專利名稱：殘留邊帶接收機(jī)及其載波還原器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及到數(shù)字電視，特別涉及到接收以殘留邊帶(VestigialSide BandVSB)方式調(diào)制并傳送的信號(hào)還原載波的殘留邊帶接收機(jī)及其載波還原器。
背景技術(shù)：
一般而言，在美國(guó)及韓國(guó)國(guó)內(nèi)，總聯(lián)盟(Grand Alliance)的殘留邊帶方式被采用為數(shù)字電視(如HDTV)傳送方式的標(biāo)準(zhǔn)，其在對(duì)信號(hào)進(jìn)行振幅調(diào)制時(shí)，在以載波為中心向上下方向生成的兩個(gè)邊帶中，僅對(duì)使其中一個(gè)方向的邊帶信號(hào)大幅衰減時(shí)的剩余部分進(jìn)行調(diào)制的方式。即，通過僅取用基帶的一個(gè)方向邊帶的頻譜向通帶轉(zhuǎn)換并傳送的方式，是有效地使用頻帶區(qū)域的方式之一。
此時(shí)，如果上述VSB調(diào)制器基帶(base band)的DC頻譜向通帶(pass band)轉(zhuǎn)移，則改變成音調(diào)頻譜，該信號(hào)常常被稱作導(dǎo)頻信號(hào)。即，在電視臺(tái)進(jìn)行VSB調(diào)制時(shí)，為了在接收機(jī)中對(duì)信號(hào)進(jìn)行精確的解調(diào)，而載入導(dǎo)頻信號(hào)向空中發(fā)射。
圖1為普通數(shù)字電視的傳送系統(tǒng)的簡(jiǎn)略結(jié)構(gòu)圖。隨機(jī)函數(shù)發(fā)生器(Randomizer)101使輸入數(shù)據(jù)隨機(jī)產(chǎn)生并向里德所羅門RS解碼器102輸出，RS解碼器102在對(duì)為進(jìn)行內(nèi)側(cè)和外側(cè)頻道編碼而隨機(jī)輸入的數(shù)據(jù)進(jìn)行R-S解碼并賦加20字節(jié)的奇偶代碼之后，輸出至數(shù)字復(fù)用器103。
數(shù)字復(fù)用器103根據(jù)已確定的規(guī)則使經(jīng)R-S解碼的數(shù)據(jù)交叉并向格碼解碼器104輸出，格碼解碼器104在將經(jīng)交叉的數(shù)據(jù)從字節(jié)轉(zhuǎn)化為代碼并進(jìn)行格碼解碼之后向多路復(fù)用器105輸出。多路復(fù)用器105在經(jīng)格碼解碼的代碼列上，對(duì)每個(gè)程序段及每個(gè)字段都混合程序段同步信號(hào)及字段同步信號(hào)并制作成幀之后輸出至導(dǎo)頻插入單元106。導(dǎo)頻插入單元106在經(jīng)幀化處理的發(fā)射代碼上插入DC值-導(dǎo)頻信號(hào)并輸出至VSB調(diào)制單元107，VSB調(diào)制單元107以VSB方式對(duì)插入了導(dǎo)頻信號(hào)的代碼列進(jìn)行調(diào)制并輸出至RF升頻器108，RF升頻器108為能通過天線有效地傳送經(jīng)調(diào)制的基帶的VSB信號(hào)而轉(zhuǎn)換為RF通帶信號(hào)之后，通過天線傳送。
圖2是圖1所示的數(shù)字電視的發(fā)射裝置的VSB調(diào)制單元的詳細(xì)構(gòu)成的結(jié)構(gòu)圖。
通過由圖1所示的隨機(jī)函數(shù)發(fā)生器101、RS解碼器102、數(shù)字復(fù)用器103、格碼解碼器104、多路復(fù)用器105、導(dǎo)頻插入單元106構(gòu)成的頻道解碼器(Channel Encoder)201的信號(hào)，為進(jìn)行VSB調(diào)制而通過由合成濾波器202和中頻調(diào)制器203構(gòu)成的VSB調(diào)制單元。首先，通過頻道解碼器201的信號(hào)為進(jìn)行VSB調(diào)制而通過合成濾波器(Complex filter)202。此時(shí)，如果被解碼的數(shù)字信號(hào)通過合成濾波器202，則憑借希爾伯特(Hilbert)轉(zhuǎn)換器和SRC將I & Q信號(hào)的頻率形態(tài)轉(zhuǎn)換成能夠進(jìn)行VSB調(diào)制的形態(tài)。
對(duì)于合成濾波器202輸出的各個(gè)I & Q信號(hào)，如果在中頻調(diào)制器203中進(jìn)行中頻調(diào)制之后，在減法器204中將兩個(gè)信號(hào)減去，則可以獲得所必需的帶寬的VSB中頻信號(hào)。如上生成的VSB中頻信號(hào)，為了以空中波進(jìn)行傳送，在經(jīng)由RF升頻器205轉(zhuǎn)換成旨在進(jìn)行有效傳送的無線頻率(RF)通帶信號(hào)之后，通過天線206傳送。
圖3是普通的數(shù)字電視的接收裝置的構(gòu)成的結(jié)構(gòu)圖。
圖3是ATSC規(guī)格的數(shù)字電視接收裝置的構(gòu)成的結(jié)構(gòu)圖。通過調(diào)諧器提取特定頻道的通帶信號(hào)，在利用插入邊帶的導(dǎo)頻信號(hào)進(jìn)行載波還原之后，從所還原的基帶信號(hào)中進(jìn)行代碼時(shí)鐘還原及頻道補(bǔ)償并提取發(fā)射信號(hào)。
