen, die auf deutlich verschiedenen Frequenzen arbeiten, um eine unerwünschte Kopplung zu verringern. In dem oben beschriebenen Beispiel kann der Frequenzgenerator 122 ₁ bei in etwa 3,0 GHz arbeiten, wohingegen der Frequenzgenerator 122 ₂ dafür vorgesehen ist, im Wesentlichen bei in etwa 4,4 GHz zu arbeiten. Es ist zu bemerken, dass diese Frequenzgeneratoren durch den MCU 150 dynamisch gesteuert werden können, um bei einer gegebenen Frequenz zu arbeiten, die in Abhängigkeit vom Arbeitsband variieren kann. In jedem Fall können diese Frequenzgeneratoren (und genauer die darin enthaltenen VCOs) daran gehindert werden, innerhalb eines bestimmten Frequenzbereichs zueinander zu arbeiten. In einer Ausführungsform kann der MCU 150 die VCOs derart steuern, dass diese einen minimalen Frequenzabstand von 500 Megahertz (MHz) einhalten. Außerdem können die Frequenzgeneratoren 122 so gesteuert werden, dass sie die Frequenz unter Verwendung einer Rastertechnik verändern, derart, dass jede Änderung der VCO-Frequenzen in Schritten von wenigstens 500 Kilohertz (kHz) erfolgt, um nachteilige Kopplungen zwischen den VCOs zu minimieren und Spitzen in den LO-Ausgaben zu verringern.
Mit dieser Frequenztrennung der Frequenzgeneratoren 122 vermeiden Frequenzen, die von den verschiedenen VCOs erzeugt werden, die die Grundschwingungsfrequenz jedes Oszillators sowie harmonische Frequenzen davon umfassen können, Kopplungen untereinander, wodurch große Spitzen untereinander vermieden werden. Durch den Einsatz von Frequenzgeneratoren, die in zwei sehr verschiedenen Frequenzbereichen arbeiten (und die gegenseitig nicht überlappende Bereiche sind), kann der Pegel der Spitzen stark verringert werden, da die LC-Tank-Frequenzantwort der VCOs die Energie dämpfen kann, die von einem VCO zu einem anderen koppelt. In einem Beispiel können die LC-Tanks der zwei verschiedenen Frequenzgeneratoren eine deutlich verschiedene Induktivität haben, um die Frequenztrennung zu realisieren. Als ein solches Beispiel kann, damit der RF-Generator 122 ₂ dazu befähigt wird bei 4,4 GHz zu arbeiten, der LC-Tank eine bestimmte Kapazität haben (beispielsweise × Pikofarad, wobei × in verschiedenen Ausführungsformen variieren kann) sowie eine Induktivität von in etwa 800 Pikohenry in einer beispielhaften Ausführungsform. Dabei kann der RF-Generator 122 ₁ seinerseits, damit er bei 3,0 GHz arbeitet, eine Kapazität von 1,6 × Pikofarad und eine Induktivität von in etwa 1 Nanohenry haben.
Zur weiteren Verringerung der Spitzen können die LOs 124 ₁, 124 ₂ innerhalb jeweils zugehöriger abgeschirmter Bereiche implementiert sein. Zwei unterschiedliche FM- oder Band-III-Stationen können innerhalb desselben ICs empfangen werden und nicht die Spitzen aufweisen, die damit verbunden wären, würden zwei VCOs mit demselben Frequenzbereich verwendet. Es ist zu bemerken, dass obwohl in der Ausführungsform in den 1A und 1B auf dieser hohen Ebene dargestellt, viele Änderungen und Alternativen möglich sind.
Jetzt mit Bezug auf 2 ist ein Blockdiagramm eines Mehrchip-Funksystems gemäß einer Ausführungsform dargestellt. Wie in 2 dargestellt, kann ein System 200 als ein Automotive-Funksystem implementiert sein, das mehrere Tunerchips hat, und zwar einen ersten Tunerchip 220 und einen zweiten Tunerchip 260, zusammen mit einem dritten Demodulatorchip 250. Es ist zu bemerken, dass obwohl in dieser Ausführungsform drei verschiedene ICs dargestellt sind, in anderen Fällen einige oder alle Hardware-Schaltkreise der drei verschiedenen ICs in einem oder mehreren Halbleiterplättchen eines einzigen ICs implementiert sein können. Außerdem sind verschiedene Änderungen im Umfang und dem Typ der Schaltkreise jedes ICs möglich.
