CN1636313A - 向下变换信号频率的装置 - Google Patents

Abstract

向下变换信号例如IC无线电和/或电视信号的频率的装置。装置包括变换器单元，具有将信号变换成频率较低的正交信号的正交信道。装置还包括抑制镜象频率的滤波器单元。滤波器单元包括校正正交信号的幅相校正滤波器和控制该滤波器的校正控制单元。装置还包括频率发生器，其将频率在镜象信号频段内的参考信号提供给变换器单元的输入。

Description

向下变换信号频率的装置

本发明涉及到向下变换信号频率的装置，其包括变换器单元以及与变换器单元相连接的滤波器单元，变换器单元具有用于将信号变换成较低频率的正交信号的正交信道，滤波器单元用于抑制由于正交信号中的幅相误差产生的镜象频率，而滤波器单元则包括用于正交信号幅相校正的可控幅相校正滤波器，以及校正控制单元，其响应幅相校正滤波器的输出信号为该滤波器提供调节信号。

这种已知的装置可以用在无线电FM接收机，电视接收机等之中。

由于在正交信道中一定会出现放大倍数和相移上的差别，此处这些差别将称之为幅相误差，故在正交信道中就出现了所谓的镜象频率。长久以来人们已了解了这一现象，同时已提出了为抑制所说的镜象频率的许多建议并付诸实施。为使镜象频率受到抑制，对正交信号幅相校正所需的信息可以从正交信号本身得到。人们知道通过利用例如用于正交信号幅相校正的可调幅相校正滤波器以及响应幅相校正滤波器输出信号为该滤波器提供调节信号的校正控制单元。

但是，正交信号之间在幅度和相位上的差别是与频率有关的，所以一般来说对一个频率的校正结果不必与对另一频率的校正结果一样。因此，对一个特定频率的幅相校正将总是不够的。为了能够对几个频率进行校正，校正控制单元需要能够从输入信号得到所需的信息。事实是输入信号总是不能展示出均匀的谱分布；例如，在电视信号的情况下，图象载波频率周围的谱是主要的，由于此原因，只能得到对特定频率的最佳镜象频率抑制，而正交信道对其他频率则可能显示出大得多的“失配”。另外，最好在某些情况下能够确定对哪些频率必须进行彼此相关的正交信号的校正；只对产生最大误差的那个频率或那些频率进行校正就足够了。此外，必须能够对各种不同频率下的正交误差加以确定和校正。

抑制镜象频率的其他方法使用参考或测试信号。但是，把这种信号提供给装置的输入可能会干扰期望的信号。为了避免这种情况，在提供测试信号时，可以中断通常正在进行的信号处理，可是在大多数情况下是不希望这种情况的。

本发明的目的就是克服上述问题并提供如引言中所说明的装置，在该装置中充分的镜象频率抑制能够基本上与输入信号的类型无关。

为了达到所说的目的，根据本发明的装置，其特征就在于所提供的频率发生器，该频率发生器把在镜象信号频段内某一频率的参考信号提供给变换单元的输入。因此，没有发生待处理输入信号的干扰，而由频率发生器提供的参考信号可以这样选择使得基于正交信号本身信息的幅相校正变得很容易办到。在这种情况下信号的处理不必中断。

在使用处于镜象频段内某一固定频率的参考信号时，这里提供的解决方案是办得到的。而且，频率发生器能够由电压控制的振荡器和时基电压发生器构成。在这种情况下通过镜象信号的频段可以对参考信号“扫频”。还可以取其他型式的宽谱信号作为参考信号，例如取自噪声发生器的输出信号。但是，在这种情况下，最好频率发生器连接到校正控制单元上。虽然提供参考信号时信号的处理不需中断，但是如果正交信道彼此正确调谐的话，频率发生器也可以通过校正控制单元成为待用的。

