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CN100418366C - 基于载波恢复的解调 - Google Patents

基于载波恢复的解调 Download PDF

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Abstract

一种解调器，用于借助第二信号对第一信号进行解调，该解调器包括：第一带通滤波器(30)，用于从接收信号(10)中恢复出所述第一信号(36)；和第二带通滤波器(32)，用于从所述接收信号(10)中恢复所述第二信号(30)；其中，所述第二带通滤波器(32)的通带基本上窄于所述第一带通滤波器(30)的通带。

Description

基于载波恢复的解调
技术领域
本发明涉及解调器。本发明还涉及使用该解调器的装置以及解调方法。更具体而言，本发明涉及基于载波恢复的解调器，例如用于TV-IF信号的解调器，用于无线电-IF的解调器，以及使用诸如载波信号或中心频率信号的恢复信号来进行解调的任何其他宽带IF系统的解调器。
背景技术
基于载波恢复的解调器通常为本领域技术人员所熟知。这些解调器包括单个带通滤波器，以便从接收的输入信号中同时恢复载波和信息信号。由Taub-Schilling的第二版ISBN：0-07-100313-4，第347页，图8.1-A可知这样的解调器。
发明内容
为此，将解调器设置成用于借助第二信号对第一信号进行解调，该解调器包括：
第一带通滤波器，用于从接收信号中恢复第一信号；和
第二带通滤波器，用于从接收信号中恢复第二信号；
其中，第二带通滤波器的通带基本上窄于第一带通滤波器的通带。
本发明基于这样的理解，即，使用单个带通滤波器来恢复第一和第二信号，可能由于单个带通滤波器的奈奎斯特斜率而使得第二信号至少有6dB的衰减。这可导致对第二信号的恢复是不可靠的，特别是在接收条件较差期间很容易出现问题。根据本发明，通过使用具有较窄通带的附加带通滤波器，可恢复例如作为载波信号或中心频率信号的第二信号，该附加带通滤波器设计成用于仅恢复第二信号同时又尽可能抑制周围噪声。因此，本发明提供了两方面好处。首先，可避免对第二信号的6dB衰减。其次，由于抑制周围噪声，甚至还提高了信噪比。显然，噪声抑制的原理一般是可适用的，且由此具有改善信噪比的好处，甚至对于未受到奈奎斯特斜率影响的解调器也是如此。
在根据本发明的一实施例中，解调器包括补偿装置，该补偿装置用于使恢复的第一信号与恢复的第二信号之间的相差最小。这些相差可导致第一信号的解调受损，它们是由第一和第二带通滤波器之间传播延迟的差异所导致的。
在根据本发明的又一实施例中，该补偿装置包括延迟元件，该延迟元件用于对恢复的第一信号进行延迟。因此，第一信号通过第一带通滤波器和延迟元件的总延迟等于第二信号通过第二带通滤波器的延迟。
在根据本发明的又一实施例中，该补偿装置包括移相器，该移相器用于使恢复的第一信号发生相移，相移由参考信号与恢复的第二信号之间的相差而决定。该实施例具有这样的优点，即，它提供对相差的动态补偿，而并不意在所用带通滤波器的特定组合。显然，这是非常灵活的解决方案。移相器的实施例可在Floyd M.Gardner的“PhaselockTechniques”(第二版，Wiley & Sons公司，ISBN：0-471-04294-3)的第120页找到。
在根据本发明的实施例中，该补偿装置包括选择器，选择器用于从至少两个参考源中选出参考信号。这允许选择合适的源来提供参考信号。
在根据本发明的实施例中，选择器为可编程选择器。其优点在于，解调器能够根据其工作状态自动地选择最方便或可靠的源来提供参考信号。
在根据本发明的另一实施例中，至少两个源的其中之一为存储在存储器装置中的解调的第一信号的镜像。通过使用解调的第一信号的镜像而非解调的第一信号，使解调不再受到当将解调信号反馈回移相器50时在该解调信号中出现的噪声的干扰。
在根据本发明的实施例中，存储器装置包括模数转换器，该模数转换器被设置成提供可便于按数字格式进行镜像存储的解调的第一信号的数字镜像。
在根据本发明的实施例中，解调器还包括锁相环，该锁相环用于稳定恢复的第二信号，以进一步改善解调质量。
在根据本发明的另一实施例中，第二恢复信号用于对诸如又一载波信号的第三信号进行下变频。该实施例特别适于其中第三信号为声载波的TV-IF系统。
在根据本发明的另一实施例中，提供了一种包括如上所述的解调器的装置。
在根据本发明的另一实施例中，提供了一种借助第二信号对第一信号进行解调的方法，所述方法包括以下步骤：
使用第一带通滤波器从接收信号中恢复出所述第一信号；
使用第二带通滤波器从接收信号中恢复出所述第二信号，其中，所述第二带通滤波器的通带窄于所述第一带通滤波器的通带；和
使用补偿装置补偿在所述恢复出的第一信号与所述恢复出的第二信号之间的相位误差，包括：
使用移相器使所述恢复出的第一信号发生相移，所述相移由
所述恢复出的第二信号与参考信号之间的相差而决定；和
使用选择器从至少两个源中选出所述参考信号。
附图说明
结合后面的附图，将进一步阐述本发明的这些以及其他方面。
图1显示根据现有技术的解调器的实施例。
图2显示带通滤波器的奈奎斯特斜率。
