WO2004088859A1 - Empfangseinheit und verfahren zum empfangen einer analoger empfangssignale - Google Patents

Empfangseinheit und verfahren zum empfangen einer analoger empfangssignale Download PDF

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    • H04B1/406—Circuits using the same oscillator for generating both the transmitter frequency and the receiver local oscillator frequency with more than one transmission mode, e.g. analog and digital modes

Definitions

  • the invention relates to a receiving unit with at least two signal receivers for analog received signals according to the digital or analog standard, analog-digital converter for converting the analog received signals into digital received signals, and with a signal processing unit for the digital received signals.
  • the invention further relates to a method for receiving analog received signals, in particular broadcast signals, with such a receiving unit.
  • radio receivers for the reception of amplitude-modulated (AM) and frequency-modulated (FM) reception signals often have more than one signal receiver, for example in order to receive an audio signal on a first channel and at the same time data on a second channel.
  • the data can be encoded according to the Radio Data Standard (RDS), for example, or transmitted in the Traffic Message Channel (TMC).
  • RDS Radio Data Standard
  • TMC Traffic Message Channel
  • the multiple signal receivers can also be used to transmit multiple broadcast standards, such as frequency modulation (FM), digital audio broadcast (DRB), digital radio Musice (DRM), in band on channel (IBoC) or satellite digital audio radio service (SDARS). to receive with a receiving device.
  • FM frequency modulation
  • DDRB digital audio broadcast
  • DRM digital radio Mondiale
  • IBoC in band on channel
  • SDARS satellite digital audio radio service
  • the multiple signal receivers can also be used to determine which ones can be received
  • the analog received signals are picked up by the antenna with signal receivers and amplified in a pre-stage after band-pass filtering. With a mixer controlled by an oscillator, the bandpass-filtered and amplified analog received signal is mixed to an intermediate frequency, intermediate-frequency filtered and amplified again.
  • the analog received signal processed in this way in the signal receiver is converted with an analog-digital converter for each signal receiver into a digital received signal and further processed digitally in a subsequent signal processing unit.
  • the performance requirements for the analog-digital converter are relatively high.
  • the analog-to-digital converters should have a high scanning speed, great dynamics and the lowest possible power consumption and should be integrated into an integrated circuit together with other functions if possible.
  • the object of the invention is therefore to provide an improved receiving unit with which the chip area, costs and power requirements for the analog-digital converters can be reduced.
  • the object is achieved with the generic receiving unit according to the invention in that at least one adder is clamped to the output of the signal receiver for adding the analog received signals.
  • the output of the adder is connected to the input of a common analog-to-digital converter.
  • the subsequent signal processing unit is designed to separate the added received signals.
  • the signal amplifiers have mixers for mixing the analog received signals at different intermediate frequencies.
  • At least one signal receiver should be designed to mix an analog received signal on an intermediate frequency and at least one other signal receiver for receiving and filtering a defined receive frequency band and adding this receive frequency band to the intermediate frequency signal.
  • the intermediate frequency signal in the digital signal receiver can be easily separated from the rest of the reception frequency band.
  • the plurality of signal receivers are provided for the simultaneous reception of analog received signals on different channels and / or according to different transmission standards. Different reception channels and different standards can thus be received and further processed in the digital part of the reception unit.
  • Another object of the invention is to provide an improved method for receiving analog received signals which requires less effort for the receiving unit.
  • the task is solved with the generic method by the steps:
  • FIG. 1 - block diagram of a conventional receiving unit with several signal receivers and one analog
  • FIG. 2 Block diagram of a receiving unit according to the invention with several Signalempfä ⁇ gern and a common analog-to-digital converter.
  • FIG. 1 shows a block diagram of a conventional receiving unit for the simultaneous reception of a plurality of analog received signals on the same or different reception channels and / or according to the same transmission standards.
  • Each signal receiver 2 has a preamplifier 3 with a bandpass filter 4 and a preamplifier 5.
  • the input of the preamplifier 3 is connected to an antenna 6 and the output of the preamplifier 3 is connected to a mixer 7.
  • the mixer 7 is controlled by an oscillator 8 in order to ab ⁇ umische ⁇ the analog received signal to an intermediate frequency IF.
  • the intermediate frequency signal ZF is filtered in an intermediate frequency filter 9 and then amplified with an amplifier 10.
  • Each signal receiver 2a has an analog-digital converter ADC in order to convert the amplified analog intermediate frequency signal into a digital received signal and then digitally process it further with a signal processing unit (not shown).
  • FIG. 2 shows a block diagram of a receiving unit according to the invention with three signal receivers 2a, 2b and 2c.
  • the two signal receivers 2a and 2b have a preamplifier 3, a mixer 7 with oscillator 8, an intermediate frequency filter 9 and an amplifier 10 in a known manner.
  • the third signal receiver 2c only has a preamplifier 3 with bandpass filter 4 and preamplifier 5, see above that the band
  • pass filter 4 defined reception frequency band is passed on the reception frequency and not on the intermediate frequency IF.
  • the analog received signals are then added to the respective frequency with adders 11 to form a common analog received signal, with different intermediate frequencies IF. and IF 2 should be used in order to be able to easily split the common received signal later using digital channel filtering.
  • the addition / reception signal is converted into a digital reception signal with a common analog-digital converter ADC and processed in a subsequent digital signal processing unit 12.
  • the individual received signals are split again in the digital signal processing unit 12 by channel filtering.

