專利名稱：數(shù)字中頻解調(diào)器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種數(shù)字中頻解調(diào)器(IntermediateFrequency demodulator, IFdemodulator)，特別是涉及一種用以增強(qiáng)電視系統(tǒng)的同步能力的數(shù)字中頻解調(diào)器。
背景技術(shù)：
傳統(tǒng)模擬電視廣播系統(tǒng)，例如國(guó)家電視委統(tǒng)委員會(huì)(National TelevisionSystem Committee, NTSC)、相交替線(Phase Alternating Line, PAL)和塞康制(S6quential Couleur Avec Memoir, SECAM)系統(tǒng)，將節(jié)目?jī)?nèi)容的基帶視頻和音頻信號(hào)，根據(jù)個(gè)別電視系 統(tǒng)所規(guī)范的調(diào)制技術(shù)調(diào)制至一特定的中頻頻率，再將該中頻頻率經(jīng)過(guò)濾波、升頻和功率放 大等步驟形成具特定射頻(RadioFrequency，RF)頻率的調(diào)制信號(hào)。最后，再將此射頻信號(hào) 通過(guò)天線傳輸至空氣中或傳輸至同軸電纜中。以NTSC系統(tǒng)為例，基帶視頻信號(hào)首先被傳送 至一個(gè)頻寬為4. 2MHz的低通濾波器(Low Pass Filter，LPF)，然后以幅度調(diào)制(Amplitude Modulation,AM)的方式調(diào)制成一頻率為45. 75MHz的中頻載波(carrier)之后再經(jīng)過(guò)一波 形整形濾波器(VSB shaping filter)進(jìn)行濾波。另外，基帶音頻信號(hào)部分會(huì)先經(jīng)過(guò)多聲道 電視伴音(Multi Channel TelevisionSound，MTS)編碼后，送到一個(gè)頻寬為200KHz的低通 濾波器，再以頻率調(diào)制(Frequency Modulation,FM)的方式調(diào)制成一個(gè)頻率為41. 25MHz的 中頻載波。之后，再將視頻和音頻的中頻載波進(jìn)行混波，并送往一中心頻率為44MHz、頻寬 為6MHz的帶通濾波器進(jìn)行濾波。最后，再經(jīng)過(guò)升頻與功率放大的步驟形成一射頻信號(hào)，并 藉由天線或同軸電纜傳輸。在接收端，經(jīng)天線電波耦合所接收的射頻信號(hào)、或經(jīng)同軸電纜傳輸?shù)纳漕l信號(hào)， 通常會(huì)被一個(gè)稱為頻率調(diào)整器(timer)的裝置所接收，并將所接收的廣帶射頻信號(hào)選定 一特定射頻頻率進(jìn)行信號(hào)的解調(diào)，以期能將載送于該射頻頻率中大約6MHz的頻寬范圍內(nèi) 的視頻和音頻信號(hào)還原出來(lái)。大部分的頻率調(diào)整器以超外差接收機(jī)(Superheterodyne Receiver)的架構(gòu)實(shí)現(xiàn)。對(duì)于接收端，在中頻解調(diào)部分必定會(huì)需要一個(gè)中頻解調(diào)器，其傳統(tǒng) 上以純模擬式集成電路(analog integrated circuit)搭配適當(dāng)?shù)碾姼须娮桦娙?LRC)組 件的方式實(shí)現(xiàn)。然而，隨著半導(dǎo)體制程的精進(jìn)，系統(tǒng)單芯片(System-On-Chip，S0C)具有高 功能整合與低成本的優(yōu)勢(shì)，加上數(shù)字信號(hào)處理技術(shù)的成熟，使得傳統(tǒng)模擬式的中頻解調(diào)方 式改以整合型全數(shù)字式的解調(diào)方式取代，不僅具有制造成本低、良率穩(wěn)定等優(yōu)勢(shì)外，亦能避 免傳統(tǒng)模擬組件隨著工作溫濕度、組件老化、制造誤差等因素而改變電路工作特性的缺點(diǎn)。對(duì)于上述的中頻解調(diào)而言，具體地說(shuō)，指接收一特定頻率的中頻帶通信號(hào)并經(jīng)載 波信號(hào)同步復(fù)原后，對(duì)調(diào)制的信號(hào)進(jìn)行解調(diào)、濾波、影音分離等步驟，而將載送于其中的基 帶視頻與音頻信號(hào)還原出來(lái)。其中，載波信號(hào)的同步尤其重要，當(dāng)載波同步無(wú)法有效獲得 或復(fù)原的載波含有過(guò)大的抖動(dòng)(jitter)時(shí)，將對(duì)視頻與音頻的還原質(zhì)量有相當(dāng)?shù)呢?fù)面影 響。一般在模擬電視系統(tǒng)所常面對(duì)的干擾除模擬白噪聲外，還有因多通道(Multi-path)造 成的共通道干擾(Co-charmel Interference)或信道非線性特性所造成的鄰近通道干擾 (Adjacent-channel Interference，ACI)與互調(diào)干擾(Inter-modulationlnterference)。
