DE60315960T2 - Verfahren und vorrichtung zur analog-/digital-umsetzung - Google Patents

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Description

  • ERFINDUNGSGEBIET
  • Die vorliegende Erfindung bezieht sich allgemein auf Analog-/Digital-Umsetzung und insbesondere auf die Analog-/Digital-Umsetzung in Funkempfängern.
  • ALLGEMEINER STAND DER TECHNIK
  • Analog-/Digital-Umsetzer (ADCs) sind oft in Signalempfangsanwendungen wie Funkempfängern zu finden. In einem Funkempfänger wird ein analoges HF-Signal (Funkfrequenzsignal) hinsichtlich seiner Frequenz von einem Mischer abwärts gemischt. Der Mischer verwendet ein lokales Oszillator-(LO) Signal von einer lokalen Oszillator-Quelle zum Umsetzen des empfangenen Signals in einen Frequenzbereich, der zur Abtastung durch einen Analog-/Digital-Umsetzer geeignet ist. Ein weiterer Oszillator steuert die Abtastrate des Analog-/Digital-Umsetzers. Zwischen dem Mischer und dem Analog-/Digital-Umsetzer wird ein Filter benötigt, um Störsignale, die durch die Misch- und Abtastprozesse verursacht werden, auf ein Minimum zu reduzieren.
  • Das Filter wird manchmal mit „Anti-Aliasing"-Filter" bezeichnet, weil es die spektralen Komponenten unterdrückt, die außerhalb des Nyquist Bandes liegen. In anderen Worten, es verhindert, dass Außerbandfrequenz-Komponenten, die durch das Mischen und Abtasten verursacht werden (das heißt, die Aliasing-Signale) den Ausgang des Analog-(Digital-Umsetzers verunreinigen. In Abwesenheit eines solches Filters wird Teil des Frequenzspektrums außerhalb des gewünschten Frequenzbandes als Alias in das gewünschte Frequenzband aufgenommen und erzeugt unerwünschte Störsignale. Dieser Aliasing-Effekt kann selbst bei Einsatz eines solchen Filters auftreten, wenn das Filter nicht mit ausreichender Genauigkeit konstruiert oder hergestellt wurde.
  • Ein Beispiel dieses Aliasing-Effekts soll im Folgenden unter Bezugnahme auf die Frequenzspektren von 1A bis 1G beschrieben werden. 1A veranschaulicht den Ort des gewünschten empfangenen Signal-Frequenzbandes, Aoo, und dessen negatives Gegenstück aoo. 1B zeigt das Frequenzspektrum für das lokale Oszillatorsignal (LO), das vom Mischer zum Frequenz Abwärtsmischen des empfangenen HF-Signals in das Zwischenfrequenzband (IF), das Basisband oder ein anderes, für Analog-/Digital-Umsetzung geeignetes Frequenzband benutzt wird. Das lokale Oszillator-Signal weist eine Grundfrequenz bei ± L, eine zweite Oberfrequenz bei ± 2L, eine dritte Oberfrequenz bei ± 3L, eine vierte Oberfrequenz bei ± 4L, eine fünfte Oberfrequenz bei ± 5L und so weiter auf. Die ungeraden Oberfrequenzen sind typisch problematisch, weil die geraden Oberfrequenzen größenmäßig allgemein sehr klein sind.
  • 1C veranschaulicht das Ergebnis des Mischen der Grundfrequenz L der lokalen Oszillatorfrequenz (in 1B dargestellt) und des Empfangsbandes des gewünschten Signals von 1A. Das gewünschte Signal und sein negatives Bild wurden in niedrigere Frequenzbänder A0, a0 und in höhere Frequenzbänder A1, a1 (die außerhalb des interessierenden Frequenzbandes liegen) mit Oberfrequenzen von FLO (± L) erster Ordnung verschoben. 1D veranschaulicht das Ergebnis des Mischen der Oberfrequenzen dritter Ordnung des lokalen Oszillatorsignals (± 3L) und des Empfangsbandes, was die Spektrumsfrequenzen B0, b0 und A2, a2 ergibt. Desgleichen zeigt 1E des Ergebnis des Mischen der Oberfrequenzen fünfter Ordnung des lokalen Oszillatorsignals (± 5L) und des Empfangsbandes, was die Spektrumsfrequenzen B1, b1 ergibt. Wiederum sind nur die Oberfrequenzen ungerader Ordnung des lokalen Oszillators von Interesse.
