TWI394452B - 通訊系統、數化器及接收射頻信號之方法 - Google Patents

通訊系統、數化器及接收射頻信號之方法 Download PDF

Info

Publication number
TWI394452B
TWI394452B TW098135055A TW98135055A TWI394452B TW I394452 B TWI394452 B TW I394452B TW 098135055 A TW098135055 A TW 098135055A TW 98135055 A TW98135055 A TW 98135055A TW I394452 B TWI394452 B TW I394452B
Authority
TW
Taiwan
Prior art keywords
sampling
frequency
channel
analog
signal
Prior art date
Application number
TW098135055A
Other languages
English (en)
Other versions
TW201018226A (en
Inventor
Yi Fu Chen
Ming Luen Liou
Cheng I Wei
Chun Hua Ho
Original Assignee
Mediatek Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Mediatek Inc filed Critical Mediatek Inc
Publication of TW201018226A publication Critical patent/TW201018226A/zh
Application granted granted Critical
Publication of TWI394452B publication Critical patent/TWI394452B/zh

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03M—CODING; DECODING; CODE CONVERSION IN GENERAL
    • H03M1/00—Analogue/digital conversion; Digital/analogue conversion
    • H03M1/12—Analogue/digital converters
    • H03M1/124—Sampling or signal conditioning arrangements specially adapted for A/D converters
    • H03M1/1245—Details of sampling arrangements or methods
    • H03M1/1255—Synchronisation of the sampling frequency or phase to the input frequency or phase
    • H—ELECTRICITY
    • H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03J—TUNING RESONANT CIRCUITS; SELECTING RESONANT CIRCUITS
    • H03J1/00—Details of adjusting, driving, indicating, or mechanical control arrangements for resonant circuits in general
    • H03J1/0008—Details of adjusting, driving, indicating, or mechanical control arrangements for resonant circuits in general using a central processing unit, e.g. a microprocessor

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Theoretical Computer Science (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Superheterodyne Receivers (AREA)
  • Noise Elimination (AREA)
  • Analogue/Digital Conversion (AREA)
  • Circuits Of Receivers In General (AREA)