上述現(xiàn)有技術(shù)設(shè)計(jì)的數(shù)字電視的接收裝置包括在通過天線301選擇想要的頻道頻率之后，將上述頻道頻率上所負(fù)載的RF頻帶的VSB信號(hào)向容易在普通電路中使用的頻率頻帶-IF頻帶進(jìn)行第1次向下轉(zhuǎn)換的調(diào)諧器302；僅使從調(diào)諧器302中輸出的IF信號(hào)的一定頻帶通過的聲表面濾波器303；將聲表面濾波器303的輸出頻帶在A/D轉(zhuǎn)換器305中向想要的信號(hào)進(jìn)行第2次向下轉(zhuǎn)換的中頻處理單元304；對(duì)中頻處理單元304中的模擬輸出信號(hào)進(jìn)行數(shù)字化的A/D轉(zhuǎn)換單元305；將A/D轉(zhuǎn)換單元305的數(shù)字信號(hào)轉(zhuǎn)換為基帶信號(hào)的載波還原單元306；在載波還原單元306的輸出信號(hào)中去除導(dǎo)頻信號(hào)的DC去除器307；在DC去除器307的輸出信號(hào)中提取同步信號(hào)并還原代碼時(shí)鐘的同步化單元308；在去除了DC成分的傳送信號(hào)中去除線形雜音的頻道均衡器309；在去除了線形雜音的傳送信號(hào)中去除殘留相位雜音的相位追蹤器310；對(duì)傳送信號(hào)執(zhí)行與發(fā)射端的數(shù)字頻道編碼相反的解碼過程的FEC單元311。
在此，調(diào)諧器302、聲表面濾波器303和中頻處理單元304可以稱作模擬處理單元，可以將對(duì)屬于模擬處理單元的中頻處理單元304中的模擬輸出信號(hào)進(jìn)行數(shù)字化的A/D轉(zhuǎn)換單元305和模擬處理單元合起來稱作數(shù)字處理單元。而且，DC去除器307和同步化單元308可以稱作同步解調(diào)單元，頻道均衡器309和相位追蹤器310可以稱作噪音去除單元。
即，如果通過天線301接收以VSB方式調(diào)制的RF信號(hào)，調(diào)諧器302則在使用外差法調(diào)制方式選擇想要的頻道頻率之后，將上述頻道頻率上負(fù)載的RF頻帶的VSB信號(hào)降至經(jīng)鎖定的中頻頻帶(IF一般廣泛使用44MHz或43.75MHz)，適當(dāng)?shù)剡^濾掉其它頻道信號(hào)。
而且，將任意頻道的頻譜轉(zhuǎn)移至鎖定的IF頻帶并進(jìn)行輸出的調(diào)諧器302的輸出信號(hào)，通過采用了去除其它頻帶信號(hào)、去除噪音信號(hào)以及模擬整合濾波器的功能的聲表面(Surface Acoustic WaveSAW)濾波器303。
此時(shí)，數(shù)字廣播信號(hào)，舉一例，因?yàn)樵?4MHz的中頻到6MHz的頻帶以內(nèi)存在所有信息，所以在聲表面濾波器303僅留存從調(diào)諧器302輸出的存在信息的6MHz的頻帶并去除剩余的區(qū)間之后，輸出至中頻處理單元304。
中頻處理單元304憑借A/D轉(zhuǎn)換單元305變換成想要的信號(hào)，A/D轉(zhuǎn)換單元305將所輸入的模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)。
被轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)的通帶信號(hào)在載波還原單元(Carrier Recovery)306被解調(diào)成基帶信號(hào)(BaseBand)，在被解調(diào)成基帶信號(hào)的信號(hào)上，在發(fā)射端為進(jìn)行載波解調(diào)而插入的導(dǎo)頻信號(hào)的頻率則轉(zhuǎn)換成0Hz的DC成分。
在此，所生成的DC成分的作用已經(jīng)被執(zhí)行，因此通過對(duì)其進(jìn)行去除的DC去除器307。
從DC去除器307的輸出中提取傳送信號(hào)中存在的同步信號(hào)，在還原代碼時(shí)鐘的同步化單元308中提取同步信號(hào)區(qū)間的信息。此時(shí)，所生成的同步信號(hào)的區(qū)間的信息在后端的頻道均衡器309、相位追蹤器310及FEC單元311中進(jìn)行使用。
去除了DC成分的信號(hào)，為了去除在傳送頻道及接收機(jī)內(nèi)的模擬單元中存在的線形噪音而通過頻道均衡器309。而且，經(jīng)由對(duì)在前面的阻塞中未能去除的殘留相位噪音進(jìn)行去除的相位追蹤器310，在FEC單元311中執(zhí)行與在發(fā)射單元中所使用的數(shù)字頻道編碼相反的解碼過程。如果該項(xiàng)作業(yè)完畢，則數(shù)字電視內(nèi)的接收單元的作用全部結(jié)束，與從發(fā)射端向接收單元輸入的信號(hào)相同的傳送流(Transport Stream)向視頻及音頻信號(hào)處理單元(未圖示)傳送。
圖4是圖3所示的數(shù)字電視的接收裝置的載波還原單元的詳細(xì)構(gòu)成的結(jié)構(gòu)圖。