  • 1F zeigt das spektrale Ergebnis des Mischerausgangs, wenn die Grundfrequenz und die ungeraden Oberfrequenzen des lokalen Oszillators mit dem gewünschten Signal im Empfangsband gemischt werden. Eine Filtereigenschaft, dargestellt in Forum eines Dicklinien-Trapezoids, kann die punktiert dargestellten unerwünschten spektralen Komponenten entfernen, so dass nur das gewünschte Signal bei a0, A0 zusammen mit denjenigen unerwünschten spektralen Komponenten, die nicht gefiltert wurden, das heißt b0, B0, übrig bleiben. Leider verursachen diese Inband Oberfrequenzen dritter oder höherer Ordnung unerwünschtes Aliasing bei der analogen-zu-digitalen Umsetzung.
  • 1G zeigt eine abgetastete Mischerausgabe eines Analog-/Digital-Umsetzers, wenn ein nicht-optimales Filter, wie das in 1F dargestellte Filter, zum Filtern des Mischerausgangs verwendet wird. Die unerwünschten Alias-Signale sind als „punktierte" Spektren dargestellt, und die gewünschten Signale sind als „schraffierte" Spektren dargestellt. Die Abtastfrequenz des Analog-/Digital-Umsetzers und seine Oberfrequenzen sind als dicke schwarze vertikale Linien, zentriert für jede spektrale Kopie, dargestellt und als FADC angegeben. Das Aliasing Problem ist besonders störend, wenn die Abtastrate des Analog-/Digital-Umsetzers relativ hoch oder höher als die lokale Oszillatorfrequenz ist. Obwohl die Abtastrate dem Nyquist Abtast-Lehrsatz entspricht und mehr als das Doppelte der höchsten Frequenz des Empfangsbandes für das gewünschte Signal a0, A0 ist, ist die Abtastfrequenz nicht mehr als das Doppelte der höchsten Frequenz der Mischerprodukte b0, B0. Demzufolge werden diese abgetasteten Signale b0, B0 der dritten Oberfrequenz als Alias in den Frequenzbereich dieser gewünschten Signale aufgenommen. Da sie im gewünschten Frequenzband liegen, können die Alias-Signale nicht ohne weiteres durch ein Filter (zum Beispiel ein digitales Filter) entfernt werden.