Description

通訊系統、數化器及接收射頻信號之方法
本發明係有關於數化器(digitizer)，且特別有關於具有可變取樣時脈(sampling clock)之數化器、通訊系統以及接收射頻信號之方法。
第1圖係傳統數位電視接收器之示意圖。數位接收器(digital receiver)100包含調諧器110、解調器(demodulator)120及信號處理器130。解調器120包含類比數位轉換器(analog to digital converter，ADC)125。調諧器110接收射頻(radio frequency，RF)信號並且將其下轉換(downconvert)為中頻(intermediate frequency，IF)信號。位於解調器120中之ADC 125取樣IF信號並且產生數位信號。所述數位信號更進一步於解調器120中解調並隨後被傳送至信號處理器130以用於後續信號處理。
第2圖係第1圖中ADC 125取樣前及取樣後通道之頻率分佈之示意圖。頻率軸上方之示意圖繪示ADC 125取樣前IF信號之通道頻率分佈，而頻率軸下方之示意圖繪示ADC 125取樣後之通道頻率分佈。陰影區域表示通道N之所需(通道內)信號(desired signal)之位置。不需要之相鄰通道(adjacent channel)之位置被標示為N+1、N+2...及N-1、N-2...，舉例而言，為遵守美國電視標準，IF信號中所需通道N典型地以44MHz為中心頻率，頻寬6MHz。依據尼奎斯特準則(Nyquist criterion)，只有當取樣頻率(sampling frequency)大於尼奎斯特頻率，亦即兩倍于其最高頻率組分時，或者於上述情況下，大于94MHz時，IF信號方能被數位化取樣而不產生混疊效應(alias effect)。然而，以大于尼奎斯特頻率之頻率來取樣IF信號係不現實的。已知實例皆需較尼奎斯特頻率小之取樣頻率。此種取樣會導致混疊效應，其致使二次取樣后不需要之信號於理想信號頻譜中重疊。混疊效應會導致接收環境惡化，因為重疊之不需要之信號干擾所需信號并且使其惡化。舉例而言，ADC 125以25MHz取樣后，各種通道摺疊為一取樣窗口，窗口範圍自-12.5MHz至12.5MHz。如第2圖中所示，取樣后相鄰通道N+2及N-2與所需之通道N擁有同樣之頻率。若相鄰通道N+2及N-2之功率(power)高，所需之通道N會因此被影響且解調器120可能不能正常工作。
有鑑於此，特提供以下技術方案：本發明實施例提供一種通訊系統，包含調諧器、類比數位轉換器、取樣頻率產生器以及控制器。調諧器用以產生中頻信號；類比數位轉換器耦接於調諧器，用以取樣中頻信號以產生數位信號；取樣頻率產生器耦接於類比數位轉換器，用以提供可變頻率之取樣時脈至類比數位轉換器；控制器耦接於取樣頻率產生器，用以決定取樣時脈之頻率。
本發明實施例另提供一種數化器，包含類比數位轉換器、取樣頻率產生器以及控制器。類比數位轉換器用以取樣中頻信號以產生數位信號；取樣頻率產生器耦接於類比數位轉換器，用以提供可變頻率之取樣時脈至類比數位轉換器；控制器耦接於取樣頻率產生器，用以決定取樣時脈之頻率。
本發明實施例另提供一種接收射頻信號之方法，包含：執行通道掃描以檢查每一通道之功率及載波頻率偏移；於調諧器中調諧一本地振盪器之頻率，以最小化中頻載波偏移；以及檢查相鄰通道干擾之功率電平並且藉此決定類比數位轉換器之取樣率。
本發明實施例另提供一種接收射頻信號之方法，包含：檢查相鄰通道干擾之功率電平並且藉此決定類比數位轉換器之取樣率；以及改變類比數位轉換器之取樣率並且執行通道重新獲取。
以上所述之通訊系統、數化器及接收射頻信號之方法可藉由調整取樣時脈來阻止強相鄰通道干擾與所需信號頻譜混疊，且於沒有相鄰通道干擾引入時減少功率消耗。