4此外，模擬電視系統(tǒng)載波屬于頻道內(nèi)送信法(in-band signaling)的方式載送，因此除上述 的干擾源外，近載波的信號(hào)，實(shí)際上為視頻的明暗信息，均會(huì)影響載波同步的穩(wěn)定性。再者， 在某些系統(tǒng)或國(guó)家，為了避開干擾頻段亦或有特殊目的，會(huì)在發(fā)射端的射頻頻率做些調(diào)整， 采用一非標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范的頻道射頻頻率。對(duì)于這些情形，將在接收端之中頻頻率產(chǎn)生高頻率偏 差的現(xiàn)象，若此中頻解調(diào)信號(hào)的載波還原機(jī)制無(wú)法處理高頻率偏差的現(xiàn)象，將無(wú)法正確地 還原出視頻與音頻信號(hào)。

發(fā)明內(nèi)容
基于以上的考慮，需要一種以全數(shù)字方式解調(diào)中頻模擬電視信號(hào)的數(shù)字中頻解調(diào) 器，用以解決在載波還原時(shí)所面臨的抗干擾和高頻率偏差等問(wèn)題。有鑒于此，本發(fā)明揭露一種數(shù)字中頻解調(diào)器，用以處理從射頻信號(hào)轉(zhuǎn)換而來(lái)的數(shù) 字中頻信號(hào)，包括數(shù)值控制振蕩器、下變頻電路、圖像中頻載波還原電路和基帶視頻解調(diào) 器。數(shù)值控制振蕩器用以輸出正弦值和余弦值。下變頻電路根據(jù)數(shù)字中頻信號(hào)、正弦值和 余弦值，輸出包括第一實(shí)部信號(hào)和第一虛部信號(hào)的第一零中頻信號(hào)。圖像中頻載波還原電 路根據(jù)第一零中頻信號(hào)和視頻同步信號(hào)，輸出回路誤差信號(hào)至數(shù)值控制振蕩器，以及第二 零中頻信號(hào)?；鶐б曨l解調(diào)器根據(jù)第二零中頻信號(hào)產(chǎn)生復(fù)合式視頻信號(hào)。


圖1顯示根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例所述的模擬電視系統(tǒng)的數(shù)字中頻解調(diào)器的方塊圖；圖2顯示根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例所述的下變頻電路的電路方塊圖；圖3顯示根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例所述的取樣器的電路方塊圖；圖4顯示根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例所述的數(shù)值控制振蕩器的方塊圖；圖5顯示根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例所述的圖像中頻載波還原電路的電路圖；圖6顯示根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例所述的具有π /2相移的低通濾波器的電路圖；圖7顯示根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例所述的具有全通模式的低通濾波器的電路圖；圖8顯示根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例所述的相關(guān)器的電路圖；圖9顯示根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例所述的回路濾波器的電路圖；圖10顯示根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例所述的調(diào)度控制有限狀態(tài)機(jī)的操作流程圖；以及圖11顯示根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例所述的調(diào)度控制有限狀態(tài)機(jī)的操作流程圖。主要組件符號(hào)說(shuō)明100 數(shù)字中頻解調(diào)器110 頻率調(diào)整器115 濾波/模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器電路120 濾波/放大器 121 陶瓷濾波器122 中頻放大器 130 模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器140 下變頻電路141、142、270、272、274 乘法器150 取樣器151 反頻迭濾波器152 開關(guān)160 數(shù)值控制振蕩器161 常數(shù)放大器162 累加器
5
163 正弦/余弦產(chǎn)生器170 圖像中頻載波還原電路190 視頻信號(hào)同步器220 回路濾波器250 調(diào)度控制有限狀態(tài)機(jī)
180 基帶視頻解調(diào)器 210、230 低通濾波器 240 相關(guān)器
260、262 符號(hào)擷取器