圖4作為圖3的接收裝置的構(gòu)成的結(jié)構(gòu)圖中的載波還原單元306的詳細(xì)結(jié)構(gòu)圖，是有關(guān)執(zhí)行根據(jù)ATSC規(guī)格提議作為載波還原單元306的頻率相位鎖定環(huán)路(Frequency Phase Lock Loop)時(shí)的普通結(jié)構(gòu)構(gòu)成圖。
數(shù)字電視接收裝置的載波還原單元由以下構(gòu)成如果通帶(PassBand)模擬信號(hào)被轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)并進(jìn)行輸出，則在使其90度倒置并轉(zhuǎn)換成虛數(shù)性質(zhì)的Q信號(hào)之后進(jìn)行輸出的希爾伯特轉(zhuǎn)換器402；在延遲相當(dāng)于用于將數(shù)字信號(hào)轉(zhuǎn)換成希爾伯特轉(zhuǎn)換器402中的Q信號(hào)的處理時(shí)間之后，輸出實(shí)數(shù)性質(zhì)的I信號(hào)的延遲器401；將延遲器401及希爾伯特轉(zhuǎn)換器402的I、Q輸出信號(hào)和電壓控制振蕩器410的輸出信號(hào)相乘，并作為基帶的I、Q信號(hào)進(jìn)行合成輸出的合成增效器403；以由I信號(hào)低通濾波器404、延遲器406、代碼提取器407、增效器408、環(huán)路濾波器409及電壓控制振蕩器(VCO)410構(gòu)成并用于鎖定合成增效器403輸出的基帶的I信號(hào)的頻率的頻率鎖定環(huán)路(Frequency LockLoop)和由Q信號(hào)低通濾波器405、增效器408、環(huán)路濾波器409及電壓控制振蕩器(VCO)410構(gòu)成并由用于鎖定合成增效器403輸出的基帶的Q信號(hào)的相位的相位鎖定環(huán)路(Phase Lock Loop)構(gòu)成的頻率相位鎖定環(huán)路。
在此，I信號(hào)低通濾波器404、延遲器406及代碼提取器407檢測(cè)頻率誤差(Error)，Q信號(hào)低通濾波器405在所測(cè)出的頻率誤差中檢測(cè)相位誤差(Error)。而且，I信號(hào)低通濾波器404、延遲器406及代碼提取器407的頻率誤差和Q信號(hào)低通濾波器405的相位誤差通過增效器408相乘，最終求得頻率及相位誤差成分(控制電壓)。
這樣一來，環(huán)路濾波器409去除頻率及相位誤差成分中包含的頻率成分，在電壓控制振蕩器410中則根據(jù)頻率及相位誤差成分(控制電壓)改變振蕩頻率并進(jìn)行振動(dòng)。
即，環(huán)路振蕩器409僅過濾基帶信號(hào)并進(jìn)行輸出，電壓控制振蕩器410根據(jù)環(huán)路濾波器409的輸出信號(hào)輸出經(jīng)改變的振蕩頻率。而且，如此根據(jù)電壓控制振蕩器410中經(jīng)改變的振蕩頻率改變載波的頻率及相位并去除成拍(beat)頻率(即差頻或拍頻)。
即，在載波還原單元306中，從聲表面濾波器303的輸出信號(hào)中分離相位，對(duì)基帶的I、Q信號(hào)進(jìn)行解調(diào)并且鎖定(1ocking)頻率和相位。電壓控制振蕩器(VCO)410的中心頻率被鎖定為中頻(例如46.690559MHz)，VCO410的輸出在合成增效器403中與聲表面濾波器303的輸出相乘并被解調(diào)成基帶的I、Q頻道信號(hào)(i(t)，q(t))。
此時(shí)，發(fā)射裝置中插入的導(dǎo)頻頻率必須在聲表面濾波器303的輸出中精確地存在于中頻(例如46.690559MHz)之上，其余的接收裝置才正常地執(zhí)行動(dòng)作。一般情況下，不是46.690559MHz的時(shí)候很多。
然而，由于電壓控制振蕩器410的輸出頻率被鎖定在46.690559MHz，所以在聲表面濾波器303中導(dǎo)頻的輸出頻率并非是46.690559MHz的情況下，則存在相當(dāng)于合成增效器403中輸出的兩個(gè)頻率的差異的成拍(beat)頻率。為了去除上述成拍頻率，使用頻率相位鎖定環(huán)路。即，通過使電壓控制振蕩器410的振蕩頻率改變，使載波的頻率及相位改變并去除成拍頻率。因而，找出使電壓控制振蕩器410的振蕩頻率變化和大小則是頻率相位鎖定環(huán)路的目的。
FPLL具備由用于使頻率鎖定的環(huán)路(loop)和用于使相位(phase)鎖定的環(huán)路相結(jié)合的形態(tài)。
在圖4中，由低通濾波器404、延遲器406實(shí)現(xiàn)的自動(dòng)頻率調(diào)節(jié)濾波器(AFC FilterAuto Frequency Control Filter)和由代碼檢測(cè)器407、增效器408、環(huán)路濾波器409、電壓控制振蕩器410及合成增效器403構(gòu)成的環(huán)路成為用于使頻率鎖定環(huán)路(FLL)，由Q信號(hào)低通濾波器405、增效器408、環(huán)路濾波器409、電壓控制振蕩器410及合成增效器403構(gòu)成的環(huán)路成為用于使相位鎖定環(huán)路(PLL)。
依據(jù)相位鎖定環(huán)路而生成的S-曲線(curve)如圖5所示。