  • Somit ist klar, dass das Filter am Mischerausgang eine wichtige Funktion im Empfänger hat. Diese Filter (wenn man annimmt, dass sie die benötigte Filterfunktion durchführen können) haben jedoch ihre Nachteile. Erstens müssen sie sehr genau konstruiert und gefertigt werden, um den Aliasing-Effekt zu beseitigen. Hierzu ist gewöhnlich notwendig, dass dieses Filter ein Filter hoher Ordnung ist, um ein scharfes Cut-Off und eine geringe Brummspannung im Durchlassbereich zu erzielen, so dass alle Signale außer a0, A0 in 1F entfernt werden können. Zweitens sind diese Filter typisch teuer und weisen selbst dann bestimmte Schwankungen und Verluste im Durchlassbereich auf, die ausgeglichen werden müssen. Drittens muss das Filter sowohl auf die Quellen- als auch die Lastimpedanz abgestimmt werden, um korrekt zu funktionieren. Die „Quellen" Impedanz des Mischen ist typisch niederohmig, und die Impedanz des Analog-/Digital-„Last” Umsetzers ist typisch hochohmig und leicht kapazitiv. Da Hochleistungs-Analog-/Digital-Umsetzer normalerweise mit zunehmenden Spannungsschwankungen auf ihrem Eingang unter abnehmender Linearität leiden, sollte die Lastimpedanz so niedrig wie möglich gehalten werden. Impedanzabstimmung ist schwierig aufgrund der nicht linearen Eingangsimpedanz, des Analog-/Digital-Umsetzers, was bedeutet, dass kein fester Impedanzwert zur Verfügung steht, der als Bezugswert benutzt werden könnte, wenn die Höhe der Filterimpedanz berechnet wird. Diese nicht lineare Impedanz ergibt ein Anti-Aliasing Filter, dessen Transfer-Funktion abhängig ist von der Amplitude und Frequenz des Eingangssignals. Demzufolge stimmen die Bandbreite des Filters, die Einfügedämpfung und die Brummspannung nicht mit den Spezifikationen für eine Impedanz mit fester Last überein. Somit gibt es mehrere Gründe, warum es nicht wünschenswert ist, ein Filter oder einen Impedanztransformator zwischen dem Mischer und dem Analog-/Digital-Umsetzer einzusetzen. Und es ist immer noch erforderlich, Störsignale im Durchlassbereich zu vermeiden, die durch Aliasing erzeugt werden.
  • Die vorliegende Erfindung löst die obigen Probleme und erfüllt bestimmte wünschenswerte Ziele durch Bereitstellen eines Verfahrens und einer Vorrichtung, die die Notwendigkeit für ein solches Anti-Aliasing Filter beseitigen, während sie zur gleichen Zeit sicherstellen, dass durch die Misch- und Abtastprozesse kein Aliasing im Durchlassbereich auftritt. Insbesondere setzt die vorliegende Erfindung die lokale Oszillatorfrequenz in Beziehung zur Frequenz der Abtastrate des Analog-/Digital-Umsetzers derart, dass Aliasing im gewünschten Empfangsband vermieden wird. Insbesondere ist die Frequenz des lokalen Oszillatorsignals ein Ganzzahl-Vielfaches der halben Abtastrate des Analog-/Digital-Umsetzers. Wenn die Ganzzahl Eins ist, ist die Frequenz des lokalen Oszillatorsignals die Hälfte der Abtastrate des Analog-/Digital-Umsetzers. In einer bevorzugten, nicht einschränkenden beispielhaften Ausführungsform werden die Abtastrate des Analog-/Digital-Umsetzers und die Frequenz des lokalen Oszillatorsignals zu einander in Beziehung gesetzt durch die Gleichung FLO = n·FADC/2, wobei n jede beliebige positive Ganzzahl ist.
  • Vorzugsweise (aber nicht unbedingt) wird ein zentraler Oszillator zum Erzeugen eines periodischen Signals benutzt, welches dann zum Erzeugen sowohl des lokalen Oszillatorsignals als auch des Abtastratensignals benutzt wird. Ein Frequenzumsetzer, der das periodische Signal vom zentralen Oszillator empfängt, liefert das lokale Oszillatorsignal an den Mischer und ein Abtastsignal an den Analog-/Digital-Umsetzer. Der Frequenzumsetzer beinhaltet einen ersten Frequenzteiler zum Teilen des periodischen Signals durch die Hälfte zur Erzeugung des lokalen Oszillatorsignals und zum Teilen des periodischen Signals durch eine positive Ganzzahl zum Erzeugen des Abtastsignals des Analog-/Digital-Umsetzers.
  • Die vorliegende Erfindung kann in einem Empfänger eingesetzt werden, ohne dass zwischen dem Mischer und dem Analog-/Digital-Umsetzer ein Anti-Aliasing Filter eingesetzt wird. Somit werden die Kosten für ein solches Filter vermieden. Ferner kann der niedrige Impedanzausgang des Mischen direkt, ohne ein Impedanz-Abstimmungsnetz, an den Analog-/Digital-Umsetzer gekoppelt werden. Oder es kann ein vereinfachtes weniger teures Filter zwischen dem Mischer und dem Analog-/Digital-Umsetzer eingesetzt werden.