具體實(shí)施例方式為使本發(fā)明的上述目的、特征和優(yōu)點(diǎn)能更明顯易懂，下文特舉較佳實(shí)施例，并配合 所附圖式，作詳細(xì)說(shuō)明如下圖1顯示根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例所述的模擬電視系統(tǒng)的數(shù)字中頻解調(diào)器100的方 塊圖。模擬電視系統(tǒng)包括一頻率調(diào)整器110、一濾波/模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器電路115、一數(shù)字 中頻解調(diào)器100和一視頻信號(hào)同步器(video SignalSynchrOnizer)190。數(shù)字中頻解調(diào) 器 100 包括一下變頻電路(down conversioncircuit) 140、一取樣器(decimator) 150、一 數(shù)值控制振蕩器(NumericallyControlled Oscillator, NC0) 160、一圖像中頻(picture intermediate frequency, PIF)載波還原電路 170 和一基帶視頻解調(diào)器(video baseband modulator) 180。濾波/模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器電路115包括一濾波/放大器120和一模擬數(shù)字轉(zhuǎn) 換器(Analog to Digital Converter，ADC) 130。濾波 / 放大器 120 包括一陶瓷濾波器(SAW filter) 121和一中頻放大器122。在圖1中，頻率調(diào)整器110接收一射頻信號(hào)RF，并將其轉(zhuǎn) 換為一模擬中頻信號(hào)IF1。接著模擬中頻信號(hào)IFl為濾波/模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器電路115轉(zhuǎn)換 而產(chǎn)生一數(shù)字化的中頻信號(hào)IF2。如上所述，濾波/放大器120包括陶瓷濾波器121和中頻 放大器122，其中陶瓷濾波器121為一高Q值的濾波器(具有大約20 30dB的插入損失 (insertion loss))，這表示陶瓷濾波器121會(huì)嚴(yán)重地衰減所接收的模擬中頻信號(hào)IFl。因 此，相應(yīng)于所接收的模擬中頻信號(hào)IF1，陶瓷濾波器121輸出一衰減的模擬中頻信號(hào)(圖未 顯示)。有鑒于這個(gè)衰減，中頻放大器122用以補(bǔ)償陶瓷濾波器121衰減信號(hào)的缺點(diǎn)，將衰 減的模擬中頻信號(hào)放大回適當(dāng)?shù)拇笮?，并傳送至模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器130。模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器130 接著以數(shù)字取樣率Fsi將該信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字化的中頻信號(hào)IF2，并傳送給下變頻電路140， 如下所述。圖2顯示根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例所述的下變頻電路140的電路方塊圖。下變頻電路 140用以將數(shù)字化中頻信號(hào)IF2的頻率移至一較低的頻率以產(chǎn)生一零中頻信號(hào)。舉例來(lái)說(shuō)， 對(duì)于NTSC系統(tǒng)來(lái)說(shuō)，模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器130的數(shù)字取樣率Fsi為49. 152MHz且模擬中頻信號(hào) IFl的頻率為45. 75MHz，在這情況下，下變頻電路140可將數(shù)字化中頻信號(hào)IF2的頻率移 至3. 402MHz的中頻頻率。參考圖2，數(shù)字化中頻信號(hào)IF2被接收之后即與一余弦信號(hào)Cos 和一正弦信號(hào)Sin相乘以產(chǎn)生一零中頻信號(hào)。零中頻信號(hào)為一復(fù)數(shù)(complex)信號(hào)，包括 了一實(shí)部信號(hào)ZIF_I1和一虛部信號(hào)ZIF_Q1。余弦信號(hào)Cos和正弦信號(hào)Sin具有與數(shù)字化 中頻信號(hào)IF2的載波頻率相同的頻率。另外，實(shí)部信號(hào)ZIF_I1由以下公式求得ZIF_I1 = IF2*Cos，其可為一乘法器141所實(shí)現(xiàn)。同樣地，虛部信號(hào)ZIF_Q1由以下公式求得ZIF_Q1 =IF2*Sin，其可為另一乘法器142所實(shí)現(xiàn)。如前所述，以NTSC系統(tǒng)為例，復(fù)數(shù)形式的零中 頻信號(hào)由下變頻電路140所產(chǎn)生。注意上述3. 402MHz的中心頻率僅為NTSC系統(tǒng)的情況， 而非所有的電視系統(tǒng)。由于下變頻電路140將數(shù)字化中頻信號(hào)IF2的頻率移至基帶(零中