在說明書及後續的申請專利範圍當中使用了某些詞彙來指稱特定的元件。所屬領域中具有通常知識者應可理解，製造商可能會用不同的名詞來稱呼同樣的元件。本說明書及後續的申請專利範圍並不以名稱的差異來作為區分元件的方式，而是以元件在功能上的差異來作為區分的基準。在通篇說明書及後續的請求項當中所提及的「包含」係為一開放式的用語，故應解釋成「包含但不限定於」。另外，「耦接」一詞在此係包含任何直接及間接的電氣連接手段。因此，若文中描述一第一裝置耦接於一第二裝置，則代表第一裝置可直接電氣連接於第二裝置，或透過其他裝置或連接手段間接地電氣連接至第二裝置。
第3圖係依本發明實施例之通訊系統之方塊圖。通訊系統300包含調諧器310、數化器320以及解調器330。調諧器310接收射頻信號並且將其下轉換為IF信號。數化器320取樣IF信號並且產生數位信號。所述數位信號被傳送至解調器330從而被解調。數化器320之取樣時脈之頻率被動態調整以使得通訊系統300之性能最優化。
第4A圖係依本發明實施例之第3圖中通訊系統之詳細方塊圖。於第4A圖中，數化器320包含類比數位轉換器321、取樣頻率產生器323以及控制器325。ADC 321取樣來自調諧器310之IF信號以產生數位信號。取樣頻率產生器323耦接於ADC 321，並且取樣頻率產生器323包含頻率合成器(frequency synthesizer)327。頻率合成器327產生多個取樣頻率FS1、FS2、...、FSn。控制器325耦接於取樣頻率產生器323並且選取上述多個取樣頻率之一做為取樣時脈。更特別的，取樣時脈之選取係依據通道掃描結果、試錯法(trial and error)或二者之結合。
第4B圖係依本發明另一實施例之第3圖中通訊系統之詳細方塊圖。於第4B圖中，數化器320’係用於實現第3圖中之數化器320之另一範例，數化器320’包含類比數位轉換器321’、取樣頻率產生器323’以及控制器325’。ADC 321’取樣來自調諧器310之IF信號以產生數位信號。取樣頻率產生器323’耦接於ADC 321’，並且取樣頻率產生器323’包含頻率合成器327’。控制器325’耦接於取樣頻率產生器323’並提供頻率控制字(frequency control word)FCW至其中之頻率合成器327’。頻率合成器327’依據來自於控制器325’之頻率控制字FCW產生取樣時脈FS。更特別的，取樣時脈之選取係依據通道掃描結果、試錯法或二者之結合。
第5A圖～第5D圖分別係依第4A圖和第4B圖中ADC以50MHz、53MHz、56MHz、60MHz取樣前及取樣後通道之頻率分佈示意圖，頻率軸上方之示意圖顯示ADC取樣前IF信號之通道頻率分佈，頻率軸下方之示意圖顯示ADC取樣後之通道頻率分佈。陰影區域表示所需(通道內)信號通道N之位置。不需要之相鄰通道之位置被標記為N＋1、N+2...以及N-1、N-2...，為遵守美國電視標準，IF信號中之所需通道N典型地以44MHz為中心頻率。如第5A～5D圖所示，ADC取樣後，各種通道摺疊為一取樣窗口，窗口範圍分別為：-25MHz至+25MHz、-26.5MHz至+26.5MHz、-28MHz至+28MHz以及-30MHz至+30MHz。
如第5A～5C圖中所示，取樣後相鄰通道N-2、N-3、N-4分別與所需通道N有同樣的頻率。於第5D圖中，取樣後部份相鄰通道N-5與N-6以及N+4與N+5具有與所需通道N相同之頻率。典型地，相鄰通道距離所需通道N越遠，信號功率越弱，並且對於所需通道N之干擾越小。因此，範例頻率中之較高取樣頻率，會導致較遠離所需通道N的相鄰通道，與此所需通道N之間發生頻率重疊(frequency overlap)；亦即強的相鄰通道干擾(adjacent channel interference，ACI)被阻止混疊入所需通道N。一般而言，第5A～5D圖表明改變取樣頻率將導致不同之頻譜混疊(spectral alias)情形，此多種情形下，不同之不需要之相鄰通道會與所需通道重疊。取樣頻率可被選取並被應用以使小的或者不存在的ACI與所需通道疊加。由於所揭露之通訊系統中數化器之控制器可動態調整取樣時脈之頻率，ACI之不良效應可被顯著抵銷。此外，附加組件，諸如表面聲波(surface acoustic wave，SAW)濾波器等，與通訊系統之常見接收器聯合運作以於取樣過程中於ACI能夠與所需通道混疊之前抑制強ACI，且依據本發明之一實施例，當強ACI不曾與所需通道混疊時，附加組件並非通訊系統中必需之元件，故而可導致更低之原料(bill of material，BOM)成本。此外，若不存在ACI，所揭露之通訊系統中數化器之控制器可選取低頻取樣時脈，從而可減少數化器之功率消耗(power consumption)。