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Abstract

Eine Empfangseinheit (1) mit mindestens zwei Signalempfängern (2a, 2b, 2c) für analoge Empfangssignale, Analog­Digital-Wandler (ADC) zur Umwandlung der analogen Empfangssignale in digitale Empfangssignale, und mit einer Signalverarbeitungseinheit (12) für die digitalen Empfangssignale, hat mindestens einen Addierer (11) an dem Ausgang der Signalempfänger (2a, 2b, 2c) zur Addition der analogen Empfängssignale, wobei der Addierer (11) mit seinem Ausgang an den Eingang eines gemeinsamen Analog­Digital-Wandlers (ADC) geklemmt und die Signalverarbeitungseinhalt (12) zur Trennung der addiertenEmpfangssignale ausgebildet ist.

Description

Empfangseinheit und Verfahren zum Empfangen einer analoger Empfangssignale
Die Erfindung betrifft eine Empfangseinheil mit mindestens zwei Signal- empfängern für analoge Empfaπgssignale nach digitalem oder analogem Standard, Analog-Digital-Waπdler zur Umwandlung der analogen Empfangssignale in digitale Empfangssignale, und mit einer Signalverarbei- tungseinheit für die digitalen Empfangssignale.
Die Erfindung betrifft weiterhin ein Verfahren zum Empfangen analoger Empfangssignale, insbesondere von Rundfunksignalen, mit einer derartigen Empfangseiπheit.
Herkömmliche Rundfunkempfänger für den Empfang amplitudenmodu- lierter (AM) und frequenzmodulierter (FM) Empfangssignale haben oftmals mehr als einen Signalempfänger, beispielsweise um ein Audiosignal auf einem ersten Kanal und gleichzeitig Daten auf einem zweiten Kanal zu empfangen. Die Daten können beispielsweise nach dem Radio-Data- Standard (RDS) kodiert oder im Traffic Message Channel (TMC) übertra- gen werden. Die mehreren Signalempfänger können auch dazu genutzt werden, mehrere Rundfunkstandards, wie zum Beispiel Frequenzmodulation (FM), Digital Audio Broadcast (DRB), Digital Radio Mondiale (DRM), In Band on Channel (IBoC) oder Satellite digital Audio Radio Service (SDARS) mit einem Empfangsgerät zu empfangen. Auch hier ist der gleichzeitige Daten- und Audiosignalempfang denkbar. Die mehreren Signalempfänger können auch dazu genutzt werden, die jeweils empfangbare
Senderlandschaft zu beobachten. Wenn die Signalqualität eines Senders in einem Standard abnimmt, kann dann auf einen Sender mit gleichem Inhalt des anderen Senders umgeschaltet werden.
Die analogen Empfangssignale werden mit Signalempfängern von der Antenne aufgenommen und nach einer Band-Pass-Filterung in einer Vorstufe verstärkt. Mit einem durch einen Oszillator gesteuerten Mischer wird das bandpass-gefilterte und verstärkte analoge Empfangssignal auf eine Zwischenfrequenz abgemischt, zwischenfrequeπz-gefiltert und nochmals verstärkt. Das in dem Signalempfäπger derart aufbereitete analoge Empfangssignal wird mit jeweils einem Analog-Digital-Wandler für jeden Signalempfänger in ein digitales Empfangssignal gewandelt und digital in einer nachfolgenden Signalverarbeitungseinheil weiterverarbeitet. Dabei sind die Leistungsanforderungen an den Analog-Digital-Wandler relativ hoch. Die Analog-Digital-Wandler sollten eine hohe Abtastgeschwindigkeit, eine große Dynamik und eine möglichst geringe Leistungsaufnahme haben und möglichst zusammen mit weiteren Funktionen in einen integrierten Schaltkreis integrierbar sein.
Die für die mehreren Analog-Digital-Wandler derzeit benötigte Chipfläche und Leistungsaufnahme ist jedoch zu hoch.
Aufgabe der Erfindung ist es daher, eine verbesserte Empfangseinheit zu schaffen, mit der Chipfläche, Kosten und Leistungsbedarf für die Analog- Digital-Waπdler reduziert werden können.
Die Aufgabe wird mit der gattungsgemäßen Empfangseinheit erfindungs- gemäß dadurch gelöst, dass mindestens ein Addierer an den Ausgang der Signalempfänger zur Addition der analogen Empfangssignale geklemmt ist. Mit seinem Ausgang ist der Addierer an den Eingang eines gemeinsamen Analog-Digital-Wandlers geschaltet. Die nachfolgende Signalverarbeitungseinheit ist dabei zur Trennung der addierten Empfangssignale ausgebildet.
Es wird somit vorgeschlagen, für die mehreren Signalempfänger einen gemeinsamen Analog-Digital-Wandler zu verwenden, wobei die einzelnen analogen Empfaπgssignale vorher aufaddiert und das digitale auf-addierte gemeinsame Empfangssignal später im digitalen Teil wieder getrennt wird.
Dies hat den Vorteil, dass lediglich ein einziger Analog-Digital-Wandler erforderlich ist. Das Auftrennen ist im digitalen Teil leicht möglich, insbesondere wenn die analogen Empfangssignale mit unterschiedlichen Empfangsfrequenzen aufaddiert werden. Diese können dann von der Signal- Verarbeitungseinheit mittels Kanalfilterung leicht herausgefiltert werden.