Wie dargestellt, werden eingehende RF-Signale von mehreren Antennen 210 ₁–210 ₂ empfangen. Es ist zu bemerken, dass obwohl für eine vereinfachte Darstellung zwei Antennen abgebildet sind, in vielen Fällen ein bestimmtes Fahrzeug mehr als zwei Antennen umfassen kann. Als Beispiele können einige Fahrzeuge zwei (oder mehr) FM-Antennen, zwei (oder mehr) Band-III-Antennen und wenigstens eine AM-Antenne umfassen. Für eine vereinfachte Darstellung sind jedoch zwei repräsentative Antennen abgebildet (wobei es sich versteht, dass diese Repräsentation mit zwei tatsächlich mit mehr als zwei Antennen implementiert sein kann).
Zum Wiederherstellen von RF-Signalen aus bestimmten Bändern können die Antennen 210 an Filter/Antennenschalter 215 ₁–215 ₂ angeschlossen sein, die eine geeignete Filterung ausführen können, um somit RF-Signale in wenigstens drei Bändern ausgeben zu können, und zwar FM, DAB und AM. Insbesondere können Fahrzeugeinbauten, Antennen 210 und Schalter 215 an einer bestimmten Stelle implementiert werden, beispielsweise in der Nähe eines Fahrzeughecks, da Antennen 210 auf Rückscheiben, rückwärtigen Seitenscheiben oder einem Dach oder einer am Kofferraum montierten Einheit und so weiter implementiert sein können. In der unmittelbaren Nähe zu solchen Antennen können zum Bereitstellen der RF-Signale Schaltkreise vorgesehen sein, beispielsweise über ein oder mehrere Koaxialkabel zu den Tunern 220/260.
In der dargestellten Ausführungsform können die Tuner 220/260 getrennte Realisierungen derselben Tunervorrichtung sein. Diese verschiedenen Tuner können jedoch verschieden konfiguriert sein, um verschiedene primäre Funktionen auszuführen. Daher ist jeder Tuner in 2 mit verschiedenen ihn bildenden Komponenten dargestellt. Dabei kann der Tuner 220, wie dargestellt, dafür eingerichtet sein, als ein primärer FM- oder AM-Tuner zu arbeiten, wohingegen der Tuner 260 dafür eingerichtet sein kann, als ein primärer DAB-Tuner zu arbeiten. Genauer und mit Bezug auf den Tuner 220 umfasst dieser einen Dualtuner-Schaltkreis 230, um eine FM-Phasediversity-Verarbeitung, Dual-FM-Kanal-Verarbeitung (beispielsweise zwei unterschiedliche FM-Kanäle, einen für ein primäres Unterhaltungssystem und einen für ein sekundäres (beispielsweise Rücksitz) Unterhaltungssystem), FM und DAB übergangslose Verknüpfung und AM-Band-Funktionen (und natürlich Einzelkanal-FM-Empfang) auszuführen.
Daher ist der Tuner 220 dafür eingerichtet, FM-RF-Signale direkt von den Antennen 210 ₁ und 210 ₂ über Eingangspads 222 _a und 222 _b zu empfangen. Damit dieselben Signale auch an den zweiten Tuner 260 geliefert werden können, können die eingehenden FM-RF-Signale zusätzlich über Loop-Through-Pads 223 _a und 223 _b ausgegeben werden. Da der Tuner 210 als ein sekundärer DAB-Tuner arbeitet, gilt ebenso, dass er eingehende DAB-Band RF-Signale, über Eingangspads 224 _a/224 _b, indirekt vom zweiten Tuner 260 empfängt, anstatt direkt von den Antennen 210. Wie außerdem dargestellt, empfängt der Tuner 220 ein AM-Band RF-Signal über ein Eingangspad 225.
Nach einer geeigneten Verarbeitung von einem oder mehreren FM-Signalen im Dualtuner-Schaltkreis 230 können resultierende demodulierte Signale für eine zusätzliche Audioverarbeitung (beispielsweise Mehrkanal-Verarbeitung) an einen digitalen Signalprozessor (DSP) für Audio 235 geliefert werden, derart, dass Audioausgaben über mehrfache Kanäle 236 _a–236 _c bereitgestellt werden können, wobei dies zugehörige Digital-Analog-Umsetzer einschließt, um eine Audioausgabe an gewünschte Ziele zu ermöglichen (etwa mehrere Kanäle von Lautsprechern). Wie außerdem dargestellt, kann demoduliertes FM-Audio über ein Pad 238 an den Demodulator 250 ausgegeben werden, wie dies weiter unten beschrieben ist. Wie des Weiteren dargestellt, kann über ein Pad 240 überblendetes Audio empfangen werden, um eine weitere Audioverarbeitung im Audio-DSP 235 und eine Ausgabe vom Tuner 220 zu ermöglichen.