一方面，如前所述，頻率相位鎖定環(huán)路構(gòu)成的載波還原算法具備將電壓控制振蕩器410的輸出頻率與導(dǎo)頻信號(hào)的頻率吻合的形式。因而，在I信號(hào)的導(dǎo)頻信號(hào)不精確地存在于DC中的情況下，尋找導(dǎo)頻信號(hào)的頻譜上的位置是非常重要的，導(dǎo)頻信號(hào)之外的數(shù)據(jù)成分無法給予載波解調(diào)所必需的信息。
因而，為了去除載波解調(diào)所不必要的數(shù)據(jù)成分，使用I信號(hào)低通濾波器404。
但是，在通過頻道的同時(shí)導(dǎo)頻信號(hào)成分被嚴(yán)重弱化的情況下，僅就使用低通濾波器而言，存在難以阻止使用頻率相位鎖定環(huán)路的載波解調(diào)系統(tǒng)的性能退化的問題。
圖6a～圖6c是用于對(duì)載波還原單元的合成增效器輸出信號(hào)的特性進(jìn)行說明的示意圖。
圖6a展示的是在導(dǎo)頻信號(hào)被接收裝置穩(wěn)定地接收的情況下，基帶中形成的I信號(hào)的頻譜。圖6b和圖6c展示的是在導(dǎo)頻信號(hào)被頻道嚴(yán)重弱化的情況下，基帶信號(hào)的頻譜特性。
在載波還原未能完美地實(shí)現(xiàn)的情況下，導(dǎo)頻信號(hào)也具有某種程度的頻率導(dǎo)頻，同時(shí)位于DC附近。
因而，在導(dǎo)頻信號(hào)被頻道損傷的情況下，合成增效器的I信號(hào)的輸出，其功率在DC附近變得非常弱。
另一方面，如前所述，頻率相位鎖定環(huán)路算法在導(dǎo)頻信號(hào)的大小隨著以導(dǎo)頻信號(hào)為基礎(chǔ)執(zhí)行載波解調(diào)而變?nèi)醯那闆r下，存在因其性能退化而最終無法順利執(zhí)行載波解調(diào)的問題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明正是為解決上述問題而設(shè)計(jì)的，其目的在于提供在接收以殘留邊帶方式解調(diào)并傳送的信號(hào)并還原載波的情況下，在通過傳送頻道的導(dǎo)頻信號(hào)成分變?nèi)鯐r(shí)，能夠使該導(dǎo)頻信號(hào)的大小一定的殘留邊帶接收機(jī)。
根據(jù)旨在實(shí)現(xiàn)上述目的本發(fā)明而設(shè)計(jì)的殘留邊帶接收機(jī)，就將所接收的通帶模擬信號(hào)解調(diào)成基帶數(shù)字信號(hào)的數(shù)字電視的接收機(jī)而言，包括在通過天線選擇所要頻道的頻率并向中頻轉(zhuǎn)換之后，僅使上述中頻的一定帶寬通過并進(jìn)行數(shù)字化的數(shù)字處理單元；將在經(jīng)過數(shù)字化的通頻信號(hào)中去除還原載波時(shí)不需要的信號(hào)的低通濾波器的輸出信號(hào)的功率值與所設(shè)置的標(biāo)準(zhǔn)值或臨界值進(jìn)行比較，根據(jù)比較結(jié)果，將想要的大小定為經(jīng)過數(shù)字化的通帶信號(hào)中的導(dǎo)頻成分的大小并還原基帶的載波的載波還原單元；在基帶信號(hào)中去除導(dǎo)頻信號(hào)并提取同步信號(hào)的同步解調(diào)單元；利用同步信號(hào)去除基帶信號(hào)的線形雜音及殘留相位雜音的雜音去除單元；對(duì)經(jīng)過雜音去除的基帶信號(hào)進(jìn)行解碼的解碼單元。
一方面，上述同步解調(diào)單元包括去除導(dǎo)頻信號(hào)的DC去除器和在去除了導(dǎo)頻信號(hào)的信號(hào)中提取同步信號(hào)的同步化單元構(gòu)成，噪音去除單元由在去除了導(dǎo)頻信號(hào)的信號(hào)中去除線形噪音的頻道均衡器和在去除了線形噪音的信號(hào)中去除殘留相位噪音的相位追蹤器構(gòu)成，解碼單元由在去除了殘留相位噪音的信號(hào)對(duì)發(fā)射信號(hào)進(jìn)行解碼的FEC單元構(gòu)成。
而且，旨在實(shí)現(xiàn)上述目的的本發(fā)明的載波還原器，還包括將來自頻率相位鎖定環(huán)路的振蕩頻率與經(jīng)數(shù)字轉(zhuǎn)換的通帶信號(hào)相乘，對(duì)基帶信號(hào)的載波進(jìn)行還原并輸出的合成增效器；利用基帶信號(hào)的導(dǎo)頻信號(hào)使基帶信號(hào)的頻率和相位鎖定，使振蕩頻率生成的頻率相位鎖定環(huán)路；將輸入頻率相位鎖定環(huán)路的基帶信號(hào)的功率值與所設(shè)置的標(biāo)準(zhǔn)值或臨界值進(jìn)行比較，將從合成增效器中輸出的基帶信號(hào)中所包括的導(dǎo)頻信號(hào)調(diào)節(jié)成想要的大小并向頻率相位鎖定環(huán)路輸出的增益控制裝置。