Hierzu ist es vorteilhaft, wenn die Signalβmpfäπger Mischer zum Mischen der analogen Empfangssignale auf unterschiedliche Zwischenfrequenzen haben.
Dabei sollte mindestens ein Signalempfänger zur Mischung eines analogen Empfangssignals auf Zwischenfrequenz und mindestens ein anderer Signalempfänger zum Empfangen und Filterung eines definierten Emp- fangsfrequen∑bandes und Addition dieses Empfangsfrequβn∑baπdes auf das Zwischenfrequen∑signal ausgebildel sein. Auf diese Weise kann das Zwischenfrequenzsignal im digitalen Signalempfänger leicht von dem übrigen Empfangsfrequenzband getrennt werden. Durch die Digitalisierung eines definierten Empfangsfrequenzbandes ist eine weitere Beobachtung der Senderlandschaft und Extraktion von Daten aus diesem Empfangsfrβ- quenzband leicht möglich.
Es ist weiterhin vorteilhaft, wenn die mehreren Signalempfänger zum gleichzeitigen Empfangen von analogen Empfangssignalen auf unterschiedlichen Kanälen und/oder nach unterschiedlichen Sendestandards vorgesehen sind. Damit können verschiedene Empfangskanale und verschiedene Standards empfangen und im digitalen Teil der Empfangseinheit weiterverarbeitet werden.
Aufgabe der Erfindung ist es weiterhin, ein verbessertes Verfahren zum Empfangen analoger Empfangssignale zu schaffen, das einen geringeren Aufwand für die Empfangseinheit erfordert. Die Aufgabe wird mit dem gattungsgemäßen Verfahren gelöst durch die Schritte:
gleichzeitiges Empfangen mehrerer analoger Empfangssignale,
Addieren der analogen Empfangssignale,
- Analog-Digital-Wandeln des Additions-Empfangssignals, und
Trennen des digitalen Additions-Empfangssignals in mehrere mit den mehreren analogen Empfaπgssignalen korrespondierenden digitalen Empfangssignale.
Die Erfindung wird nachfolgend beispielhaft anhand der beigefügten Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:
Figur 1 - Blockdiagramm einer herkömmlichen Empfangseinheit mit mehreren Signalempfängem und jeweils einem Analog-
Digital-Wandler pro Signalempfäπger;
Figur 2 - Blockschaltbild einer erfindungsgemäßen Empfangseinheit mit mehreren Signalempfäπgern und einem gemeinsamen Analog-Digital-Wandler.
Die Figur 1 lässt ein Blockschaltbild einer herkömmlichen Empfangseinheit zum gleichzeitigen Empfangen' mehrerer analoger Empfangssignale auf gleichen oder unterschiedlichen Empfangskaπälen und/oder nach gleichen Sendestandards erkennen. Jeder Signalempfänger 2 hat eine Vorstufe 3 mit einem Bandpass-Filter 4 und einem Vorverstärker 5. Der Eingang der Vorstufe 3 ist an eine Antenne 6 und der Ausgang der Vorstufe 3 jeweils an einen Mischer 7 geschaltet. Der Mischer 7 wird durch einen Oszillator 8 angesteuert, um das analoge Empfangssignal auf eine Zwischenfrequenz ZF ab∑umischeπ. Das Zwischenfrequen∑sigπal ZF wird in einem Zwischenfrequenz-Filter 9 gefiltert und anschließend mit einem Verstärker 10 verstärkt.
Jeder Signalempfänger 2a hat einen Analog-Digital-Wandler ADC, um das verstärkte analoge Zwischenfrequenzsigπal in ein digitales Empfangssignal umzuwandeln und anschließend mit einer nicht dargestellten Signalverarbeitungseinheit digital weiterzuverarbeiten.
Die Figur 2 lässt ein Blockschaltbild einer erfindungsgemäßen Empfangs- einheit mit drei Signalempfängem 2a, 2b und 2c erkennen. Die beiden Signalempfänger 2a und 2b haben in bekannter Weise eine Vorstufe 3, einen Mischer 7 mit Oszillator 8, einen Zwischenfrequenz-filter 9 und einen Verstärker 10. Der dritte Sigπalβmpfänger 2c hat lediglich eine Vorstufe 3 mit Bandpass-Filter 4 und Vorverstärker 5, so dass das durch den Band-
pass-Filter 4 definierte Empfangsfrequenzband auf der Empfangsfrequenz und nicht auf der Zwischenfrequenz ZF weitergegeben wird. Die analogen Empfangssignale werden dann auf der jeweiligen Frequenz mit Addierern 11 zu einem gemeinsamen analogen Empfangssignal aufaddiert, wobei unterschiedliche Zwischenfrequenzen ZF. und ZF2 verwendet werden sollten, um das gemeinsame Empfangssignal später durch digitale Kanalfilterung leicht aufteilen zu können.
Mit einem gemeinsamen Analog-Digital-Wandler ADC wird das Additions- Empfangssignal in ein digitales Empfangssignal umgewandelt und in einer nachfolgenden digitalen Signalverarbeitungseinheit 12 aufbereitet. In der digitalen Signalverarbeitungseinheit 12 werden die einzelnen Empfangssignale durch Kanalfilterung wieder aufgesplittet.