第6圖係為依據本發明實施例之接收射頻信號之方法的流程圖。所述方法包含執行通道掃描以檢查每一通道之功率及載波頻率偏移(carrier frequency offset)(步驟610)；於調諧器中調諧本地振盪器(local oscillator，LO)之頻率以最小化IF信號載波偏移(步驟620)；檢查相鄰通道干擾之功率電平並且藉此決定類比數位轉換器之取樣率(sampling rate)(步驟630)；以及若接收條件很差，則改變ADC之取樣率並執行通道重新獲取(channel reacquisition)(步驟640)。ADC取樣率之選取係依據步驟610之通道掃描結果及/或步驟640之試錯法結果來決定。通道掃描(步驟610)後，得知每一RF通道之信號功率及加上可能偏移之精確的頻率位置(frequency location)。因此，步驟620之後，所需通道N之頻率位置及不需要之相鄰通道之頻率位置被確認。結合步驟610及步驟620之結果，可得知每一相鄰通道之功率電平及精確頻譜位置(spectral location)。對於步驟630，ADC之取樣頻率之決定使得取樣後最弱相鄰通道與所需通道重疊。依第5A～5D圖中之範例，(第5A～5C圖繪示了使用50MHz、53MHz、56MHz及60MHz取樣後之頻譜重疊)，若知悉相鄰通道N-3為所需通道N之所有相鄰通道中具有最弱功率之通道，53MHz取樣頻率可被用於取代其他取樣頻率以最小化干擾。於步驟620中，當本地振盪器頻率被調諧至另一RF通道時，相鄰通道之功率電平可能改變，此時ADC取樣頻率被重新選取使得干擾最小化並且接收狀況為最佳。實際上步驟610之通道掃描結果可能不準確或已過期。因此，上文詳盡闡述的由步驟630決定之取樣頻率可能仍然導致差的接收狀況，從而觸發步驟640。此時，可選取第二取樣頻率以取樣IF信號。接收狀況被檢查以用於第二取樣頻率。差的接收狀況觸發持續的頻率重選。步驟640中之試錯法程序持續直至適合的取樣頻率被選定。
本發明提供具有可變時脈之數化器及通訊系統，以及使用上述數化器及通訊系統之方法。取樣時脈可被調整以阻止強相鄰通道干擾與所需(通道內)之信號頻譜混疊。此外，當沒有ACI被引入時，取樣時脈可被調整從而減少功率消耗。上述取樣頻率之動態選取(dynamic selection)原理可被應用於第4A圖及第4B圖之實施例中控制器325或者控制器325’中。
以上所述僅為本發明之較佳實施例，舉凡熟悉本案之人士援依本發明之精神所做之等效變化與修飾，皆應涵蓋於後附之申請專利範圍內。
100．．．數位接收器
300．．．通訊系統
110、310．．．調諧器
120、330．．．解調器
125、321、321’．．．ADC
130．．．信號處理器
320、320’．．．數化器
323、323’．．．取樣頻率產生器
325、325’．．．控制器
327、327’．．．頻率合成器
610～640．．．步驟
第1圖係傳統數字電視接收器之示意圖。
第2圖依第1圖之ADC 125取樣前及取樣後之通道頻率分佈之示意圖。
第3圖係依本發明實施例之通訊系統之方塊圖。
第4A圖係第3圖之通訊系統之詳細方塊圖。
第4B圖係第3圖之通訊系統之另一詳細方塊圖。
第5A～5D圖係第4A圖及第4B圖之ADC取樣前及取樣後之通道頻率分佈之示意圖。
第6圖係依本發明實施例之接收射頻信號之方法之流程圖。
300．．．通訊系統
310．．．調諧器
320．．．數化器
330．．．解調器

