專利名稱：用于確定調(diào)諧器的輸入端的信號強(qiáng)度的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于確定調(diào)諧器輸入端的信號強(qiáng)度的方法，還涉及一種具有鎖相環(huán)路的調(diào)諧器，用于從輸入信號中選擇放大并且混合至少一個頻帶。
背景技術(shù)：
調(diào)諧器例如被用在電視或無線電接收機(jī)，以便從由天線獲取的輸入信號濾出一個或多個頻帶(″信道″)，并且把它們放大，并且如果可應(yīng)用，將它們轉(zhuǎn)換成為中頻。這些輸入信號的頻率一般在50和1000MHz之間的范圍內(nèi)。
對于調(diào)諧器的最佳設(shè)定，重要的是盡可能地精確地知道將被濾出的輸入信號的信號強(qiáng)度。因為接收情況(場強(qiáng)度)的變動，此信號強(qiáng)度能夠隨時間而變化。由于調(diào)諧器的放大特性取決于放大的信號頻率這一事實，信號強(qiáng)度的確定變得更加困難。此外，許多調(diào)諧器具有反饋增益控制，其中控制信號供給自動的增益衰減，以便防止過載并且保持調(diào)諧器的輸出信號盡可能接近最佳值。這些增益控制的特性也取決于放大的輸入信號的頻率。因此，通常常規(guī)的從調(diào)諧器的輸出信號確定輸入信號強(qiáng)度相當(dāng)?shù)厝鄙倬_度。

發(fā)明內(nèi)容
出于這種原因，本發(fā)明的目的是提供一種方法和執(zhí)行此方法的調(diào)諧器，其可以在調(diào)諧器的輸入端更加精確確定信號的強(qiáng)度。
通過一種具有權(quán)利要求1特征的方法和通過具有權(quán)利要求6特征的調(diào)諧器來實現(xiàn)此目的。在子權(quán)利要求中包含有益的具體實施方式
。
在根據(jù)本發(fā)明用于確定調(diào)諧器的輸入端的信號強(qiáng)度的方法中，根據(jù)輸入信號頻率首先測量和存儲調(diào)諧器的放大特性。此處，放大特性反映用于特定頻率的輸入信號的調(diào)諧器的輸出信號值和輸入信號值之間的關(guān)系。由于相關(guān)結(jié)構(gòu)的變動，不同調(diào)諧器的此放大特性彼此不同。其中放大特性被存儲的分辨率基于所提供的存儲區(qū)域的大小和所要求的精度。接著在調(diào)諧器操作期間使用存儲的特性來從調(diào)諧器的輸出信號計算調(diào)諧器輸入端的信號強(qiáng)度。在此計算中，與頻率相關(guān)的放大變化可以被算入并且被大大的補(bǔ)償，這導(dǎo)致輸入信號強(qiáng)度的更加精確的估算。
根據(jù)本方法的發(fā)展，可以通過至少一個控制信號自動地減小調(diào)諧器的放大，以便防止過載并且在調(diào)諧器輸出中獲得預(yù)定的信號強(qiáng)度。調(diào)諧器放大率的此類調(diào)節(jié)確保其在盡可能最佳的范圍內(nèi)操作。
此時調(diào)諧器的放大率最好被自動減小到至少兩個不同頻率范圍，其中輸入信號被連續(xù)地轉(zhuǎn)換成此兩個不同頻率范圍。也就是說，對輸入信號本身執(zhí)行第一次增益衰減，然后對由此獲得的具有中頻的信號執(zhí)行第二次增益衰減(所謂″雙轉(zhuǎn)換″)。
一種具有至少一個自動增益衰減的方法最好以此方式得到發(fā)展以便依靠輸入信號和控制信號的頻率來測量和存儲自動增益衰減的特性，其中增益衰減通過控制信號驅(qū)動。對于多個增益衰減，可以相應(yīng)地能夠測量和存儲多個特性。隨后，在調(diào)諧器的操作中，這些存儲的增益衰減的特性能夠被用于從調(diào)諧器的輸出信號計算調(diào)諧器的輸入端的信號強(qiáng)度。以此方式，調(diào)諧器放大動作中進(jìn)一步與頻率有關(guān)的變化能夠被存儲和補(bǔ)償。
此外，為了優(yōu)化目的，可以在調(diào)諧器操作期間存儲和使用調(diào)諧器的進(jìn)一步的特性量例如特別是裝置的標(biāo)識和最佳參數(shù)設(shè)定。這些值能夠被存儲在為存儲特性而提供的存儲器中。