图3显示根据本发明的解调器的实施例。
图4显示根据本发明的解调器的其他实施例，其中，使用延迟元件来补偿相差。
图5显示根据本发明的解调器的又一实施例，其中，使用移相器来补偿相差。
图6显示根据本发明的解调器的又一实施例，其中，使用锁相环稳定恢复的第二信号，如载波信号。
图7显示根据本发明的一个实施例，其中，使用恢复的第二信号，诸如载波信号下混频又一信号。
图8显示包括根据本发明的解调器的装置。
图9显示根据本发明的基于载波恢复的解调方法的流程图。
具体实施方式
图1示出根据现有技术的解调器的实施例。该图示出用于滤波接收信号10的单带通滤波器12。滤波后信号15包括恢复的第一和第二信号，它们示例性表示信息信号和载波信号。在图1中，在模块13中解调信息信号，模块13包括有混频器14和PLL 16，将PLL 16设计成锁定到载波信号的频率上。
图2更详细地示出带通滤波器12的滤波器特性。该图示出落在滤波器的奈奎斯特斜率22内的第二信号20。这将使第二信号衰减大约6dB，并因此会妨碍对第一信号的解调，特别是假设接收信号10具有较差信噪比时尤为如此。
图3示出根据本发明的解调器，该解调器包括用于恢复第一信号36的带通滤波器30。解调器还包括用于恢复第二信号38的带通滤波器32。第一信号36示例性表示包括需解调信息的信息信号，而第二信号38示例性表示载波信号。滤波器32的通带基本上窄于滤波器30的通带。此外，将滤波器32的通带设计成最优恢复载波信号30。这意味着，很大程度地将载波信号30周围的噪声滤除掉，而载波信号本身不会由任何奈奎斯特斜率而衰减。这致使载波-噪声比增大。
然而，如果滤波器30和32的传播延迟彼此并不相等时，恢复的信息信号36和恢复的载波信号38之间将出现相位误差。显然，这将对解调的信息信号的信号质量带来负面的影响。因此，在图4中，为使信息信号延迟，添加了延迟元件40，以便补偿在滤波器30，32之间的传播延迟差。
图5示出其中使用移相器来补偿滤波器30和32之间传播延迟之差的实施例。在Floyd M.Gardner的“Phaselock Techniques”(第二版，Wiley& Sons公司，ISBN 0-471-04294-3)的第120页可以找到这样移相器的实施例。相移取决于恢复的载波信号38与参考信号51之间的相差。该参考信号51可为解调的信息信号18或该解调信息信号的镜像。在将信息信号18的镜像存储在存储器装置35中之前，通过低通滤波器37使其最终达到某一平均数。假设所存储的镜像可靠，则所存储的镜像可以是静态的。使用所存储的镜像的主要优点在于，以此方式，使解调不再受到当将解调信息信号18反馈到移相器50时在该信号中可能出现的噪声的干扰。该实施例还具有可编程选择器31，可编程选择器31用于选择解调信息信号18或解调信号18的镜像作为提供参考信号51的源。因此，例如在启动期间，解调器能够自动地选择用来提供参考信号51的最合适的源。在此情形中，选择器31将选择解调信号18。然而，与此同时，存储器35将存储解调信号18的平均镜像。一旦存储了可靠的镜像，选择器31可选择存储器装置35，以提供参考信号51。最后，由于该实施例提供了对由滤波器30和32之间传播延迟差所引起的相差的自动和自适应补偿，从而该实施例特别有益。
图6显示根据本发明的又一实施例，例如其可用于TV-IF系统中。在图6中，使用锁相环60稳定载波信号38，其中，锁相环60包括单个的振荡器，例如，压控振荡器(VCO)62。锁相环60还包括混频器64和低通滤波器66。VCO 62将在恢复载波信号的频率处振荡。在该实施例中，使用单个振荡器62生成对于混频器34和64的混频信号，从而获得相当大的功率，并且避免出现例如振荡器下拉(当两个振荡器彼此相互影响时会出现振荡器下拉)的不良效应。因此，该实施例特别适于集成在集成电路中。
图7显示出根据本发明的另一个实施例，其中，通过第二带通滤波器70从接收信号10中恢复出第二载波信号75，并使用VCO 62的频率对第二载波信号75进行下变频。使用混频器71对恢复的载波信号进行下变频。该实施例可有利地应用于其中第二载波为声载波的TV-IF系统中。由于不存在奈奎斯特斜率，该实施例不受AM至PM转换的影响，即，在视频音频信号之间没有串扰效应干扰。
图8显示包括RF调谐器80和解调器82的装置88，RF调谐器用于接收特定的RF信号81，解调器82用于解调接收信号81。
图9示出根据本发明的基于载波恢复的解调的流程图。在第一步S1中，利用第一带通滤波器对接收信号进行带通滤波，以从接收信号中恢复出第一信号。在第二步S2中，利用第二带通滤波器对接收信号进行带通滤波，以从接收信号中恢复出第二信号。最后，在第三步S3中，利用第二信号对第一信号进行解调。
应注意的是，上述实施例是出于说明目的，而并不是对本发明的限制，在不偏离所附权利要求范围的前提下，本领域技术人员应能够设计出许多可选实施例。在上述实施例中所示的所有信号处理都能够在模拟域和数字域中得以实现。词语“包括”并不排除除权利要求中罗列之外的其他元件或步骤。元件前的冠语“一个”并不排除多个这样元件的出现。在彼此不同的从属权利要求中引述某些措施的起码事实并不表示不能够使用这些措施的组合来获得优越性。