Claims (13)

  1. 一種通訊系統，包含：一調諧器，用以產生一中頻信號；一類比數位轉換器，耦接於該調諧器，用以取樣該中頻信號以產生一數位信號；一取樣頻率產生器，耦接於該類比數位轉換器，用以提供可變頻率之一取樣時脈至該類比數位轉換器；以及一控制器，耦接於該取樣頻率產生器，用以決定該取樣時脈之頻率；其中該取樣時脈係依據多個通道掃描結果來選取。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之通訊系統，其中該取樣頻率產生器包含產生多個取樣頻率之一頻率合成器，且該控制器選取該多個取樣頻率之一以作為該取樣時脈。
  3. 如申請專利範圍第1項所述之通訊系統，其中該取樣時脈係藉由檢查多個通道掃描結果以及後續之試錯法來選取。
  4. 如申請專利範圍第1項所述之通訊系統，其中該取樣頻率產生器包含一頻率合成器，該頻率合成器用以依據來自該控制器之一頻率控制字產生該取樣時脈。
  5. 如申請專利範圍第4項所述之通訊系統，其中該取樣時脈係藉由檢查多個通道掃描結果以及後續之試錯法來選取。
  6. 一種數化器，包含：一類比數位轉換器，用以取樣一中頻信號以產生一數位信號； 一取樣頻率產生器，耦接於該類比數位轉換器，用以提供可變頻率之一取樣時脈至該類比數位轉換器；以及一控制器，耦接於該取樣頻率產生器，用以決定該取樣時脈之頻率；其中該取樣時脈係依據多個通道掃描結果來選取。
  7. 如申請專利範圍第6項所述之數化器，其中該取樣頻率產生器包含產生多個取樣頻率之一頻率合成器，且該控制器選取該多個取樣頻率之一作為該取樣時脈。
  8. 如申請專利範圍第6項所述之數化器，其中該取樣時脈係藉由檢查多個通道掃描結果以及後續之試錯法來選取。
  9. 申請專利範圍第6項所述之數化器，其中該取樣頻率產生器包含一頻率合成器，該頻率合成器依據來自該控制器之一頻率控制字產生該取樣時脈。
  10. 如申請專利範圍第9項所述之數化器，其中該取樣時脈係藉由檢查多個通道掃描結果以及後續之試錯法來選取。
  11. 一種接收射頻信號之方法，所述信號接收方法包含：執行一通道掃描以檢查每一通道之一功率及一載波頻率偏移；於一調諧器中調諧一本地振盪器之一頻率，以最小化一中頻載波偏移；以及檢查一相鄰通道干擾之一功率電平並藉此決定一類比數位轉換器之一取樣率。
  12. 如申請專利範圍第11項所述之接收射頻信號之方法，更包含：改變該類比數位轉換器之該取樣率並執行一通道重新獲取。
  13. 一種接收射頻信號之方法，包含：檢查一相鄰通道干擾之一功率電平並且藉此決定一類比數位轉換器之一取樣率；以及改變該類比數位轉換器之該取樣率並執行一通道重新獲取。
TW098135055A 2008-10-22 2009-10-16 通訊系統、數化器及接收射頻信號之方法 TWI394452B (zh)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US12/255,960 US7808419B2 (en) 2008-10-22 2008-10-22 Digitizer with variable sampling clock and method using the same

Publications (2)

Publication Number Publication Date
TW201018226A TW201018226A (en) 2010-05-01
TWI394452B true TWI394452B (zh) 2013-04-21

Family

ID=42108241

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
TW098135055A TWI394452B (zh) 2008-10-22 2009-10-16 通訊系統、數化器及接收射頻信號之方法

Country Status (3)

Country Link
US (2) US7808419B2 (zh)
CN (2) CN101729043B (zh)
TW (1) TWI394452B (zh)

Families Citing this family (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8537284B2 (en) * 2009-03-20 2013-09-17 Advanced Micro Devices, Inc. Adjacent channel power scan
TWI395124B (zh) * 2009-04-02 2013-05-01 Mstar Semiconductor Inc 數位化裝置、數位轉換方法及電容式觸控面板裝置
DE102012208261A1 (de) * 2012-05-16 2013-11-21 Robert Bosch Gmbh Verfahren zur Entstörung eines Abtastprozesses sowie eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens
EP2680029A1 (de) 2012-06-27 2014-01-01 Leica Geosystems AG Distanzmessverfahren und Distanzmesser
WO2015189533A1 (en) * 2014-06-10 2015-12-17 Meridian Audio Limited Digital encapsulation of audio signals
US9374102B1 (en) 2015-12-11 2016-06-21 Freescale Semiconductor, Inc. Dynamic analog to digital converter (ADC) triggering
US10151608B2 (en) * 2015-12-22 2018-12-11 Microchip Technology Incorporated System and method for reducing noise in a sensor system
CN108650040B (zh) * 2018-04-26 2021-07-30 深圳市盛路物联通讯技术有限公司 一种射频信号的调整方法及系统
CN114553248A (zh) * 2022-03-03 2022-05-27 合肥中颖电子有限公司 带自适应干扰抑制的接收机及方法