再者，上述增益控制裝置，包括在從輸入頻率相位鎖定環(huán)路的基帶的信號(hào)中去除了載波還原所不必要的數(shù)據(jù)成分的信號(hào)中，計(jì)算合成增效器的基帶信號(hào)的功率的功率計(jì)算單元；將經(jīng)計(jì)算的功率值與所設(shè)置的標(biāo)準(zhǔn)值或臨界值進(jìn)行比較并輸出的比較單元；設(shè)置在合成增效器和頻率相位鎖定環(huán)路之間，根據(jù)比較單元的輸出結(jié)果對(duì)從合成增效器中輸出的基帶信號(hào)的增益進(jìn)行控制，來對(duì)導(dǎo)頻信號(hào)的大小進(jìn)行調(diào)節(jié)并輸出經(jīng)還原載波的增效調(diào)節(jié)單元。
而且，在上述合成增效器中，如果經(jīng)數(shù)字轉(zhuǎn)換的通帶信號(hào)具有90度相位差的通帶的I、Q信號(hào)被輸入，則將其與振蕩頻率相乘并合成基帶的I、Q信號(hào)；增效調(diào)節(jié)單元?jiǎng)t由對(duì)基帶的I、Q的信號(hào)的各自的增效進(jìn)行控制的第1、第2增效調(diào)節(jié)單元構(gòu)成。
并且，上述頻率相位鎖定環(huán)路，包括包括在通過增益調(diào)節(jié)單元的基帶的I信號(hào)中去除不必要的數(shù)據(jù)成分之后鎖定頻率的第1低通濾波器、延遲器、代碼提取器、增效器、環(huán)路濾波器及頻率振蕩器構(gòu)成的頻率鎖定環(huán)路；包括在上述基帶的Q信號(hào)中去除不必要的數(shù)據(jù)成分之后鎖定相位的第2低通濾波器、增效器、環(huán)路濾波器、及頻率振蕩器構(gòu)成的相位鎖定環(huán)路。而且，上述功率計(jì)算單元對(duì)通過第1低通濾波器的基帶I信號(hào)的功率進(jìn)行計(jì)算。
再者，上述增益控制裝置，包括在從輸入頻率相位鎖定環(huán)路的基帶的信號(hào)中去除了載波還原所不必要的數(shù)據(jù)成分的信號(hào)中，對(duì)合成增效器的信號(hào)的功率進(jìn)行計(jì)算的功率計(jì)算單元；將所計(jì)算的功率值與所設(shè)置的標(biāo)準(zhǔn)值或臨界值進(jìn)行比較并輸出的比較單元；設(shè)置在頻率相位鎖定環(huán)路的頻率及相位誤差檢測(cè)單元與環(huán)路濾波器之間，根據(jù)依據(jù)比較單元中的輸出結(jié)果對(duì)從頻率及相位誤差檢測(cè)單元中輸出基帶信號(hào)的增益進(jìn)行控制來調(diào)節(jié)導(dǎo)頻信號(hào)的大小并輸出至環(huán)路濾波器的增益調(diào)節(jié)單元。
本發(fā)明的另一目的、特性及優(yōu)點(diǎn)，可通過參照附圖對(duì)實(shí)施例所做的詳細(xì)說明得到了解。
本發(fā)明具有以下效果使得能夠在導(dǎo)頻信號(hào)的大小變?nèi)醯那闆r下自動(dòng)對(duì)頻率相位鎖定環(huán)路環(huán)路的增益進(jìn)行調(diào)節(jié)，即使在導(dǎo)頻信號(hào)的大小變?nèi)醯念l道情況下，也能夠更為穩(wěn)定地執(zhí)行載波還原。


圖1是普通的數(shù)字電視的發(fā)射裝置的構(gòu)成的結(jié)構(gòu)圖。
圖2是圖1所示的數(shù)字電視的發(fā)射裝置的VSB調(diào)制單元的詳細(xì)構(gòu)成的結(jié)構(gòu)圖。
圖3是普通的數(shù)字電視的接收裝置的構(gòu)成的結(jié)構(gòu)圖。
圖4是圖3所示的數(shù)字電視的接收裝置的載波還原單元的詳細(xì)構(gòu)成的結(jié)構(gòu)圖。
圖5是根據(jù)相位同步環(huán)路而形成的S-曲線特性的示意圖。
圖6a～圖6c是用于說明合成增效器輸出信號(hào)的特性的示意圖。
圖7是本發(fā)明的第1實(shí)施例的數(shù)字電視的接收裝置的載波還原單元的詳細(xì)構(gòu)成的結(jié)構(gòu)圖。
圖8是本發(fā)明的第2實(shí)施例的數(shù)字電視的接收裝置的載波還原單元的詳細(xì)構(gòu)成的結(jié)構(gòu)圖。
附圖主要部分符號(hào)說明701、801合成增效器 702第1增益調(diào)節(jié)單元703第2增益調(diào)節(jié)單元 809增益調(diào)節(jié)單元704、802第1低通濾波器705、803第2低通濾波器706、804延遲器 707、805代碼提取器708、806增效器 709、807功率計(jì)算單元710、810環(huán)路濾波器 711、811電壓控制振蕩器712、808比較單元 720、820增益控制裝置730、830頻率相位鎖定環(huán)路
具體實(shí)施例方式
以下，參照附圖對(duì)本發(fā)明的殘留邊帶接收機(jī)及載波還原器進(jìn)行詳細(xì)說明。
圖7是第1實(shí)施例的數(shù)字電視的接收裝置的載波還原單元的詳細(xì)構(gòu)成的結(jié)構(gòu)圖。