6頻)，其所對(duì)應(yīng)的取樣率亦可相對(duì)減少。取樣率的降低系由取樣器150執(zhí)行，如下所述。圖3顯示根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例所述的取樣器150的電路方塊圖。在圖3中，模擬 數(shù)字轉(zhuǎn)換器130的數(shù)字取樣率Fsi由反頻迭濾波器(anti-aliasing filter) 151所接收。 由于模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器130所接收的模擬中頻信號(hào)IFl為一高頻信號(hào)，因此其對(duì)應(yīng)的取樣率 也是較高的。然而，由于下變頻電路140將數(shù)字化中頻信號(hào)IF2下變頻，因此考慮成本其對(duì) 應(yīng)的取樣率亦可隨之降低。如圖3所示，開關(guān)152可設(shè)計(jì)為η 1的取樣率。若η為10，則 所輸出的取樣率Fsb將會(huì)比輸入取樣率Fsi低十倍。N為一整數(shù)并可依需求調(diào)整。因此，取 樣器150接收復(fù)數(shù)形式的零中頻信號(hào)ZIF_I1和ZIF_Q1，并輸出另一低取樣率復(fù)數(shù)形式的零 中頻信號(hào)，同樣包括一實(shí)部信號(hào)ZIF_I2和一虛部信號(hào)ZIF_Q2。零中頻信號(hào)ZIF_I2和ZIF_ Q2接著送至圖像中頻載波還原電路170產(chǎn)生反饋至數(shù)值控制振蕩器160的回路誤差信號(hào) Loop_Err,以及送至基帶視頻解調(diào)器180的另一中頻信號(hào)。值得注意的是，取樣器150為可 省略的，如此一來(lái)零中頻信號(hào)ZIF_I1和ZIF_Q1將直接送至圖像中頻載波還原電路170，圖 像中頻載波還原電路170的相關(guān)細(xì)節(jié)將于稍后敘述。圖4顯示根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例所述的數(shù)值控制振蕩器160的方塊圖。數(shù)值控制 振蕩器160包括一常數(shù)放大器161、一累加器(accumulator) 162和一正弦/余弦產(chǎn)生器 163。其中，正弦/余弦產(chǎn)生器163用以實(shí)現(xiàn)坐標(biāo)旋轉(zhuǎn)數(shù)字計(jì)算機(jī)(Coordinate Rotation Digital Computer,C0RDIC)迭代算法或其它適當(dāng)?shù)乃惴?。在圖4中，圖像中頻載波還原電 路170所產(chǎn)生的回路誤差信號(hào)L00p_En·與一信號(hào)Freq_IF相加以產(chǎn)生一信號(hào)NC0_Freq。信 號(hào)Freq_IF更由常數(shù)放大器161所放大并送至累加器162，其中累加器162接收數(shù)字取樣率 Fsi作為其頻率信號(hào)，且其輸出加回至常數(shù)放大器161的輸出產(chǎn)生其本身的可調(diào)輸入信號(hào)。 此外，累加器162的輸出亦送至正弦/余弦產(chǎn)生器163以產(chǎn)生傳送給下變頻電路140的最 終正弦/余弦信號(hào)Sin/Cos，如之前于圖2中所述。必須知道的是，回路誤差信號(hào)Loop_Err 在一開始開路(open loop)的情況下是為0的，使得信號(hào)NC0_Freq直接等于信號(hào)Freq_IF。 信號(hào)Freq_IF為一頻率信號(hào)，其頻率與載送于數(shù)字化中頻信號(hào)IF2內(nèi)的視頻載波相同。不同 的電視系統(tǒng)其信號(hào)Freq_IF的頻率亦不同，對(duì)于NTSC系統(tǒng)而言，其為3. 402MHz。因此，對(duì)于 給定的電視系統(tǒng)，其信號(hào)Freq_IF的頻率為一固定的常數(shù)。此外，由于回路誤差信號(hào)Loop_ Err在一開始開路的情況下是為0的，因此，一旦正弦/余弦信號(hào)Sin/Cos產(chǎn)生，將會(huì)存在回 路誤差信號(hào)Loop_Err，使得信號(hào)NC0_Freq被實(shí)時(shí)調(diào)整而產(chǎn)生適當(dāng)?shù)妮敵稣?余弦信號(hào) Sin/Cos。同樣地，余弦信號(hào)Cos可根據(jù)以下公式產(chǎn)生Cos (η) = cos (2* π *NC0_Freq*m*/ Fsi)。其中，m為一整數(shù)，并且可依據(jù)需求調(diào)整。回路誤差信號(hào)Loop_Err的產(chǎn)生將于以下 圖5中說(shuō)明。圖5顯示根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例所述的圖像中頻載波還原電路170的電路圖。圖 像中頻載波還原電路170包括一具有全通(bypass)模式的低通濾波器210、一回路濾波器 220、一具有π/2相移的低通濾波器230、一相關(guān)器(correlator) 240、一調(diào)度控制有限狀態(tài) 機(jī)(schedule control Finite State Machine，F(xiàn)SM)(調(diào)度控制邏輯)250、兩個(gè)符號(hào)擷取 器260和262，以及三個(gè)乘法器270、272和274。首先，低通濾波器230將所接收的實(shí)部信 號(hào)ZIF_I2相移π /2產(chǎn)生一相移信號(hào)CR_I，并送至符號(hào)擷取器260擷取出符號(hào)信息(正負(fù) 號(hào))。所擷取的符號(hào)信息與所接收的虛部信號(hào)ZIF_Q2相乘產(chǎn)生一相乘信號(hào)CR_Q，其中的乘 法操作可由乘法器270完成。相乘信號(hào)CR_Q系傳送至低通濾波器210產(chǎn)生一相位誤差Ph_