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6847694B1 (en) * 1998-07-24 2005-01-25 Thomson Licensing S.A. Method for determining the sampling phase and method for synchronization word detection using the phase detection method
US7403756B1 (en) * 2006-11-22 2008-07-22 Rockwell Collins, Inc. Highly-integrated MEMS-based miniaturized transceiver

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5953636A (en) * 1996-10-30 1999-09-14 Lsi Logic Corporation Single-chip DBS receiver
US6259314B1 (en) * 1999-02-12 2001-07-10 Trw Inc. Built-in self test for a satellite demodulator
JP2002044557A (ja) * 2000-07-19 2002-02-08 Sony Corp テレビジョン受信装置
US7221917B2 (en) * 2002-05-01 2007-05-22 Ibiquity Digital Corporation Adjacent channel interference mitigation for FM digital audio broadcasting receivers
US7265792B2 (en) * 2004-07-01 2007-09-04 Xceive Corporation Television receiver for digital and analog television signals
US20070064156A1 (en) * 2005-09-19 2007-03-22 Mediatek Inc. System and method for removing co-channel interference
US7953183B2 (en) * 2006-06-16 2011-05-31 Harman International Industries, Incorporated System for high definition radio blending

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6847694B1 (en) * 1998-07-24 2005-01-25 Thomson Licensing S.A. Method for determining the sampling phase and method for synchronization word detection using the phase detection method
US7403756B1 (en) * 2006-11-22 2008-07-22 Rockwell Collins, Inc. Highly-integrated MEMS-based miniaturized transceiver

Also Published As

Publication number Publication date
US20100097261A1 (en) 2010-04-22
US7808419B2 (en) 2010-10-05
CN102664628A (zh) 2012-09-12
US20100321576A1 (en) 2010-12-23
CN101729043A (zh) 2010-06-09
TW201018226A (en) 2010-05-01
CN101729043B (zh) 2012-06-20
CN102664628B (zh) 2015-03-11
US8031103B2 (en) 2011-10-04

Similar Documents

Publication Publication Date Title
TWI394452B (zh) 通訊系統、數化器及接收射頻信號之方法
US7986966B2 (en) Wireless communication device and signal detection circuit
US9379748B2 (en) Interference adaptive wideband receiver
US7668523B2 (en) Adaptive AGC in a wireless network receiver
US7750978B2 (en) Audio/video separator
US8576343B2 (en) Digital signal processor (DSP) architecture for a hybrid television tuner
CN1700593A (zh) 调谐器装置
US8644410B2 (en) Base station and receiving method
US20110151819A1 (en) Radio Frequency (RF) Receiver with Dynamic Frequency Planning and Method Therefor
US9184776B2 (en) Signal tuning with variable intermediate frequency for image rejection and methods
JP4287855B2 (ja) モバイルのテレビジョン受信機用集積回路
US8170520B2 (en) Semiconductor integrated circuit device provided with FM receiving function
US9413402B1 (en) Dynamic low IF injection side selection
US20110151816A1 (en) Radio Frequency (RF) Receiver with Frequency Planning and Method Therefor
US8160529B1 (en) Adaptive FM/AM radio architecture
US7406304B2 (en) Electronic component with integrated tuning device, allowing the decoding of digital terrestrial or cable television signals
US8346172B2 (en) Systems and methods providing wideband tuners controlling spurious signal placement in the capture bandwidth
EP2880766B1 (en) Intermediate frequency receiver with dynamic selection of the intermediate frequency used
US20030069022A1 (en) Amplitude cancellation topology for multichannel applications
US7864904B2 (en) Method and data processing device for processing digital data of a signal
KR20030013199A (ko) 디지털 방송용 튜너 자동 측정 방법
US20120155581A1 (en) Implementation of a high performance multi-carrier receiver using frequency selectivity and digital compensation techniques