下面参照附图将对两个实施方案予以更详细的说明。在附图中：

图1示出了第一实施例，其中期望的镜象信号抑制以数字原理实现；

图2示出了第二实施例，其中期望的镜象信号抑制基于模拟原理得到；及

图3表示简图，其中示出所要求信号的频段和镜象信号的频段。

根据本发明图1所示的装置包括变换器单元1，其有正交信道对提供给它的信号进行变换。例如，所说的变换器单元1可以构成FM接收器的接收部分。在变换器单元中，通过频率为W₁₀的振荡器信号把正在接收的射频信号变换成中频正交信号i和q。为此，变换器单元按照惯例包括放大器2，两个混频元件3和4，振荡器5，抑制混频元件高频分量的滤波器6和7，以及放大器8和9。其后，正交信号通过A/D转换器10和11进行数字比。由于放大倍数和相移中的差别实际上出现在正交信道，一种被叫做正交信道“失配”的情况，故所谓的镜象频率也出现在正交信道，即除了所期望的信号频率W_c外还出现频率为W_c-2W_if的镜象信号。这种现象能够简化成用振荡器5的信号cosw₁₀t和(1+Δa)·sin(w₁₀t+Δθ)取代a·cosw₁₀t和a·sinw₁₀t的向下变换。图3表示出所出现的镜象频率如何干扰所要求的信号。不但所期望的信号W向下变换至中频W_if(信号W¹)，而且相关的镜象频率也变换到信号W¹的频段。为了抑制镜象频率，设置了滤波器单元12。此滤波器单元包括希耳伯特(Hilbert)滤波器13，利用该Hilbert滤波器使i-信号与相移的q-信号相匹配的延时元件14，幅相校正滤波器15，校正控制单元16和组合电路17。幅相校正滤波器15包括将幅度校正用于i-信道的幅度校正滤波器18和将相位校正用于q-信道的相位校正滤波器19。幅相校正结果从组合电路17输入端的i¹和q¹信号得到。因而，所说的信号不仅提供给组合电路17，而且也提供给校正控制单元16，在校正控制单元中计算幅度校正滤波器18的幅度校正信号以及相位校正滤波器19的相位校正信号。校正后，对期望的信号得到的i¹和q¹相等，对镜象频率下的信号得到的i¹和q¹相等但相位相反，因此组合电路17将只传递所要求的信号。在第二个组合电路(未示出)中，若需要，通过使信号i¹和q¹彼此相减只有镜象频率下的信号才可以通过。

因为实践中已经很明显并非总是能够根据i¹和q¹来确定幅相校正结果，故设置了频率发生器20。在一种简单的实施方案中，所说的频率发生器产生出固定频率W-2W_if，其处在图3中的镜象段U之内。由此没有对频段为W的期望的信号造成干扰。在变换到中频以后，有此固定频率的信号使得产生出镜象信号来确定为抑制镜象频率所需的幅相校正结果。为了确定该校正结果，使用i¹和q¹在带宽范围的平均值。

如果频率发生器20由电压控制振荡器(VCO)21和时基电压发生器22，例如锯齿波电压发生器构成的，那么就得到了更精确的镜象抑制。那么，U段内的所有频率或某些频率就连续地提供作为参考信号。U段内的每个频率在期望的信号的频段W内都有一个相关联的对应频率。这就使得有可能对每个所期望的频率都确定出为抑制其相应镜象频率所需的校正结果。然而，为了这么做，校正控制单元16就需要从电压发生器22得到上述的频率信息。可以使用各种其他电压发生器，甚至(虚拟)随机电压发生器(噪声发生器)来代替锯齿波电压发生器，只要其信息，即产生的图形传递给校正控制单元16就可以。

频率发生器20的参考信号能够连续地提供给变换器单元1；终归，为选择参考信号的频率，其工作无需中断。尽管如此，在两个信道相匹配时还是能够把参考信号断续地提供给变换器单元。利用从校正控制单元至频率发生器或至发生器与变换器单元之间的开关就能够实现这点。

在本实施方案中，幅相校正在数字基础上进行；因而，对两个正交信道都需要A/D转换器。不过，也可以以模拟为基础进行幅相校正。这种情况示于图2。在这种情况下，为最终得到所期望的数字形式信号只需要一个A/D转换器。在这个实施例中，在变换器单元1后面设置滤波器单元24来取代滤波器单元12。所说的滤波器单元24包括多相滤波器25，而此外则设置如图1中同样的幅相校正装置。另外在这种实施方案中，为了得到U¹段的信号，甚至在通常难于实现幅相校正的情况下得到该信号，还可以把频率在镜象段U之内的参号信号以依照图1所述的相同方式通过频率发生器20提供给变换器单元，以便实现要求的镜象抑制。

本发明并不限于这里参照附图所说明的实施方案；发明还包括对其所做的各种修改方案，显然所说的修改方案都在所附权利要求的范围以内。

Claims (4)

1.一种向下变换信号频率的装置，其包括变换器单元以及与所述变换器单元相连接的滤波器单元，变换器单元有将信号变换成频率较低的正交信号的正交信道，滤波器单元用于抑制由于正交信号中的幅相误差而产生的镜象频率，而滤波器单元则包括用于正交信号幅相校正的可控幅相校正滤波器，以及校正控制单元，其根据幅相校正滤波器的输出信号为该滤波器提供调节信号，

所述装置的特征在于：设置有频率发生器，该频率发生器把频率在镜象信号频段之内的参考信号提供给变换器单元的输入端。

2.权利要求1中所要求的装置，其特征在于所述频率发生器由一个电压控制振荡器和一个时基电压发生器构成。

3.权利要求1或2中所要求的装置，其特征在于所述频率发生器与所述校正控制单元相连接。

4.前面权利要求中任何一个权利要求所要求的装置，其特征在于所述校正控制单元能够产生阻止将参考信号提供给所述变换器单元的信号。

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