本發(fā)明的第1實(shí)施例的數(shù)字電視的接收裝置的載波還原單元，包括如果通帶(PassBand)模擬信號(hào)被轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)并進(jìn)行輸出，則在使其90度倒置并轉(zhuǎn)換成虛數(shù)性質(zhì)的Q信號(hào)之后進(jìn)行輸出的希爾伯特轉(zhuǎn)換器(未圖示)；在延遲相當(dāng)于用于將數(shù)字信號(hào)轉(zhuǎn)換成希爾伯特轉(zhuǎn)換器中的Q信號(hào)的處理時(shí)間之后，將輸出實(shí)數(shù)性質(zhì)的I信號(hào)的延遲器(未圖示)中的I、Q輸出信號(hào)與電壓控制振蕩器711的輸出信號(hào)相乘并合成輸出基帶的I、Q信號(hào)(載波)的合成增效器701；以由第1低通濾波器704、延遲器706、代碼提取器707、增效器708、環(huán)路濾波器710及電壓控制振蕩器(VCO)711構(gòu)成并對(duì)基帶的I信號(hào)的頻率進(jìn)行鎖定的頻率鎖定環(huán)路(Frequency Locked Loop)和由第2低通濾波器705、環(huán)路濾波器710及電壓控制振蕩器(VCO)711構(gòu)成并對(duì)Q信號(hào)的相位進(jìn)行鎖定的相位鎖定環(huán)路(Phase Locked Loop)構(gòu)成的頻率相位鎖定環(huán)路730；由對(duì)從第1低通濾波器704中輸出的I信號(hào)的導(dǎo)頻功率進(jìn)行計(jì)算的功率計(jì)算單元709、將功率計(jì)算單元709中計(jì)算出的導(dǎo)頻功率與事先設(shè)置的臨界值或標(biāo)準(zhǔn)值進(jìn)行比較的比較單元712和分別設(shè)置在合成增效器701與第1、第2低通濾波器704、705之間，由根據(jù)依據(jù)比較單元712的輸出結(jié)果對(duì)合成增效器701中輸出的I、Q輸出信號(hào)的增益進(jìn)行調(diào)節(jié)來將用于還原載波的導(dǎo)頻信號(hào)的大小調(diào)節(jié)成想要的大小并向頻率相位鎖定環(huán)路730的第1、第2低通濾波器704、705進(jìn)行輸出的第1、第2增益調(diào)節(jié)單元702、703構(gòu)成的增益控制裝置720。
本發(fā)明的數(shù)字電視接收裝置的基本構(gòu)成與圖3所示的數(shù)字電視接收裝置類似，只是就載波還原單元對(duì)載波進(jìn)行還原而言，如果在普通的數(shù)字處理單元中，在通過天線選擇想要的頻道頻率并轉(zhuǎn)換成中頻之后，僅使中頻的一定頻帶通過并進(jìn)行數(shù)字化，則將從通帶信號(hào)中去除載波還原所不必要的信號(hào)的第1低通濾波器704的輸出信號(hào)的功率值與所設(shè)置的標(biāo)準(zhǔn)值或臨界值進(jìn)行比較，根據(jù)比較結(jié)果將經(jīng)數(shù)字化的通帶信號(hào)的導(dǎo)頻成分的大小調(diào)節(jié)成想要的大小并對(duì)載波進(jìn)行還原。其去除另外的導(dǎo)頻信號(hào)并提取同步信號(hào)的同步解調(diào)單元和利用上述同步信號(hào)去除基帶信號(hào)的線形噪音及殘留相位噪音的噪音去除單元以及對(duì)去除了噪音的基帶信號(hào)進(jìn)行解碼的解碼單元(例如FEC單元)的構(gòu)成與普通的構(gòu)成相同，因此略去對(duì)其的詳細(xì)說明。
如前所述，頻率相位鎖定環(huán)路算法根據(jù)導(dǎo)頻信號(hào)執(zhí)行載波還原。因而，為了去除載波還原所不必要的數(shù)據(jù)成分而使用第1低通濾波器704，功率計(jì)算單元709則對(duì)第1低通濾波器704輸出信號(hào)的功率進(jìn)行計(jì)算。
而且，第1、第2增益調(diào)節(jié)單元702、703利用功率計(jì)算單元709中計(jì)算出的功率值，對(duì)第1、第2低通濾波器704、705輸入信號(hào)，即載波還原單元的I、Q輸出信號(hào)的增益(gain)進(jìn)行調(diào)節(jié)。
因而，可以根據(jù)隨著導(dǎo)頻信號(hào)的大小變?nèi)醵鴾p小的第1、第2低通濾波器704、705的輸出信號(hào)的程度，對(duì)濾波器輸入信號(hào)的大小進(jìn)行調(diào)節(jié)。在將輸入第1、第2低通濾波器704、705的輸入信號(hào)的功率(power)標(biāo)準(zhǔn)化(normalization)的情況下，存在線形噪音，因此即使在導(dǎo)頻信號(hào)的功率變?nèi)醯那闆r下，也可以使具有一定功率的導(dǎo)頻信號(hào)輸入第1、第2低通濾波器704、705。這就意味著，以上是在通過在導(dǎo)頻信號(hào)的大小相對(duì)變?nèi)醯那闆r下擴(kuò)大的，因此即使在導(dǎo)頻信號(hào)變?nèi)醯那闆r下，也能夠擴(kuò)大整個(gè)頻率相位鎖定環(huán)路的增益。
圖8是本發(fā)明的第2實(shí)施例的數(shù)字電視的接收裝置的載波還原單元的詳細(xì)構(gòu)成的結(jié)構(gòu)圖。