Auf analoge Weise umfasst der Tuner 260 einen Dualtuner-Schaltkreis 270, um eine DAB-Phasediversity- oder Multi-Ratio-Combining-Verarbeitung, Dual-DAB-Kanal-Verarbeitung (beispielsweise zwei verschiedene DAB-Kanäle, einen für ein primäres Unterhaltungssystem und einen für ein sekundäres (beispielsweise Rücksitz) Unterhaltungssystem), FM und DAB übergangslose Verknüpfung auszuführen.
Daher ist der Tuner 260 dafür eingerichtet, DAB-RF-Signale direkt von den Antennen 210 ₁ und 210 ₂ über Eingangspads 264 _a und 264 _b zu empfangen. Um es zu gestatten dieselben Signale auch an den ersten Tuner 220 bereitzustellen, können die eingehenden DAB-RF-Signale zusätzlich über Loop-Through-Pads 263 _a und 263 _b ausgegeben werden. Ebenso gilt, da der Tuner 260 als ein sekundärer FM-Tuner arbeitet, dass er eingehende FM-RF-Signale über Eingangspads 262 _a/262 _b indirekt vom ersten Tuner 220 empfängt, anstatt direkt von den Antennen 210. Wie außerdem dargestellt, empfängt der Tuner 260 ein AM-Band-RF-Signal über ein Loop-Through-Pad 265.
Nach einer geeigneten Verarbeitung von einem oder mehreren DAB-Signalen im Dualtuner-Schaltkreis 270 können die resultierenden DAB-modulierten Signale für die Demodulation und eine potentielle Verknüpfung mit einem FM-Signal vom ersten IC 220 über ein Pad 266 an den Demodulator 250 geleitet werden.
Wie außerdem in 2 dargestellt, kann der Demodulator 250 dafür eingerichtet sein, eingehende modulierte DAB-Signale, die vom Tuner 260 erhalten werden, zu demodulieren. Genauer kann der Dualtuner-Schaltkreis 270 DAB-Signale von beiden Tunern als zwei Gruppen von I/Q-Daten an den Demodulator 250 ausgeben, der dann die DAB-Signale demodulieren und die demodulierten DAB-Signale für eine weitere Audioverarbeitung und Ausgabe an den ersten Tuner 220 liefern kann. Ebenso gilt, dass wenn ein Betriebsmodus für eine FM-DAB-Überblendung aktiv ist, der Demodulator 250 eine übergangslose Verknüpfung zwischen demselben Audioinhalt von diesen zwei verschiedenen Bändern ausführen kann. Hierfür kann der Demodulator 250 gegebenenfalls eine große Menge an Speicher umfassen, beispielsweise einen Pufferschaltkreis, um verarbeitetes Audio von einem führenden von diesen Bändern zu Puffern, so dass der gemeinsame Inhalt der zwei Bänder zeitlich verknüpft werden kann, derart, dass ein Wechsel zu jedem Strom für den Hörer nicht wahrnehmbar ist. Es ist auch zu bemerken, dass der Demodulator 250 außerdem eine Maximal-Ratio-Combining (MRC) Phasediversity für HD und/oder DAB-Signale ausführen kann.
Es sei auch darauf hingewiesen, dass obwohl 2 eine Implementierung mit mehreren getrennten ICs zeigt, Ausführungsform nicht darauf beschränkt sind und in einer anderen Implementierung mehr als zwei Tuner in einem einzelnen IC eingerichtet sein können, beispielsweise sind alle auf einem einzigen Halbleiterplättchen oder als getrennte Halbleiterplättchen innerhalb eines Mehrchip-Moduls (MCM) eingerichtet. In einigen Fällen kann der externe Modulator/Verknüpfungsschaltung 250 auch innerhalb eines IC implementiert werden, beispielsweise auf einem einzigen Halbleiterplättchen oder als Teil eines MCM.
Jetzt mit Bezug auf 3 ist ein Flussdiagramm eines Verfahrens gemäß einer Ausführungsform dargestellt. Wie im Diagramm 300 zu sehen, kann eine Steuerlogik, wie etwa ein hardware-basierter Mikrokontroller eines Tuners, der mit einem Hostprozessor eines Unterhaltungssystems verbunden sein kann, dafür eingerichtet sein, einen Multituner, wie er in diesem Dokument beschrieben ist, zu veranlassen, in einer breiten Vielfalt verschiedener Betriebsmodi zu arbeiten. Es ist zu bemerken, dass die nachfolgende Beschreibung der 3 vor allem mit Bezug auf den Empfang und die Verarbeitung einer ersten Funkstation, die von einem Hörer gewünscht wird, ausgeführt ist. Selbstverständlich gilt auch, dass viele der verschiedenen Betriebsmodi und Wechsel zwischen diesen auftreten können, wenn ein Hörer wünscht eine andere Station einzustellen. In den verschiedenen in diesem Dokument beschriebenen Betriebsmodi können auch Hintergrundfunktionen ausgeführt werden. Solche Funktionen, die auf einem oder beiden Tunern ausgeführt werden können, können dazu verwendet werden Hintergrund-Suchläufe für verfügbare Stationen auszuführen und deren Signalqualitätsmetriken zu bestimmen.