  • Die US 5629703 offenbart einen Spektrums-Analyser, der ein Verfahren zum Reduzieren der Amplitude von Oberfrequenz- und Störsignalen verwendet. Bei diesem Verfahren wird ein normaler Zeitbereich-Datensatz erfasst und digitalisiert, dann wird dieser Zeitbereich-Datensatz in einen normalen Frequenzbereich-Datensatz umgewandelt und der normale Datensatz anschließend gespeichert. Als Nächstes wird ein lokaler, den Mischer treibender Oszillator frequenz-verschoben, und ein zusätzlicher Zeitbereich-Datensatz wird erfasst, digitalisiert, umgewandelt und gespeichert, woraus sich ein verschobener Frequenzbereich Datensatz ergibt. Danach wird der verschobene Datensatz mathematisch erneut auf den normalen Datensatz ausgerichtet, und die normalen und neu ausgerichteten Datensätze werden zu einem frequenz-verschobenen Datensatz kombiniert, der reduzierte Oberfrequenz- und Starsignal-Amplituden aufweist. Vorzugsweise kommen bei dem Verfahren Mehrfrequenz-Verschiebungen des lokalen Oszillators und eine entsprechende Anzahl von Erfassungen, Digitalisierungen, Umwandlungen, Neuausrichtungen und Durchschnittsberechnungen zum Einsatz. Der oben beschriebene Prozess ist abhängig davon, dass das Eingangssignal während der Erfassung und Speicherung des normalen Frequenzbereich-Datensatzes und jedes verschobenen Frequenzbereich-Datensatzes weitgehend konstant bleibt.
  • Die US 5629703 veranschaulicht ferner einen experimentellen Spektrums-Analyser, der zum Verifizieren des oben beschriebenen Prozesses verwendet wird. Der experimentelle Spektrum-Analyser beinhaltet zum Beispiel drei Signalgeneratoren, einen Mischer, einen A/D-Umsetzer und einen Personalcomputer. Dieser experimentelle Spektrums-Analyser beinhaltet einen ersten Signalgenerator, der ein Eingangssignal für einen Mischer erzeugt, einen variablen Signalgenerator, der ein 75 MHz-Signal (variiert in +/– 1 bis +/– 4 MHz Inkrementen) erzeugt, das dem Mischer zugeführt wird, und einen Bezugseingang eines 25 MHz Signalgenerators, der wiederum ein Taktsignal für einen A/D-Umsetzer erzeugt.
  • Die WO 00/08764 bezieht sich auf die analoge-zu-digitale Umsetzung eines Signals mit Funkfrequenz-Abtastraten.
  • KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
  • Ein besseres Verständnis des oben Gesagten sowie der anderen Ziele, Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung wird bei Bezugnahme auf die folgende Beschreibung im Zusammenhang mit den beigefügten Zeichnungen erzielt.
  • In 1A1G sind Signalgrößen Spektren an verschiedenen Punkten in einer Empfangskette dargestellt, die einen Analog-/Digital-Umsetzer beinhalten;
  • In 2 ist ein Empfänger dargestellt, in dem eine beispielhafte, nicht einschränkende Implementierung der vorliegenden Erfindung zum Einsatz kommt;
  • In 3 ist ein Ablaufdiagramm dargestellt, das Prozeduren gemäß eines beispielhaften, nicht einschränkenden erfindungsgemäßen Verfahrens darstellt; und
  • In 4A4F sind Signalgrößen Spektren an verschiedenen Punkten des Empfängers von 2 dargestellt.
  • AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG
  • In der folgenden Beschreibung sind zum Zwecke der Erklärung, aber nicht Einschränkung, spezifische Details wie bestimmte Ausführungsformen, Prozeduren, Techniken usw. angegeben, um ein gründliches Verständnis der vorliegenden Erfindung zu vermitteln. Für einen in der Technik bewanderten Fachmann ist jedoch offensichtlich, dass die vorliegende Erfindung auch in Ausführungsformen eingesetzt werden kann, die von diesen spezifischen Details abweichen. In einigen Fallen wurden ausführliche Beschreibungen gut bekannter Funkschaltungs-Komponenten und Vorrichtungen, Empfängersignal Verarbeitungsverfahren und -techniken usw. ausgelassen, um die Beschreibung der vorliegenden Erfindung nicht durch unnötige Details zu verschleiern. Darüber hinaus wurden in einigen der Figuren individuelle Funktionsblöcke dargestellt. Ein in der Technik bewanderter Fachmann wird wissen, dass die Funktionen mit individuellen Hardware-Schaltungen, mit Software-Funktionen in Verbindung mit einem entsprechend programmierten digitalen Mikroprozessor oder einem Allgemeinzweck-Computer, mit einer anwendungsspezifischen integrierten Schaltung (ASIC) und/oder mit einem oder mehreren digitalen Signalprozessoren (DSPs) implementiert werden können.
  • 2 zeigt einen beispielhaften Funkempfänger 10, in dem ein Analog-/Digital-Umsetzer (ADC) 22 zum Einsatz kommt. Der Empfänger 10 beinhaltet eine Antenne 12 zum Detektieren eines gewünschten HF-Signals in einem HF-Empfangsband zu einem Vorrechner 14 des Empfängers. Das Empfangsband kann einen oder mehrere Kanäle beinhalten. Der Vorrechner 14 könnte analoge Signalverarbeitungs-Schaltungen beinhalten, die solche Funktionen wie geräuscharme Verstärkung, Frequenzbandauswahl und möglicherweise eine erste Überlagerungsstufe durchführen. Ein vom Vorrechner (14) kommendes bandbegrenztes analoges Signal wird an einem Mischer 16 bereitgestellt, der mit Hilfe eines lokalen Oszillatorsignals (LO) FLO das empfangene Signal in einen Frequenzbereich verschiebt, der zum Abtasten durch einen Analog-/Digital-Umsetzer 22 geeignet ist. Falls gewünscht, kann ein optionales preiswertes, Anti-Aliasing Filter 20 eingesetzt werden. Ein Vorteil der vorliegenden Erfindung besteht jedoch darin, dass kein Anti-Aliasing Filter benötigt wird. Auf jeden Fall wird der analoge Signalausgang des Mischers 16 (oder des optionalen Filters) in dem Analog-/Digital-Umsetzer 22 abgetastet, um ein entsprechendes digitales Signal zu erzeugen. Die Abtastrate des Analog-/Digital-Umsetzers 22 wird durch einen Abtast-Takt FADC geregelt. Der digitale Ausgang des Analog-/Digital-Umsetzers wird an den digitalen Verarbeitungsschaltungen 26 zur weiteren Verarbeitung bereitgestellt. Wenn der Empfänger ein Mehrträger-Funkempfänger ist, könnten die digitalen Verarbeitungsschaltungen 26 einen Channelizer beinhalten, der verschiedene Kanäle/Frequenzträger auswählt, die im Empfangsband enthalten sind.
  • Die lokale Oszillatorfrequenz FLO und die Abtast-Taktfrequenz FADC werden von einem Frequenzumsetzer 28 erzeugt, der von einem Haupt-Oszillator oder zentralen Oszillator 30 versorgt wird. Der Frequenzumsetzer 28 beinhaltet einen ersten Frequenzteiler 32, der den Ausgang des Haupt-Oszillators halbiert. Der Frequenzteiler 34 teilt den Ausgang des Haupt-Oszillators durch n, wobei n eine positive Ganzzahl ist. Der Ausgang des Haupt-Oszillators gibt ein periodisches Signal mit einer Frequenz 2L aus. Das periodische Signal kann eine Sinuswelle, eine quadratische Welle oder jede beliebige andere periodische Signalwellenform sein. Darüber hinaus können die Signale FLO und FADC jeder beliebige Signaltyp sein, der vom Mischer 16 bzw. dem Analog-/Digital-Umsetzer 22 akzeptiert wird. Der Frequenzumsetzer 28 kann jeder geeignete Frequenzumsetzmechanismus sein, beispielsweise ein im Handel erhältlicher Frequenzteiler oder Frequenzumsetzer. Die Werte L und n richten sich nach dem jeweiligen Empfänger-Design. FLO = L und wird in Übereinstimmung mit einem bestimmten Empfangsband ausgewählt.