在本發(fā)明的第2實(shí)施例中包括如果通帶模擬信號(hào)被轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)并進(jìn)行輸出，則在使其90度倒置并轉(zhuǎn)換成虛數(shù)性質(zhì)的Q信號(hào)之后進(jìn)行輸出的希爾伯特轉(zhuǎn)換器(未圖示)；在延遲相當(dāng)于用于將數(shù)字信號(hào)轉(zhuǎn)換成希爾伯特轉(zhuǎn)換器中的Q信號(hào)的處理時(shí)間之后，輸出實(shí)數(shù)性質(zhì)的I信號(hào)的延遲器(未圖示)；將上述延遲器及希爾伯特轉(zhuǎn)換器的I、Q輸出信號(hào)與電壓控制振蕩器811的輸出信號(hào)相乘并合成輸出基帶的I、Q信號(hào)(載波)的合成增效器801；以由第1低通濾波器802、延遲器804、代碼提取器805、增效器806、環(huán)路濾波器810及電壓控制振蕩器811構(gòu)成并對(duì)基帶的I信號(hào)的頻率進(jìn)行鎖定的頻率鎖定環(huán)路(和由第2低通濾波器803、增效器806、環(huán)路濾波器810及電壓控制振蕩器811構(gòu)成并對(duì)基帶的Q信號(hào)的相位進(jìn)行鎖定的相位鎖定環(huán)路構(gòu)成的頻率相位鎖定環(huán)路830；由對(duì)從第2低通濾波器803的I輸出信號(hào)的功率進(jìn)行計(jì)算的功率計(jì)算單元807、將在功率計(jì)算單元807中計(jì)算出的I輸出信號(hào)的功率與事先設(shè)置的臨界值或標(biāo)準(zhǔn)值進(jìn)行比較的比較單元808和由接收上述增效器806的輸出值和比較單元808的輸出結(jié)果并對(duì)合成增效器801中輸出的I、Q輸出信號(hào)的增益進(jìn)行調(diào)節(jié)，據(jù)此將導(dǎo)頻信號(hào)的大小調(diào)節(jié)成想要的大小并輸出至頻率相位鎖定環(huán)路830的增益調(diào)節(jié)單元809構(gòu)成的增益控制裝置820。
在本發(fā)明的第2實(shí)施例中，從合成增效器801中實(shí)際輸出載波還原單元的I、Q信號(hào)。
此時(shí)，在將第1低通濾波器802的通過增益調(diào)節(jié)成1的情況下，代碼提取器805對(duì)信號(hào)的增益不產(chǎn)生任何影響，因此將增益調(diào)節(jié)單元809設(shè)置在增效器806的下一端的圖8的實(shí)施例與圖7的實(shí)施例是等效的。
在圖8中，增益調(diào)節(jié)單元809可以解釋為對(duì)增效器(誤差檢測(cè)器)806的增益進(jìn)行調(diào)節(jié)。
在頻率相位鎖定環(huán)路系統(tǒng)中，在導(dǎo)頻信號(hào)變?nèi)醯那闆r下，圖5所示的相位鎖定環(huán)路的S-曲線的增益相對(duì)減小。在圖8的本發(fā)明的第2實(shí)施例中，對(duì)從增效器806中提取的誤差的增益進(jìn)行擴(kuò)大，因此在導(dǎo)頻信號(hào)變?nèi)醯那闆r下對(duì)整個(gè)環(huán)路的增益進(jìn)行調(diào)節(jié)。
通過以上予以說明的內(nèi)容，該領(lǐng)域的工作人員可以了解到，能夠在不脫離本發(fā)明的技術(shù)思想的范圍之內(nèi)進(jìn)行多種變更和修正。
因而，本發(fā)明的技術(shù)范圍不限于實(shí)施例中所記錄的內(nèi)容，而應(yīng)由權(quán)利要求范圍來確定。
權(quán)利要求
1.一種殘留邊帶接收機(jī)，就將所接收的通帶模擬信號(hào)解調(diào)成基帶數(shù)字信號(hào)的數(shù)字電視的接收機(jī)而言，其特征在于，包括在通過天線選擇所要頻道的頻率并向中頻轉(zhuǎn)換之后，僅使上述中頻的一定帶寬通過并進(jìn)行數(shù)字化的數(shù)字處理單元；將在經(jīng)過數(shù)字化的通頻信號(hào)中去除還原載波時(shí)不需要的信號(hào)的低通濾波器的輸出信號(hào)的功率值與所設(shè)置的標(biāo)準(zhǔn)值或臨界值進(jìn)行比較，根據(jù)比較結(jié)果，將想要的大小定為經(jīng)過數(shù)字化的通帶信號(hào)中的導(dǎo)頻成分的大小并還原基帶的載波的載波還原單元；在基帶信號(hào)中去除導(dǎo)頻信號(hào)并提取同步信號(hào)的同步解調(diào)單元；利用同步信號(hào)去除基帶信號(hào)的線形噪音及殘留相位噪音的噪音去除單元；對(duì)經(jīng)過噪音去除的基帶信號(hào)進(jìn)行解碼的解碼單元。
2.如權(quán)利要求1所述的殘留邊帶接收機(jī)，其特征在于同步解調(diào)單元包括去除導(dǎo)頻信號(hào)的DC去除器和在去除了導(dǎo)頻信號(hào)的信號(hào)中提取同步信號(hào)的同步化單元；噪音去除單元包括在去除了導(dǎo)頻信號(hào)的信號(hào)中去除線形噪音的頻道均衡器和在去除了線形噪音的信號(hào)中去除殘留相位噪音的相位追蹤器；解碼單元包括在去除了殘留相位噪音的信號(hào)對(duì)發(fā)射信號(hào)進(jìn)行解碼的FEC單元。