Außerdem können durch diese Hintergrundfunktionen Nicht-Audiodaten, wie etwa RDS und/oder Verkehrsdaten erhalten werden. Information, die durch diese Tuner bestimmt wird, kann an den Mikrokontroller weitergegeben werden, der seinerseits, beispielsweise über eine bestimmte Software-Anwendungsprogrammierschnittstelle (API), mit dem Hostprozessor verbunden sein kann. Damit kann der Hostprozessor der primäre Urheber für in diesem Dokument beschriebene Wechsel von Audiosystemmodi sein, basierend auf Nutzereingaben und einem Betriebsprogramm. Dabei stellt der Hostprozessor Anweisungen an den Mikrokontroller bereit, um den Mikrokontroller zu veranlassen, den Multituner flexibel zu konfigurieren und neu zu konfigurieren, um in einem bestimmten Betriebsmodus zu arbeiten und geeignet zwischen Betriebsmodi zu wechseln.
Mit Bezug auf 3 wird in einem ersten Betriebsmodus (Block 310) unter Verwendung einer ersten FM-Antenne und eines ersten Tuners auf eine erste Funkstation abgestimmt. Nach einer geeigneten Signalverarbeitung des empfangenen FM-Signals kann vom ersten Tuner ein Audiosignal der ersten Funkstation an einen Ausgang des Unterhaltungssystems (beispielsweise Lautsprecher) ausgegeben werden.
In einem weiteren Betriebsmodus (Block 320) kann eine Phasediversity-Verarbeitung ausgeführt werden, um zu veranlassen, dass dieselbe erste Funkstation von beiden Tunern als moduliertes Signal ausgegeben wird, wobei diese dafür vorgesehen sind, in einer Phasediversity-Kombinierungsschaltung kombiniert und danach als ein Audiosignal demoduliert und ausgegeben zu werden. Hier ist jeder Tuner mit einer anderen Antenne gekoppelt, um diese Phasediversity-Funktion zu ermöglichen. Dieser Wechsel kann eingeleitet werden, wenn die erste Antenne eine Verschlechterung des Signalempfangs erfährt, beispielsweise aufgrund von Mehrwegempfang. Es ist zu bemerken, dass der Wechsel zwischen einem Einzelantennenempfang und einem Phasediversity-Empfang übergangslos geschehen kann, das heißt ohne jeden Auidoartefakt, Knall, Klick oder andere hörbare Verzerrungen.
In Block 330 kann ein weiterer Betriebsmodus auftreten, um einen Hintergrund-Suchlauf auszuführen. Genauer kann der Mikrokontroller den zweiten Tuner veranlassen in einen Hintergrund-Suchlaufmodus zu schalten, um Signalqualitätsmetriken für eine oder mehrere Hintergrund-Funkstationen zu bestimmen (sowie für die erste Funkstation). Wie obenstehend beschrieben, kann diese Information, wie sie im zweiten Tuner bestimmt wird, an den Mikrokontroller bereitgestellt werden, der sie seinerseits an den Hostprozessor weiterleitet. In diesem Modus kann der erste Tuner fortfahren auf die erste Funkstation eingestellt zu sein und diese auszugeben.
Zusätzlich zum Bestimmen von Signalqualitätsmetriken für FM-Kanäle kann der Tuner auch solche Hintergrund-Suchlaufvorgänge in Bezug auf DAB-Kanäle ausführen. Dabei kann dieser zweite Tuner in einem weiteren Betriebsmodus, wie er in Block 340 dargestellt ist, derart umgeschaltet werden, dass er eine Eingabe von einer Band-III-Antenne empfängt, um einen solchen Hintergrund-Suchlauf auszuführen. In diesem Modus kann der erste Tuner weiterhin die erste Funkstation verarbeiten und ausgeben.
Es sei angenommen, dass während der Fahrt eines Fahrzeugs die Signalqualität für die erste Funkstation, die über das FM-Band empfangen wird, beginnt sich zu verschlechtern. Es sei jedoch ebenfalls das Vorhandensein eines verfügbaren DAB-Kanals für dieselbe Funkstation angenommen. In diesem Fall ermöglicht in Block 350 ein weiterer Betriebsmodus, dass die erste Funkstation in einem DAB-Kanal über den zweiten Tuner eingestellt wird. Diese zwei Signale desselben Inhalts können dann übergangslos verknüpft werden, wobei Verzögerungsunterschiede zwischen den zwei Signalen berücksichtigt werden. In einer Ausführungsform kann die übergangslose Verknüpfung durch nachgeschaltete Schaltkreise ausgeführt werden, wie etwa einen getrennten Demodulator/Verknüpfungs-Chip. Anschließend kann der Betrieb fortgesetzt werden, wobei die erste Funkstation unter Verwendung des DAB-Kanals empfangen und verarbeitet wird. An diesem Punkt ist somit der erste Tuner verfügbar und in Block 360 ermöglicht ein weiterer Betriebsmodus eine Phasediversity-Verarbeitung für den DAB-Kanal. Dabei kann der erste Tuner so gesteuert werden, dass er ein Band-III-Signal von einer Band-III-Antenne empfängt und den DAB-Kanal ausgibt, um eine Phasediversity-Verarbeitung auszuführen.