  • FADC = 2L/n und wird in Übereinstimmung mit einem vorherbestimmten Abtastratenbereich des Analog-/Digital-Umsetzers 22 ausgewählt. FLO und FADC sind entsprechend des Folgenden zueinander in Beziehung gesetzt. FLO = n·FADC/2, wobei n irgendeine positive Ganzzahl ist. Obwohl nur ein einzelner Haupt-Oszillator 30 dargestellt ist, könnten zwei separate Oszillatoren eingesetzt werden, um FLO bei L und FADC bei 2L/n zu erzeugen. Solche separaten Oszillatoren könnten, müssen aber nicht synchronisiert sein.
  • Als Nächstes soll Bezug auf die in 3 dargestellten Frequenzauswahl Prozeduren genommen werden. Als erstes wird ein benutzbares oder benötigtes Empfangsband für den Empfänger bestimmt (Schritt S1). Ferner wird der Abtastratenbereich für den Analog-/Digital-Umsetzer bestimmt (Schritt S2). Ein Empfänger-Konstrukteur könnte, muss aber nicht unbedingt Kontrolle über einen oder alle beiden Parameter haben. Dementsprechend wird FLO gemäß des bestimmten Empfangsbandes und FADC gemäß des bestimmten Abtastratenbereichs ausgewählt. Jedoch werden FLO und FADC auch in Übereinstimmung mit der Beziehung FLO = n·FADC/2 bestimmt, so dass FLO = L und FADC = 2L/n (Schritt S3). Da der Wert L, der für den Mischer benötigt wird, bekannt ist, wird der Ausgang des Haupt-Oszillators auf 2L eingestellt (Schritt S4). Der Frequenzeingang zum Mischer FLO ist auf L eingestellt, und der Abtastrateneingang FADC zum Analog-/Digital-Umsetzer ist auf FADC = 2L/n eingestellt (Schritt S5).
  • Die Beziehung zwischen der lokalen Oszillatorfrequenz und der analog-zu-digitalen Abtastrate beseitigt Aliassignale im gewünschten Empfangsband. In dieser Hinsicht soll nun Bezug genommen werden auf die Frequenz-Spektren, die in 4A4F dargestellt sind. 4A veranschaulicht den Ort des gewünschten Empfangssignal Frequenzbandes Aoo und seines negativen Gegenstücks aoo. Fig. B veranschaulicht das Frequenzspektrum für das lokale Oszillatorsignal, das vom Mischer zum Abwärts-Umsetzen der Frequenz des empfangenen Signals benutzt wird. Wie in 1 weist das lokale Oszillatorsignal eine Grundfrequenz von ± L, eine zweite Oberfrequenz bei ± 2L, eine dritte Oberfrequenz bei ± 3L usw. auf.