3.一種載波還原器，其特征在于，包括將來自頻率相位鎖定環(huán)路的振蕩頻率與經(jīng)數(shù)字轉(zhuǎn)換的通帶信號(hào)相乘，對(duì)基帶信號(hào)的載波進(jìn)行還原并輸出的合成增效器；利用基帶信號(hào)的導(dǎo)頻信號(hào)使基帶信號(hào)的頻率和相位鎖定，使振蕩頻率生成的頻率相位鎖定環(huán)路；將輸入頻率相位鎖定環(huán)路的基帶信號(hào)的功率值與所設(shè)置的標(biāo)準(zhǔn)值或臨界值進(jìn)行比較，將從合成增效器中輸出的基帶信號(hào)中所包括的導(dǎo)頻信號(hào)調(diào)節(jié)成想要的大小并向頻率相位鎖定環(huán)路輸出的增益控制裝置。
4.如權(quán)利要求3所述的載波還原器，其特征在于，增益控制裝置包括在從輸入頻率相位鎖定環(huán)路的基帶的信號(hào)中去除了載波還原所不必要的數(shù)字成分的信號(hào)中，計(jì)算合成增效器的基帶信號(hào)的功率計(jì)算單元；將經(jīng)計(jì)算的功率值與所設(shè)置的標(biāo)準(zhǔn)值或臨界值進(jìn)行比較并輸出的比較單元；設(shè)置在合成增效器和頻率相位鎖定環(huán)路之間，根據(jù)依據(jù)比較單元的輸出結(jié)果對(duì)從合成增效器中輸出的基帶信號(hào)的增益進(jìn)行控制來對(duì)導(dǎo)頻信號(hào)的大小進(jìn)行調(diào)節(jié)并輸出經(jīng)還原的載波的增效調(diào)節(jié)單元。
5.如權(quán)利要求4所述的載波還原器，其特征在于在上述合成增效器中，如果經(jīng)數(shù)字轉(zhuǎn)換的通帶信號(hào)具有90度相位差的通帶的I、Q信號(hào)被輸入，則將其與振蕩頻率相乘并合成基帶的I、Q信號(hào)；增效調(diào)節(jié)單元?jiǎng)t由對(duì)基帶的I、Q的信號(hào)的各自的增效進(jìn)行控制的第1、第2增效調(diào)節(jié)單元構(gòu)成。
6.如權(quán)利要求4所述的載波還原器，其特征在于，頻率相位鎖定環(huán)路包括由在通過增益調(diào)節(jié)單元的基帶的I信號(hào)中去除不必要的數(shù)據(jù)成分之后鎖定頻率的第1低通濾波器、延遲器、代碼提取器、增效器、環(huán)路濾波器及頻率振蕩器構(gòu)成的頻率鎖定環(huán)路；由在上述基帶的Q信號(hào)中去除不必要的數(shù)據(jù)成分之后鎖定相位的第2低通濾波器、增效器、環(huán)路濾波器、及頻率振蕩器構(gòu)成的相位鎖定環(huán)路。
7.如權(quán)利要求6所述的載波還原器，其特征在于上述功率計(jì)算單元對(duì)通過第1低通濾波器的基帶I信號(hào)的功率進(jìn)行計(jì)算。
8.如權(quán)利要求3所述的載波還原器，其特征在于，上述增益控制裝置包括在從輸入頻率相位鎖定環(huán)路的基帶的信號(hào)中去除了載波還原所不必要的數(shù)據(jù)成分的信號(hào)中，對(duì)合成增效器的信號(hào)的功率進(jìn)行計(jì)算的功率計(jì)算單元；將所計(jì)算的功率值與所設(shè)置的標(biāo)準(zhǔn)值或臨界值進(jìn)行比較并輸出的比較單元；設(shè)置在頻率相位鎖定環(huán)路的頻率及相位誤差檢測(cè)單元與環(huán)路濾波器之間，根據(jù)比較單元中的輸出結(jié)果對(duì)從頻率及相位誤差檢測(cè)單元中輸出基帶信號(hào)的增益進(jìn)行控制來調(diào)節(jié)導(dǎo)頻信號(hào)的大小并輸出至環(huán)路濾波器的增益調(diào)節(jié)單元。
全文摘要
本發(fā)明涉及接收以殘留邊帶方式調(diào)制并發(fā)射的信號(hào)并還原載波的殘留邊帶接收機(jī)及其載波還原器，包括在通過天線選擇所要頻道的頻率并向中頻轉(zhuǎn)換之后，僅使中頻的一定帶寬通過并進(jìn)行數(shù)字化的數(shù)字處理單元；將不需要的信號(hào)的低通濾波器的輸出信號(hào)的功率值與所設(shè)置的標(biāo)準(zhǔn)值或臨界值進(jìn)行比較，根據(jù)比較結(jié)果，將想要的大小定為經(jīng)過數(shù)字化的通帶信號(hào)中的導(dǎo)頻成分的大小并還原基帶的載波還原單元；在基帶信號(hào)中去除導(dǎo)頻信號(hào)并提取同步信號(hào)的同步解調(diào)單元；利用同步信號(hào)去除基帶信號(hào)的線形噪音及殘留相位噪音的雜音去除單元；對(duì)經(jīng)過噪音去除的基帶信號(hào)進(jìn)行解碼的解碼單元。其在導(dǎo)頻變?nèi)醯念l道狀態(tài)下，也能夠更為穩(wěn)定地進(jìn)行載波還原。
文檔編號(hào)H04N5/455GK1780275SQ200410084580
公開日2006年5月31日 申請(qǐng)日期2004年11月25日 優(yōu)先權(quán)日2004年11月25日
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