Claims (10)

1. 一种解调器，用于借助第二信号对第一信号进行解调，该解调器包括：
第一带通滤波器(30)，用于从接收信号(10)中恢复出所述第一信号(36)；
第二带通滤波器(32)，用于从所述接收信号(10)中恢复出所述第二信号(38)，其中，所述第二带通滤波器(32)的通带窄于所述第一带通滤波器(30)的通带；和
补偿装置，该补偿装置用于补偿在所述恢复出的第一信号(36)与所述恢复出的第二信号(38)之间的相位误差，所述补偿装置包括：
移相器(50)，该移相器(50)用于使所述恢复出的第一信号(36)发生相移，所述相移由所述恢复出的第二信号(38)与参考信号(51)之间的相差而决定；和
选择器(31)，该选择器(31)用于从至少两个源中选出所述参考信号(51)。
2. 如权利要求1所述的解调器，其中，所述补偿装置包括延迟元件(40)，该延迟元件(40)用于对所述恢复出的第一信号(36)进行延迟。
3. 如权利要求1所述的解调器，其中，所述选择器(31)为可编程选择器。
4. 如权利要求1或3所述的解调器，其中，所述至少两个源的其中之一为解调的第一信号(18)。
5. 如权利要求1所述的解调器，其中，所述至少两个源的其中之一为存储在存储器装置(35)中的解调的第一信号(18)的镜像。
6. 如权利要求5所述的解调器，其中，所述存储器装置(35)包括模数转换器，该模数转换器用于提供所述解调的第一信号的数字镜像。
7. 如权利要求1-3和5-6中任意一个所述的解调器，其中，所述解调器还包括锁相环(60)，该锁相环(60)用于稳定所述恢复出的第二信号(38)。
8. 如权利要求1-3和5-6中任意一个所述的解调器，其中，所述恢复出的第二信号(38)用于对至少一个第三信号(73)进行下变频。
9. 一种包括解调器(82)的装置(88)，所述解调器用于借助第二信号(38)对第一信号(36)进行解调，所述解调器包括：
第一带通滤波器(30)，用于从接收信号(10)中恢复出所述第一信号(36)；
第二带通滤波器(32)，用于从接收信号(10)中恢复出所述第二信号(38)，其中，所述第二带通滤波器(32)的通带窄于所述第一带通滤波器(30)的通带；和
补偿装置，该补偿装置用于补偿在所述恢复出的第一信号(36)与所述恢复出的第二信号(38)之间的相位误差，所述补偿装置包括：
移相器(50)，该移相器(50)用于使所述恢复出的第一信号(36)发生相移，所述相移由所述恢复出的第二信号(38)与参考信号(51)之间的相差而决定；和
选择器(31)，该选择器(31)用于从至少两个源中选出所述参考信号(51)。
10. 一种借助第二信号对第一信号进行解调的方法，所述方法包括以下步骤：
使用第一带通滤波器(30)从接收信号(10)中恢复出所述第一信号(36)；
使用第二带通滤波器(32)从接收信号(10)中恢复出所述第二信号(38)，其中，所述第二带通滤波器(32)的通带窄于所述第一带通滤波器(30)的通带；和
使用补偿装置补偿在所述恢复出的第一信号(36)与所述恢复出的第二信号(38)之间的相位误差，包括：
使用移相器(50)使所述恢复出的第一信号(36)发生相移，所述相移由所述恢复出的第二信号(38)与参考信号(51)之间的相差而决定；和
使用选择器(31)从至少两个源中选出所述参考信号(51)。
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