7Err,并且與調(diào)度控制有限狀態(tài)機(jī)250所輸出的兩個(gè)索引Kp_Sel和Ki_Sel —起送到回路濾 波器220產(chǎn)生傳送至數(shù)值控制振蕩器160的回路誤差信號(hào)L00p_En·。低通濾波器210可 操作于低通或全通模式，根據(jù)調(diào)度控制有限狀態(tài)機(jī)250所輸出的一旗標(biāo)PE_LPF_BypaSS而 定。此外，相移信號(hào)CR_I亦傳送至相關(guān)器240，其根據(jù)所接收的相移信號(hào)CR_I輸出一相關(guān) 信號(hào)CR_C0rr。輸出的相關(guān)信號(hào)CR_C0rr更送至符號(hào)擷取器262擷取出符號(hào)信息，所擷取 的符號(hào)信息與信號(hào)ZIF_I2和ZIF_Q2相乘產(chǎn)生送至基帶視頻解調(diào)器180的一復(fù)數(shù)形式的零 中頻信號(hào)，其包括一實(shí)部信號(hào)ZIF_I3和一虛部信號(hào)ZIF_Q3。實(shí)部信號(hào)ZIF_I3根據(jù)將實(shí)部 信號(hào)ZIF_I2與相關(guān)信號(hào)CR_C0rr所擷取的符號(hào)信息相乘而得，其可由乘法器272完成。同 樣地，虛部信號(hào)ZIF_Q3根據(jù)將虛部信號(hào)ZIF_Q2與相關(guān)信號(hào)CR_Corr所擷取的符號(hào)信息相 乘而得，其可由另一乘法器274完成。此外，相關(guān)信號(hào)CR_C0rr與視頻信號(hào)同步器190所產(chǎn) 生的視頻同步信號(hào)Video_SynC亦送至調(diào)度控制有限狀態(tài)機(jī)250，用以決定一顯示信號(hào)收斂 情形的旗標(biāo)CR_L0cked，其狀態(tài)不是為真(TRUE)即是偽(FALSE)。根據(jù)所決定的信號(hào)收斂 情形，調(diào)度控制有限狀態(tài)機(jī)250調(diào)整送至回路濾波器220的兩個(gè)索引Kp_Sel和Ki_Sel。一 旦該兩個(gè)索引調(diào)整得當(dāng)，旗標(biāo)PE_LPF_BypaSS即設(shè)為偽，使得低通濾波器210操作于低通模 式。此外，調(diào)度控制有限狀態(tài)機(jī)250亦輸出一旗標(biāo)Retrain_Ena，用以決定回路濾波器220 和相關(guān)器240是否須重新啟動(dòng)。調(diào)度控制有限狀態(tài)機(jī)250的詳細(xì)流程圖將于稍后說(shuō)明。必 須注意的是，在圖5中，乘法的運(yùn)算并不一定要為乘法器(例如乘法器270、272或274)所 完成。換言之，乘法器僅為達(dá)成乘法運(yùn)算的其中一種方法，只要是任何其它組件可達(dá)成乘法 運(yùn)算者皆可為本發(fā)明所用，例如選擇器(selector)、反向器(inverter)、以及其組合等等。如上所述，包括ZIF_I3和ZIF_Q3的中頻信號(hào)送至基帶視頻解調(diào)器180。根據(jù)此 中頻信號(hào)，基帶視頻解調(diào)器180產(chǎn)生一復(fù)合式視頻信號(hào)(CVBS)。注意復(fù)合式視頻信號(hào)的 產(chǎn)生過(guò)程通常包括奈奎斯特信號(hào)整形(Nyquist shaping)、低通濾波和群延遲等化(group delay equalizing)等步驟。所產(chǎn)生的復(fù)合式視頻信號(hào)更送到視頻信號(hào)同步器190 (或一視 頻譯碼器)產(chǎn)生視頻同步信號(hào)Video_SynC，并回授至調(diào)度控制有限狀態(tài)機(jī)250。值得注意 的是，當(dāng)復(fù)合式視頻信號(hào)的同步獲得之后才會(huì)產(chǎn)生視頻同步信號(hào)Video_SynC。舉例來(lái)說(shuō)，當(dāng) 當(dāng)復(fù)合式視頻信號(hào)的同步獲得之后，視頻信號(hào)同步器190產(chǎn)生視頻同步信號(hào)Video_SynC的 狀態(tài)為真。此外，視頻信號(hào)同步器190亦可整合于數(shù)字中頻解調(diào)器100之內(nèi)。圖6顯示根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例所述的具有π /2相位移的低通濾波器230的電路 圖。在圖6中，具有π /2相移的低通濾波器230對(duì)實(shí)部信號(hào)ZIF_I2做低通濾波的處理而 產(chǎn)生相移信號(hào)CR_I，且al和b0兩者皆是常數(shù)。圖7顯示根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例所述的具有全通模式的低通濾波器210的電路圖。 在圖7中，根據(jù)調(diào)度控制有限狀態(tài)機(jī)250所輸出的旗標(biāo)PE_LPF_BypaSS，輸出信號(hào)(相位誤 差Ph_Err)為相乘信號(hào)CR_Q(全通模式)或經(jīng)低通濾波的相乘信號(hào)CR_Q(低通模式)，且 al,a2和b0皆為常數(shù)。圖8顯示根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例所述的相關(guān)器240的電路圖。在圖8中，相移信號(hào) CR_I經(jīng)過(guò)處理而產(chǎn)生相關(guān)信號(hào)CR_Corr。符號(hào)Alpha介于0和1，而符號(hào)Abs代表絕對(duì)值的 操作。如上所述，旗標(biāo)RetrairuEna用以決定相關(guān)器240是否該重新啟動(dòng)。圖9顯示根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例所述的回路濾波器220的電路圖。在圖9中，相位 誤差Ph_Err經(jīng)過(guò)處理而產(chǎn)生回路誤差信號(hào)L00p_En·，而Kp和Ki用以控制回路頻寬(增益