In einigen Fällen kann der Audioinhalt einer bestimmten Funkstation auf mehreren oder wechselnden Frequenzen übertragen werden, beispielsweise wenn jede von mehreren Sendeantennen sich an einer anderen geografischen Stelle befindet. Es sei angenommen, dass ein Fahrzeug so fährt, dass es beginnt das Signal von einer ersten Sendeantenne zu verlieren, die auf einer ersten Frequenz sendet. Aufgrund eines Hintergrund-Suchlaufs wird jedoch festgestellt, dass derselbe Audioinhalt auf einer alternativen Frequenz verfügbar ist, beispielsweise über dieselbe oder eine andere Funkstation, die eine Sendeantenne hat, die auf einer zweiten Frequenz sendet. Somit kann wie in Block 370 dargestellt ein Umschalten auf die alternative Frequenz ausgeführt werden, derart, dass der zweite Tuner so umgeschaltet wird, dass er sich auf die Funkstation über eine alternative Frequenz abstimmt (beispielsweise unter Verwendung eines DAB-Eingangssignals). Nach einer geeigneten Überblendung kann der Audioinhalt dieser Station mit der alternativen Frequenz über den zweiten Tuner ausgegeben werden.
Wie außerdem in 3 dargestellt, können in Block 380 (der in einem gestrichelten Kasten dargestellt ist, da er optional ist) ein oder mehrere de empfangenen RF-Signale über Bypass-Pfade, wie etwa die oben beschriebenen Loop-Through-Puffer, an ein oder mehrere nachgeschaltete Tuner geleitet werden.
Es ist zu bemerken, dass obwohl mit diesen bestimmten Betriebsmodi und einer Umschaltung der Steuerung zwischen den verschiedenen Tunern dargestellt ist, viele Variationen und Alternativen möglich sind. Außerdem sind, obwohl bestimmte Wechsel zwischen den verschiedenen Betriebsmodi obenstehend beschrieben sind, viele andere Wechsel zwischen den oben beschriebenen Modi und weiteren auftretenden Modi möglich. Des Weiteren gilt, dass obwohl bestimmte repräsentative Tuner zur Verarbeitung gegebener RF-Signale von gegebenen Antennen obenstehend besprochen wurden, eine solche Auswahl willkürlich ist, und dass eine bestimmte Programmierung eines MCU oder einer anderen Steuerlogik mit programmierbaren Anweisungen, die in einem nichtflüchtigen Speichermedium gespeichert sind, dazu führen kann, dass die Funktion von anderen Tunern oder Kombinationen von Tunern ausgeführt wird. Und obwohl die obenstehenden Beispiele sich auf AM-, FM- und DAB-Bänder beziehen, sind die Ausführungsformen auch auf Tuner und Steuerlogiken anwendbar, die für zusätzliche Funkbänder eingerichtet sind.
Obwohl die vorliegende Erfindung mit Bezug auf eine begrenzte Zahl Ausführungsformen beschrieben wurde, sind für den Fachmann zahlreiche Modifikationen und Änderungen dieser erkennbar. Es ist beabsichtigt, dass die beigefügten Ansprüche alle solche Modifikationen und Änderungen abdecken, soweit sie innerhalb des wahren Geists und Schutzumfangs der vorliegenden Erfindung liegen.