Claims

Patentansprüche
1. Empfaπgseiπheit mit mindestens zwei Signalempfängem (2a, 2b, 2c) für analoge Empfangssignale, Analog-Digital-Wandler (ADC) zur Umwandlung der analogen Empfangssignale in digitale Emp- faπgssignale, und mit einer Signalverarbeitungseiπheit (12) für die digitalen Empfangssignale, gekennzeichnet, durch mindestens einen Addierer (11) an dem Ausgang der Signalempfänger (2a, 2b, 2c) zur Addition der analogen Empfangssignale, wobei der Addierer (11) mit seinem Ausgang an den Eingang eines gemeinsamen A- nalog-Digital-Waπdlers (ADC) geklemmt ist und die digitale Signal- Verarbeitungseinheit (12) zur Trennung der addierten Empfangssignale ausgebildet ist.
2. Empfangseinheit nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, εSass die Signalempfänger (2) Mischer (7) zur Mischung deranalo- gen Empfangsgeräte auf unterschiedliche Zwischenfrequenzen (ZF) haben.
3. Empfangseinheil nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein Signalempfänger (2a, 2b) zur Mischung eines analogen Empfangssignals auf eine Zwischenfrequenz (ZF) und mindestens ein anderer Signalempfänger (2c) zum Empfang und Filterung eines definierten Empfaπgsfrequenzbandes und Addition dieses Empfangsfrequenzbandes auf das Zwischenfrequenz- signal ausgebildet ist.
4. Empfaπgseinheit nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die mehreren Signalempfänger (2) zum gleichzeitigen Empfangen von analogen Empfaπgssignalen auf
unterschiedlichen Kanälen und/oder nach unterschiedlichen Sendestandards vorgesehen sind.
5. Verfahren zum Empfangen analoger Empfaπgssignale, insbesonde- re von Rundfunksignalen, mit einer Empfangseinheit nach einem der vorhergehenden Ansprüche
gekennzeichnet durch
- gleichzeitiges Empfangen mehrerer analoger Empfangssignale,
Addieren der analogen Empfaπgssignale,
Analόg-Digital-Wandeln des Additions-Empfangssignals, und
Trennen des digitalen Additions-Empfangssignals in mehrere mit den mehreren analogen Empfaπgssignaleπ korrespondierende digitale Empfangssignale.
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