  • 4C veranschaulicht das Ergebnis des Mischen der Grundfrequenz L des lokalen Oszillators (in 4B dargestellt) und des Empfangsbandes mit dem gewünschten Signal (in 4A dargestellt). Das Empfangsband und sein negatives Bild wurden in die unteren Frequenzbänder A0, a0 und die oberen Frequenzbänder A1, a1 mit der Oberfrequenz FLO (± L) erster Ordnung verschoben. 4D veranschaulicht das Ergebnis des Mischens der Oberfrequenz dritter Ordnung des lokalen Oszillatorsignals (± 3L) und des Empfangsbandes, was die Spektrums-Komponenten B0, b0 und A2, a2 ergibt. Desgleichen zeigt 4E das Ergebnis des Mischen der Oberfrequenz fünfter Ordnung des lokalen Oszillatorsignals ± 5L und des Empfangsbandes, was die Spektrums-Komponenten bei B1, b1 und A3, a3 ergibt. In der Annahme, dass der Mischer gut ausbalanciert ist, so dass die geraden Oberfrequenzen sich gegenseitig aufheben, sind nur die ungeraden Oberfrequenzen des lokalen Oszillators von praktischem Interesse. 4F zeigt das Ergebnis für den Fall, in dem die Grundfrequenz und alle Oberfrequenzen des Mischers im Analog-/Digital-Umsetzer übereinander gelagert sind und mit einer Abtast/Taktfrequenz von FADC = 2·L (n – 1) in diesem Beispiel abgetastet werden. Nur die gewünschten Signale A0, a0 liegen im gewünschten Empfangsband. Die restlichen Signale können in der nachfolgenden digitalen Verarbeitungseinheit 26 leicht ausgefiltert werden.
  • In 4 ist das verschobene Signal (verschoben mit ± L = FADC/2 und seinen Oberfrequenzen), das dem Analog-/Digital-Umsetzer (ADC) (4C4E) zugeführt wurde, an den Spektrumspositionen summiert, ist also gleich allen Alias-Signalbändern, die aufgrund der Abtastung durch den ADC mit einer Frequenz von FADC/2 (4F) erstellt wurden. Dies ist der Fall für L = n·FADC/2. Im Grunde genommen werden die Alias-Signale zum gewünschten Signal in harmloser Weise hinzu addiert, wenn FADC = n·FADC/2. Somit ergibt sich schließlich für das abgetastete Mischer-Ausgangssignal am ADC Ausgang lediglich a0, A0.
  • Dadurch dass zwischen der lokalen Oszillator-Frequenz und der Abtastfrequenz des Analog-/Digital-Umsetzers eine ganz bestimmte Beziehung eingerichtet wird, ist es nicht erforderlich ein Anti-Aliasing Filter zwischen dem lokalen Oszillator und dem Analog-/Digital-Umsetzer einzufügen. Außerdem könnte ein einzelner zentraler Oszillator zum Erzeugen sowohl des lokalen Oszillatorsignals als auch des ADC Abtast-Taktes verwendet werden, was kostengünstiger ist, insbesondere dann, wenn dieser Haupt-Oszillator Signale mit sehr geringem Jitter bereitstellen muss. Dadurch kann auch der Jitter im Ausgangssignal des Analog-/Digital-Umsetzers verringert werden. Ohne ein Anti-Aliasing Filter gibt es keine Kosten mehr für das Filter. Außerdem kann der regulär niedrige Impedanzausgang des Mischers günstig direkt an den Eingang des Analog-/Digital-Umsetzers gekoppelt werden, ohne dass die Impedanzen aufeinander abgestimmt werden müssen. Die niederohmige Mischer-Quelle maskiert die nicht lineare Kapazitanz des Analog-/Digital-Umsetzers, ohne irgendwelche zusätzlichen Verluste einzuführen.

Claims (12)

  1. Vorrichtung zum Einsatz in einem Funkempfänger, welche Vorrichtung einen Mischer (16) zum Mischen eines empfangenen Signals und eines lokalen Oszillator-Signals und zum Erzeugen eines analogen Frequenz-umgesetzten Signals sowie einen Analog-/Digital-Umsetzer (22) zum Umsetzen des analogen Frequenz-umgesetzten Signals in ein entsprechendes digital Signal umfasst, dadurch gekennzeichnet, dass eine Frequenz des lokalen Oszillator-Signals ein Ganzzahl-Vielfaches einer halben Abtastrate des Analog-/Digital-Umsetzers (22) ist, ohne dass ein Filter zwischen dem Mischer (16) und dem Analog-/Digital-Umsetzer (22) eingesetzt wird.