Claims

Vorrichtung, Folgendes umfassend: einen ersten rauscharmen Verstärker (LNA), um ein erstes Funkfrequenz (RF) Signal aus einem ersten Band, das von einer ersten Antenne empfangen wird, zu empfangen und zu verstärken; einen ersten Tuner, der eine erste Gruppe von Mischern hat, die einen ersten Mischer einschließt, der dafür vorgesehen ist, wahlweise mit dem ersten LNA verbunden zu werden, um das erste RF-Signal, das vom ersten LNA empfangen wird, zu empfangen und auf ein erstes heruntergemischtes Signal herunterzumischen, wobei der erste Tuner dafür vorgesehen ist, das erste heruntergemischte Signal zu verarbeiten; einen zweiten LNA, um ein zweites RF-Signal aus einem zweiten Band, das von einer zweiten Antenne empfangen wird, zu empfangen und zu verstärken; und einen zweiten Tuner, der eine zweite Gruppe von Mischern hat, die einen zweiten Mischer einschließt, der dafür vorgesehen ist, wahlweise mit dem zweiten LNA verbunden zu werden, um das zweite RF-Signal, das von vom zweiten LNA empfangen wird, zu empfangen und auf ein zweites heruntergemischtes Signal herunterzumischen, sowie einen ersten Mischer, der dafür vorgesehen ist, wahlweise mit dem ersten LNA verbunden zu werden, um das erste RF-Signal, das von der ersten Antenne empfangen wird, zu empfangen und auf ein drittes heruntergemischtes Signal herunterzumischen, wobei der zweite Tuner derart steuerbar ist, dass er ein ausgewähltes von dem zweiten heruntergemischten Signal und dem dritten heruntergemischten Signal verarbeitet, die von einem ausgewählten von dem zweiten Mischer und dem ersten Mischer des zweiten Tuners bereitgestellt werden.
Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei in einem ersten Betriebsmodus der erste LNA derart verbunden ist, dass er das erste RF-Signal an den ersten Tuner und an den zweiten Tuner gleichzeitig bereitstellt.
Vorrichtung nach Anspruch 2, die außerdem einen dritten LNA umfasst, um ein drittes RF-Signal aus dem ersten Band, das von einer dritten Antenne empfangen wird, zu empfangen und zu verstärken, wobei der dritte LNA derart verbunden ist, dass er das dritte RF-Signal für den zweiten Tuner bereitstellt, um in einem zweiten Modus einen Phasediversity-Empfang des ersten Bands zu ermöglichen.
Vorrichtung nach Anspruch 3, wobei die Vorrichtung außerdem einen Audioprozessor und eine Phasediversity-Kombinierungsschaltung umfasst, um übergangslos vom ersten Modus in den zweiten Modus zu wechseln, ohne eine hörbare Beeinträchtigung eines von der Vorrichtung ausgegebenen Audiosignals.
Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei die erste Gruppe von Mischern außerdem einen zweiten Mischer umfasst, der dafür vorgesehen ist, wahlweise mit dem zweiten LNA verbunden zu werden, um das zweite RF-Signal zu empfangen und auf ein viertes heruntergemischtes Signal herunterzumischen.
Vorrichtung nach Anspruch 1, die außerdem einen ersten Loop-Through-Puffer umfasst, der mit einem Ausgang des ersten LNA verbunden ist, um das erste RF-Signal zu empfangen und das erste RF-Signal an einen zweiten Empfänger auszugeben, der mit der Vorrichtung verbunden ist, wobei die Vorrichtung einen ersten Empfänger umfasst.
Vorrichtung nach Anspruch 6, die außerdem einen zweiten Loop-Through-Puffer umfasst, der mit einem Ausgang des zweiten LNA verbunden ist, um das zweite RF-Signal zu empfangen und das zweite RF-Signal an den zweiten Empfänger auszugeben.
Vorrichtung nach Anspruch 7, die außerdem eine Selektionsschaltung umfasst, die mit einem Ausgang des ersten Loop-Through-Puffers und einem Ausgang des zweiten Loop-Through-Puffers verbunden ist und die derart steuerbar ist, dass sie ein ausgewähltes von dem ersten RF-Signal und dem zweiten RF-Signal an den zweiten Empfänger ausgibt.
Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei der erste Tuner einen Multiplexer umfasst, der mit einem Ausgang der ersten Gruppe von Mischern verbunden ist, wobei der Multiplexer derart steuerbar ist, dass er eine Ausgabe von einem aus der ersten Gruppe von Mischern an einen Signalverarbeitungspfad des ersten Tuners bereitstellt.
Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei der erste Tuner einen ersten Frequenzgenerator umfasst, der dafür vorgesehen ist, auf einer ersten Frequenz zu arbeiten, und der zweite Tuner einen zweiten Frequenzgenerator umfasst, der dafür vorgesehen ist, auf einer zweiten Frequenz zu arbeiten, die von der ersten Frequenz wesentlich verschieden ist, wenn der erste Tuner und der zweite Tuner dafür vorgesehen sind in einem ersten Band zu arbeiten.
Vorrichtung nach Anspruch 10, die außerdem einen Filter umfasst, der mit einem Ausgang des ersten LNA verbunden ist, um eine Sperrantwort bereitzustellen, um eine Kopplung vom zweiten Frequenzgenerator zu verringern.
Vorrichtung nach Anspruch 10, wobei der erste LNA, der erste Tuner, der zweite LNA und der zweite Tuner auf einem ersten Halbleiterplättchen eingerichtet sind.