8設(shè)定)。必須注意的是，若相位尚未鎖定時(shí)(信號(hào)尚未收斂)，所需的回路頻寬是較大的，反 之亦然。此外，Kp和Ki的值依據(jù)調(diào)度控制有限狀態(tài)機(jī)250所調(diào)整的索引Kp_Sel和Ki_Sel 的值，經(jīng)由一查表表格所決定。旗標(biāo)RetrairuEna用以決定回路濾波器220是否該重新啟 動(dòng)。圖10顯示根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例所述的調(diào)度控制有限狀態(tài)機(jī)250的操作流程圖。在 圖 10 中共呈現(xiàn)了三個(gè)狀態(tài)(l)CR_PreLock =偽 /CR_Locked =偽、(2) CR_PreLock =真 / CR_Locked =偽，以及(3) CR_PreLock =真/CR_Locked =真。一開始的時(shí)候系統(tǒng)始于“CR_ PreLock =偽/CR_L0cked =偽”狀態(tài)，表示相位不但未精確鎖定甚至亦沒(méi)有大致鎖定。下 一步，判斷相關(guān)信號(hào)CR_C0rr是否高于一第一門坎值TH_1 (步驟S10)。若否，則流程回到 初始狀態(tài)“CR_PreLock =偽/CR_L0cked =偽”。若是，則一旗標(biāo)Video_Got被設(shè)定為偽，因 此調(diào)度控制有限狀態(tài)機(jī)250進(jìn)入第二狀態(tài)“CR_PreLock =真/CR_L0cked =偽”，表示此時(shí) 相位已大致鎖定。其中，旗標(biāo)Video_Got設(shè)定為偽表示相位尚未精確鎖定。下一步，判斷相 關(guān)信號(hào)CR_C0rr是否高于一第二門坎值TH_2 (步驟Sll)。若否，則流程回到初始狀態(tài)“CR_ PreLock=偽/CR_L0cked=偽”。若是，則繼續(xù)流程。在下一步中，判斷一計(jì)數(shù)周期Tl是 否截止(步驟S12)。若否，則流程回到第二狀態(tài)“CR_PreLock =真/CR_L0cked =偽”。若 是，則重新開始計(jì)數(shù)周期Tl的計(jì)數(shù)并繼續(xù)流程。在流程于步驟Sll和S12之間回繞的期間， 系統(tǒng)會(huì)時(shí)時(shí)確認(rèn)旗標(biāo)Video_Got = Video_Got | Video_Sync的狀態(tài)。旗標(biāo)Video_Got其 本身與視頻同步信號(hào)Video_SynC兩者的“或”的邏輯運(yùn)算的結(jié)果，目的是確認(rèn)事件Video_ Sync是否于計(jì)數(shù)周期Tl內(nèi)至少發(fā)生一次(表示相位于計(jì)數(shù)周期Tl內(nèi)精確鎖定了)。在步 驟S12之后，判斷旗標(biāo)Video_SynC的狀態(tài)是否為真(步驟S13)。若否，則流程回到初始狀 態(tài)“CR_PreL0Ck =偽/CR_L0cked =偽”，因?yàn)槲传@得視頻的同步。若是，則判斷已獲得視頻 的同步，且流程前進(jìn)至第三狀態(tài)“CR_PreL0Ck =真/CR_L0cked =真”。然而，于進(jìn)入第三狀 態(tài)之時(shí)，處于狀態(tài)為真的旗標(biāo)Video_Got被設(shè)定回偽，因?yàn)樵撈鞓?biāo)需要再重新確認(rèn)。在第三 狀態(tài)之后，判斷計(jì)數(shù)周期Tl是否截止(步驟S14)。若否，則確認(rèn)旗標(biāo)Video_Got = Video_ Got Video_Sync的狀態(tài)，且流程回到第三狀態(tài)“CR_PreLock =真/CR_Locked =真”。若 是，則流程回到步驟S13，判斷旗標(biāo)Video_SynC的狀態(tài)是否為真。如上所述，在第三狀態(tài)之 后將旗標(biāo)Vide0_G0t的狀態(tài)設(shè)回為偽，這是因?yàn)槭褂谜呖赡芤呀?jīng)切換電視頻道，因此必須 重新確認(rèn)視頻的同步是否有獲得。圖11顯示根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例所述的調(diào)度控制有限狀態(tài)機(jī)250的操作流程圖。在 圖11中呈現(xiàn)了五種狀態(tài)一初始狀態(tài)CR_L0ADINIT、一 Ki_Sel遞減狀態(tài)CR_KIDECREASE、一 Ki_Sel 遞增狀態(tài) CR_KIINCREASE、一 Kp_Sel 遞減狀態(tài) CR_KPDECREASE 以及一穩(wěn)定狀態(tài) CR_ MAINTAIN。一開始，系統(tǒng)起始于初始狀態(tài)CR_L0ADINIT。在初始狀態(tài)中，Ki_Sel和Kp_Sel 的值個(gè)別設(shè)為Ki_TH和Kp_TH。