  2. Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Frequenz des lokalen Oszillator-Signals die Hälfte der Abtastrate des Mialog-/Digital-Umsetzers (22) ist.
  3. Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Frequenz des lokalen Oszillator-Signals FLO FLO = n·FADC/2, wobei FADC die Abtastrate des Analog-/Digital-Umsetzers ist und n eine positive Ganzzahl ist.
  4. Vorrichtung nach Anspruch 1, ferner umfassend: einen Oszillator (30) zum Erzeugen eines periodischen Signals, wobei das periodische Signal zum Erzeugen sowohl des lokalen Oszillator-Signals als auch eines Abtastraten-Signals für den Analog-/Digital-Umsetzer (22) dient.
  5. Vorrichtung nach Anspruch 4, ferner umfassend: einen Frequenzumsetzer (28), der das periodische Signal vom Oszillator (30) empfängt, um das lokale Oszillator-Signal am Mischer (16) und ein Abtastraten-Signal am Analog-/Digital-Umsetzer (22) bereitzustellen.
  6. Vorrichtung nach Anspruch 5, wobei der Frequenzumsetzer (28) einen ersten Frequenzteiler (32) zum Teilen des periodischen Signals in die Hälfte zur Erzeugung des lokalen Oszillator-Signals und einen zweiten Frequenzteiler (34) zum Teilen des periodischen Signals durch eine Ganzzahl zum Erzeugen des Abtastraten-Signals des Analog-/Digital-Umsetzers beinhaltet.
  7. Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei das analoge Frequenz-umgesetzte Signals vom Mischer (16) direkt an den Analog-/Digital-Umsetzer gekoppelt wird.
  8. Funkempfänger beinhaltend die Vorrichtung nach Anspruch 1, ferner umfassend: eine Antenne (12) und einen Vorrechner (14) zum Verarbeiten eines über die Antenne (12) empfangenen Funkfrequenzsignals.
  9. Verfahren in einem Funkempfänger, umfassend das Empfangen eines analogen Funksignals, Mischen des empfangenen Signals mit einem lokalen Oszillator-Signal zum Erzeugen eines analogen Frequenz-umgesetzten Signals und Umsetzen des analogen Frequenz-umgesetzten Signals in ein entsprechendes digitales Signal unter Einsatz eines Abtastraten-Signals, dadurch gekennzeichnet, dass eine Frequenz des lokalen Oszillator-Signals ein Ganzzahl-Vielfaches der Hälfte einer Frequenz des Abtastraten-Signals ist, und das Umsetzen durchgeführt wird, ohne dass das analoge Frequenz-umgesetzte Signal gefiltert wird.
  10. Verfahren nach Anspruch 9, wobei die Frequenz des lokalen Oszillator-Signals die Hälfte der Frequenz des Abtastraten-Signals ist.
  11. Verfahren nach Anspruch 9, wobei die Frequenz des lokalen Oszillator-Signals FLO FLO = n·FADC/2, wobei FADC die Frequenz des Abtastsignals ist und n eine positive Ganzzahl ist.
  12. Verfahren nach Anspruch 9, ferner umfassend: Bestimmen eines Empfangsfrequenzbandes für das empfangene Signal und eines Abtastratenbereichs für die Analog-/Digital-Umsetzung; Definieren von Grenzen für die Frequenz des lokalen Oszillator-Signals entsprechend des Empfangsfrequenzbandes und für die Frequenz des Abtast-Signals entsprechend des Abtastenratenbereichs; und Auswählen, innerhalb der definierten Grenzen, der Frequenz des lokalen Oszillator-Signals und der Frequenz des Abtastraten-Signals, so dass die Frequenz des lokalen Oszillator-Signals ein Ganzzahl-Vielfaches der Hälfte der Frequenz des Abtastraten-Signals ist.
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