Nichtflüchtiges computerlesbares Medium, das Anweisungen enthält, die, wenn sie ausgeführt werden, ein Unterhaltungssystem zu Folgendem befähigen: in einem ersten Modus einen ersten Tuner des Unterhaltungssystems zu veranlassen ein erstes Funkfrequenz (RF) Signal von einer ersten Antenne, die für ein erstes Band eingerichtet ist, zu empfangen und zu verarbeiten, um ein erstes Audiosignal einer ersten Funkstation auszugeben, und einen zweiten Tuner des Unterhaltungssystems zu veranlassen ein zweites RF-Signal von einer zweite Antenne, die für das erste Band eingerichtet ist, zu empfangen, um Signalqualitätsmetriken für eine oder mehrere Funkstationen des ersten Bands zu ermitteln; in einem zweiten Modus den ersten Tuner zu veranlassen eine erste Signalrepräsentation des ersten RF-Signals auszugeben und den zweiten Tuner zu veranlassen das zweite RF-Signal von der zweiten Antenne zu empfangen und zu verarbeiten, um eine zweite Signalrepräsentation des zweiten RF-Signals auszugeben; und eine Phasediversity-Kombinierungsschaltung zu veranlassen die erste und zweite Signalrepräsentation zu verarbeiten, um ein Audiosignal der ersten Funkstation auszugeben, ohne eine Unterbrechung der Ausgabe des Unterhaltungssystems einer Ausstrahlung der ersten Funkstation.
Nichtflüchtiges computerlesbares Medium nach Anspruch 13, das außerdem Anweisungen umfasst, die, wenn sie ausgeführt werden, das Unterhaltungssystem in einem dritten Modus zu Folgendem befähigen: den ersten Tuner zu veranlassen das erste RF-Signal von der ersten Antenne zu empfangen und zu verarbeiten, um ein erstes Audiosignal des ersten Funksignals zu erzeugen, und den zweiten Tuner zu veranlassen das zweite RF-Signal von der zweiten Antenne zu empfangen und zu verarbeiten, um ein zweites Audiosignal einer zweiten Funkstation zu erzeugen, und eine Verknüpfungsschaltung zu veranlassen vom ersten Audiosignal zum zweiten Audiosignal zu wechseln, wobei die Verknüpfungsschaltung dafür eingerichtet ist, ein endgültiges Audiosignal ohne Beeinträchtigungen aufgrund des Wechsels auszugeben.
System, Folgendes umfassend: einen ersten integrierten Schaltkreis (IC), der einen ersten Tuner und einen zweiten Tuner umfasst, wobei der erste IC Folgendes umfasst: ein erstes Pad, um ein erstes Funkfrequenz (RF) Signal von einer ersten Frequenzmodulations (FM) Antenne zu empfangen und das erste RF-Signal symmetrisch an den ersten Tuner und den zweiten Tuner auszugeben, sowie an einen ersten Loop-Through-Puffer, um das erste RF-Signal an einen zweiten IC bereitzustellen; ein zweites Pad, um ein zweites RF-Signal von einer zweiten FM-Antenne zu empfangen und das zweite RF-Signal symmetrisch an den ersten Tuner und den zweiten Tuner auszugeben, sowie an einen zweiten Loop-Through-Puffer, um das zweite RF-Signal an den zweiten IC bereitzustellen; wobei der erste Tuner eine erste Gruppe von Mischern hat, die Folgendes einschließt: einen ersten Mischer, um das erste RF-Signal zu empfangen und auf ein erstes heruntergemischtes Signal herunterzumischen, einen zweiten Mischer, um das zweite RF-Signal zu empfangen und auf ein zweites heruntergemischtes Signal herunterzumischen, und einen ersten Signalverarbeitungspfad, um ein ausgewähltes von dem ersten heruntergemischten Signal und dem zweiten heruntergemischten Signal zu verarbeiten; wobei der zweite Tuner eine zweite Gruppe von Mischern hat, die Folgendes einschließt: einen zweiten Mischer, um das zweite RF-Signal zu empfangen und auf ein viertes heruntergemischtes Signal herunterzumischen, einen ersten Mischer, um das erste RF-Signal zu empfangen und auf ein drittes heruntergemischtes Signal herunterzumischen, und einen zweiten Signalverarbeitungspfad, der dynamisch steuerbar ist, um ein ausgewähltes von dem dritten heruntergemischten Signal und dem vierten heruntergemischten Signal zu verarbeiten; und einen Mikrokontroller, um dynamisch Wechsel des ersten Tuners und des zweiten Tuners zwischen mehreren Betriebsmodi zu steuern, während von wenigstens einem von dem ersten Tuner und dem zweiten Tuner ein erstes Audiosignal ausgegeben wird; und wobei die erste und zweite Antenne mit dem ersten IC verbunden sind.