此外，旗標(biāo)Retrain_Ena和PE_LPF_Bypass的狀態(tài)設(shè)為真。 接著，判斷一計(jì)數(shù)周期T2是否截止(步驟S20)。在計(jì)數(shù)周期T2期間不執(zhí)行任何動(dòng)作的原 因是為了將之前系統(tǒng)所殘留的值完全清除。若計(jì)數(shù)周期T2尚未截止，則流程回到初始狀態(tài) CR_L0ADINIT，繼續(xù)等待計(jì)數(shù)周期T2的截止。若是，則重新開始計(jì)數(shù)周期T2的計(jì)數(shù)、將旗標(biāo) Retrain_Ena的狀態(tài)設(shè)為偽，且流程前進(jìn)至Ki_Sel遞減狀態(tài)CR_K I DECREASE。此狀態(tài)用以降 低索引Ki_Sel的值，最低可降至0。之后，判斷計(jì)數(shù)周期T2是否截止(步驟S21)。若否， 則流程回到Ki_Sel遞減狀態(tài)CR_KIDECREASE。若是，則重新開始計(jì)數(shù)周期T2的計(jì)數(shù)并繼續(xù)
9流程，判斷Ki_Sel的值是否已經(jīng)到達(dá)最小門坎值0(步驟S22)。若Ki_Sel的值尚未到達(dá)最 小門坎值0，則流程回到Ki_Sel遞減狀態(tài)CR_KIDECREASE，繼續(xù)將Ki_Sel的值降低。期間， 亦判斷Kp_Sel的值是否到達(dá)最大值Kp_TH。若否，則將Kp_Sel的值加1。在步驟S22中， 若Ki_Sel的值已經(jīng)到達(dá)最大值，則接著判斷旗標(biāo)CR_L0cked的狀態(tài)是否為真(步驟S23)。 若旗標(biāo)CR_L0cked的狀態(tài)為真，則流程前進(jìn)至下一狀態(tài)Kp_Sel遞減狀態(tài)CR_KPDECREASE， 將Kp_Sel的值降低。若旗標(biāo)CR_L0cked的狀態(tài)為偽，則流程前進(jìn)至Ki_Sel遞增狀態(tài)CR_ KIINCREASE，將Ki_Sel的值增加，其中Ki_Sel的最大值為Ki_TH。對(duì)于第一種情況Kp_Sel 遞減狀態(tài)CR_KPDECREASE，則將Kp_Sel的值降低，其中Kp_Sel可被降至最小門坎值0。之 后，判斷計(jì)數(shù)周期T2是否截止(步驟S24)。若否，則流程回到CR_KPDECREASE的狀態(tài)，繼續(xù) 將Kp_Sel的值降低。若是，則再次重新開始計(jì)數(shù)周期T2的計(jì)數(shù)并繼續(xù)流程。在下一步驟 中，再次判斷旗標(biāo)CR_L0cked的狀態(tài)是否為真(步驟S25)。若否，則將PE_LPF_BypaSS的狀 態(tài)設(shè)為真且流程前進(jìn)至Ki_Sel遞增狀態(tài)CR_KIINCREASE，其將于稍后敘述。若是，則繼續(xù)流 程。在下一步驟中，判斷Kp_Sel的值是否到達(dá)最小門坎值0(步驟S26)。若否，則流程回到 Kp_Sel遞減狀態(tài)CR_KPDECREASE，繼續(xù)將Kp_Sel的值降低。若是，則流程前進(jìn)至最終狀態(tài) CR_MAINTAIN。以上所述為步驟S23之后狀態(tài)CR_KPDECREASE該路的流程，以下將敘述狀態(tài) CR_KIINCREASE該路的流程。在步驟S23之后的狀態(tài)CR_KIINCREASE的下一步，判斷計(jì)數(shù)周 期T2是否截止(步驟S27)。若否，則流程回到狀態(tài)CR_KIINCREASE，繼續(xù)將Ki_Sel的值增 加。若是，則重新開始計(jì)數(shù)周期T2的計(jì)數(shù)并繼續(xù)流程。在下一步驟中，再次判斷旗標(biāo)CR_ Locked的狀態(tài)是否為真(步驟S28)。若是，則流程前進(jìn)至狀態(tài)CR_K I DECREASE，將Ki_Sel 的值降低。若否，則繼續(xù)流程，則判斷Ki_Sel的值是否是到達(dá)最大值Ki_TH(步驟S29)。若 否(步驟S29)，則將旗標(biāo)PE_LPF_BypaSS的狀態(tài)設(shè)為真，且流程回到狀態(tài)CR_KIINCREASE， 繼續(xù)將Ki_Sel的值增加。期間，亦判斷Kp_Sel的值是否到達(dá)最大值Kp_TH。若否，則將Kp_ TH的值加1。若是(步驟S29)，則流程回到初始狀態(tài)CR_L0ADINIT，重新開始整個(gè)流程。
本發(fā)明至此已完成所有的說(shuō)明，本發(fā)明雖以較佳實(shí)施例揭露如上，然其并非用以 限定本發(fā)明的范圍，任何本領(lǐng)域技術(shù)人員，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)，當(dāng)可做些許的 更動(dòng)與潤(rùn)飾，因此本發(fā)明之保護(hù)范圍當(dāng)視后附的權(quán)利要求書所界定者為準(zhǔn)。
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權(quán)利要求