System nach Anspruch 15, wobei die mehreren Betriebsmodi einen Einzeltuner-Empfangsmodus, einen Dualtuner-Empfangsmodus, einen Phasediversity-Empfangsmodus und einen Empfangsmodus mit übergangsloser Verknüpfung umfassen.
System nach Anspruch 15, wobei in einem ersten Betriebsmodus der erste Tuner dafür vorgesehen ist, das erste heruntergemischte Signal einer ersten Funkstation auszugeben, das über das erste RF-Signal erhalten wird, der zweite Tuner dafür vorgesehen ist, ein zweites heruntergemischtes Signal der ersten Funkstation auszugeben, das über das zweite RF-Signal erhalten wird, das von der zweiten Antenne empfangen wird, und eine Phasediverstiy-Schaltung dafür vorgesehen ist, das erste heruntergemischte Signal und das zweite heruntergemischte Signal zu kombinieren, um ein Audio-Ausgangssignal zu erzeugen.
System nach Anspruch 17, wobei in einem zweiten Betriebsmodus der erste Tuner dafür vorgesehen ist, das erste Audiosignal der ersten Funkstation auszugeben, das über das erste RF-Signal erhalten wird, und der zweite Tuner dafür vorgesehen ist, eine oder mehrere Signalqualitätsmetriken für eine oder mehrere weitere Funkstationen auszugeben.
System nach Anspruch 15, wobei der erste Tuner einen ersten Frequenzgenerator umfasst, der dafür vorgesehen ist, auf einer ersten Frequenz zu arbeiten, und der zweite Tuner einen zweiten Frequenzgenerator umfasst, der dafür vorgesehen ist, auf einer zweiten Frequenz zu arbeiten, die von der ersten Frequenz wesentlich verschieden ist, wenn der erste Tuner und der zweite Tuner dafür vorgesehen sind in einem ersten Band zu arbeiten, wobei der erste Frequenzgenerator mit einem ersten lokalen Oszillator verbunden ist, der mit der ersten Gruppe von Mischern verbunden ist, und der zweite Frequenzgenerator mit einem zweiten lokalen Oszillator verbunden ist, der mit der zweiten Gruppe von Mischern verbunden ist.
System nach Anspruch 18, wobei der IC außerdem einen ersten rauscharmen Verstärker (LNA) umfasst, der mit dem ersten Pad verbunden ist, um das erste RF-Signal zu empfangen und zu verstärken, wobei der erste LNA einen Puffer umfasst, um das verstärkte erste RF-Signal zu Puffern und das verstärkte erste RF-Signal an einen aus der ersten Gruppe von Mischern, einen aus der zweiten Gruppe von Mischern und den ersten Loop-Through-Puffer auszugeben.
Integrierter Schaltkreis (IC), Folgendes umfassend: einen ersten spannungsgesteuerten Oszillator (VCO), der dafür vorgesehen ist, mit einer ersten Schwingungsfrequenz zu schwingen; einen zweiten VCO, der dafür vorgesehen ist, mit einer zweiten Schwingungsfrequenz zu schwingen; einen ersten Teiler, der mit dem ersten VCO verbunden ist, um ein erstes LO-Signal zu erzeugen; einen zweiten Teiler, der mit dem zweiten VCO verbunden ist, um ein zweites LO-Signal zu erzeugen; wobei das erste LO-Signal und das zweite LO-Signal im Wesentlichen bei einer gemeinsamen Frequenz liegen und ein Frequenzbereich der ersten Schwingungsfrequenz und ein Frequenzbereich der zweiten Schwingungsfrequenz sich nicht überlappen.
IC nach Anspruch 21, wobei der IC einen einziges Halbleiterplättchen umfasst, das einen ersten Tuner und einen zweiten Tuner umfasst.
IC nach Anspruch 22, wobei der erste Tuner eine erste Gruppe von Mischern umfasst, von denen jeder dafür vorgesehen ist, selektiv das erste LO-Signal zu empfangen, sowie eine zweite Gruppe von Mischern, von denen jeder dafür vorgesehen ist, selektiv das zweite LO-Signal zu empfangen.
IC nach Anspruch 23, wobei in einem ersten Modus der erste Tuner und der zweite Tuner dafür vorgesehen sind, gleichzeitig ein gemeinsames Signalband zu verarbeiten, das von einer ersten Antenne erhalten wird.
IC nach Anspruch 23, wobei in einem zweiten Modus der erste Tuner dafür vorgesehen ist, ein Signal von einer ersten Antenne zu verarbeiten und, gleichzeitig, der zweite Tuner dafür vorgesehen ist, ein Signal von einer zweiten Antenne zu verarbeiten.