一種數(shù)字中頻解調(diào)器，用以處理從射頻信號(hào)轉(zhuǎn)換而來(lái)的數(shù)字中頻信號(hào)，包括數(shù)值控制振蕩器，輸出正弦值和余弦值；下變頻電路，根據(jù)所述數(shù)字中頻信號(hào)、所述正弦值和所述余弦值，輸出包括第一實(shí)部信號(hào)和第一虛部信號(hào)的第一零中頻信號(hào)；圖像中頻載波還原電路，根據(jù)所述第一零中頻信號(hào)和視頻同步信號(hào)，輸出回路誤差信號(hào)至所述數(shù)值控制振蕩器以及第二零中頻信號(hào)；以及基帶視頻解調(diào)器，根據(jù)所述第二零中頻信號(hào)產(chǎn)生復(fù)合式視頻信號(hào)。
2.如權(quán)利要求1所述的數(shù)字中頻解調(diào)器，更包括視頻信號(hào)同步器，根據(jù)所述復(fù)合式視 頻信號(hào)產(chǎn)生所述視頻同步信號(hào)至所述圖像中頻載波還原電路。
3.如權(quán)利要求2所述的數(shù)字中頻解調(diào)器，其中所述視頻信號(hào)同步器為視頻譯碼器。
4.如權(quán)利要求2所述的數(shù)字中頻解調(diào)器，其中所述視頻同步信號(hào)是當(dāng)所述復(fù)合式視頻 信號(hào)的同步獲得時(shí)所產(chǎn)生。
5.如權(quán)利要求1所述的數(shù)字中頻解調(diào)器，其中所述圖像中頻載波還原電路更包括相關(guān)器，根據(jù)所接收的相移信號(hào)輸出相關(guān)信號(hào)，其中所述相移信號(hào)根據(jù)所述第一實(shí)部 信號(hào)所產(chǎn)生；以及調(diào)度控制邏輯電路，根據(jù)所述相關(guān)信號(hào)和所述視頻同步信號(hào)，決定一狀態(tài)旗標(biāo)，用以顯 示所述數(shù)字中頻信號(hào)的相位是否已經(jīng)鎖定。
6.如權(quán)利要求5所述的數(shù)字中頻解調(diào)器，其中所述圖像中頻載波還原電路更包括回路 濾波器，根據(jù)相位誤差信號(hào)和增益設(shè)定產(chǎn)生所述回路誤差信號(hào)，所述相位誤差信號(hào)根據(jù)所 接收的所述第一零中頻信號(hào)所產(chǎn)生，且所述增益設(shè)定根據(jù)所述調(diào)度控制邏輯電路的所述狀 態(tài)旗標(biāo)所調(diào)整。
7.如權(quán)利要求6所述的數(shù)字中頻解調(diào)器，其中所述圖像中頻載波還原電路更包括第一符號(hào)擷取器，取得所述相移信號(hào)的符號(hào)信息；第一乘法器，將所述第一虛部信號(hào)與所取得的符號(hào)信息相乘來(lái)產(chǎn)生相乘信號(hào)；以及低通濾波器，根據(jù)所述調(diào)度控制邏輯電路所輸出的模式旗標(biāo)，將所述相乘信號(hào)做全通 或低通濾波的處理來(lái)輸出所述相位誤差信號(hào)。
8.如權(quán)利要求7所述的數(shù)字中頻解調(diào)器，其中所述第二零中頻信號(hào)包括第二實(shí)部信號(hào) 和第二虛部信號(hào)，且所述圖像中頻載波還原電路更包括第二符號(hào)擷取器，取得所述相關(guān)信號(hào)的符號(hào)信息；第二乘法器，將所述第一實(shí)部信號(hào)與所取得的所述相關(guān)信號(hào)的符號(hào)信息相乘來(lái)產(chǎn)生所 述第二實(shí)部信號(hào)；以及第三乘法器，將所述第一虛部信號(hào)與所取得的所述相關(guān)信號(hào)的符號(hào)信息相乘來(lái)產(chǎn)生所 述第二虛部信號(hào)。
9.如權(quán)利要求5所述的數(shù)字中頻解調(diào)器，其中所述圖像中頻載波還原電路更包括低通 濾波器，將所述第一實(shí)部信號(hào)的相位位移η /2來(lái)產(chǎn)生所述相移信號(hào)。
10.如權(quán)利要求1所述的數(shù)字中頻解調(diào)器，更包括取樣器，在所述圖像中頻載波還原電 路之前將所述第一零中頻信號(hào)的取樣率降低。
11.如權(quán)利要求1所述的數(shù)字中頻解調(diào)器，其中所述下變頻電路更包括第一乘法器，將所述數(shù)字中頻信號(hào)與所述余弦值相乘以產(chǎn)生所述第一實(shí)部信號(hào)；以及2第二乘法器，將所述數(shù)字中頻信號(hào)與所述正弦值相乘以產(chǎn)生所述第一虛部信號(hào)。
全文摘要
本發(fā)明揭露一種數(shù)字中頻解調(diào)器，用以處理從射頻信號(hào)轉(zhuǎn)換而來(lái)的數(shù)字中頻信號(hào)，包括數(shù)值控制振蕩器、下變頻電路、圖像中頻載波還原電路和基帶視頻解調(diào)器。數(shù)值控制振蕩器用以輸出正弦值和余弦值。下變頻電路根據(jù)數(shù)字中頻信號(hào)、正弦值和余弦值，輸出包括第一實(shí)部信號(hào)和第一虛部信號(hào)的第一零中頻信號(hào)。圖像中頻載波還原電路根據(jù)第一零中頻信號(hào)和視頻同步信號(hào)，輸出回路誤差信號(hào)至數(shù)值控制振蕩器，以及第二零中頻信號(hào)。基帶視頻解調(diào)器根據(jù)第二零中頻信號(hào)產(chǎn)生復(fù)合式視頻信號(hào)。
文檔編號(hào)H04N5/455GK101909180SQ20091014701
公開日2010年12月8日 申請(qǐng)日期2009年6月4日 優(yōu)先權(quán)日2009年6月4日
發(fā)明者施姵君, 蔡典儒 申請(qǐng)人:承景科技股份有限公司