本發(fā)明還涉及一種具有鎖相環(huán)路的調(diào)諧器，用于從輸入信號中有選擇放大并且混合至少一個頻帶。調(diào)諧器進(jìn)一步包括存儲單元和與之連接的信號處理單元，信號處理單元被用于執(zhí)行上面所述種類的方法。也就是說，借助于存儲在存儲單元中的特性，信號處理單元可以從調(diào)諧器的輸出信號計算調(diào)諧器的輸入端的信號強(qiáng)度。該增加了一個存儲單元的調(diào)諧器允許更加精確的確定輸入端的信號強(qiáng)度。
使用的存儲單元具體特別可以以非易失性存儲器(ROM、PROM、EPROM、EEPROM等)來實現(xiàn)。當(dāng)制造調(diào)諧器時，允許測量必要的特性一次，并且將其以適當(dāng)?shù)姆直媛蚀鎯υ诖鎯ζ髦?，其中這些特性為了計時器的剩余使用期而被保留以備將來之用。
調(diào)諧器最好被連接到發(fā)送和接收天線。此結(jié)構(gòu)例如存在于所謂的機(jī)頂盒中，它能夠啟動交互電視或無線電接收，其中用戶可以把信號送回到節(jié)目發(fā)送器中。
調(diào)諧器可以進(jìn)一步以這種方式來實現(xiàn)以便其包含一個或者兩個頻濾轉(zhuǎn)換級。在頻濾轉(zhuǎn)換級中，輸入信號被首先轉(zhuǎn)換成第一中頻，然后被轉(zhuǎn)換成第二中頻。
調(diào)諧器最好被用于處理模擬或數(shù)字電視信號。


根據(jù)如圖中所示的具體實施方式
的實例，將進(jìn)一步描述本發(fā)明，然而發(fā)明并不受到它的限制。其中圖1表示具有單個轉(zhuǎn)換級的調(diào)諧器的圖；圖2表示具有兩個轉(zhuǎn)換級的調(diào)諧器的圖；圖3是取決于輸入信號頻率的調(diào)諧器總放大率；圖4是多個頻率取決于控制信號值的增益衰減；圖5是用于根據(jù)本發(fā)明的調(diào)諧器的集成電路的結(jié)構(gòu)；圖6是用于根據(jù)本發(fā)明的調(diào)諧器的集成電路的可選結(jié)構(gòu)；圖7是考慮根據(jù)本發(fā)明放大特性的結(jié)果。
具體實施例方式
在圖1和2中，分別表示能夠被用于機(jī)頂盒的調(diào)諧器1a和1b。在圖1的調(diào)諧器1a中，來自天線2的輸入信號18在鎖相環(huán)路3(PLL)中在多個頻帶內(nèi)最初有選擇地被放大，然后被轉(zhuǎn)換為中頻。在處理中，輸入信號18經(jīng)過高通濾波器9，然后經(jīng)過具有取決于接收信道的三個頻率范圍的三個并聯(lián)分支，每個分支具有第一帶通濾波器10、可控制放大器11、第二帶通濾波器12和混頻器13。
所轉(zhuǎn)換的輸入信號然后經(jīng)過第三帶通濾波器14、放大器15、第四濾波器16(典型地是SAW或表面聲波濾波器)和可控制放大器17。由此獲得的輸出信號19然后被發(fā)送到中頻處理器4。中頻處理器4在兩個點影響鎖相環(huán)路3的放大。這首先通過一個到放大器11的控制信號8發(fā)生(″調(diào)諧器AGC″)，否則經(jīng)過一個到放大器17的中頻控制信號7發(fā)生(″中頻AGC″)?？刂菩盘?此時工作在低信號強(qiáng)度的范圍內(nèi)，直到中頻的電平到達(dá)一個特定閥值(調(diào)諧器AGC的調(diào)諧器頂點承接點)。超過此閾值，控制信號8開始動作。
還存在一個具有存儲器的微處理器6，它通過數(shù)據(jù)線20與鎖相環(huán)路3和中頻處理器4相連，并且以下述方式影響它們。
用戶可以通過天線1在返回信道5上傳送信號，例如使用機(jī)頂盒選擇節(jié)目內(nèi)容，并且通知節(jié)目供應(yīng)商信號強(qiáng)度。
圖2中所示的調(diào)諧器1b不同于圖1中的調(diào)諧器(具有單一轉(zhuǎn)換)，不同點在于輸入信號18受到雙轉(zhuǎn)換(頻率轉(zhuǎn)換)。為此，輸入信號連續(xù)經(jīng)過低通濾波器9，放大器21，第一混頻器22，第一帶通23，第二混頻器24，放大器15，第二帶通16和可控制放大器17?；祛l器22和24由雙鎖相環(huán)路25驅(qū)動。
具有有線信號在兩個方向運行的機(jī)頂盒裝置需要精確的識別信號強(qiáng)度。此時天線電平可以在50dBμV和75dBμV之間改變，或者在有線系統(tǒng)中甚至可以超過這些特定的電平。
調(diào)諧器1a或1b選擇、放大和轉(zhuǎn)換信道到中頻(IF)。所轉(zhuǎn)換的IF信道然后進(jìn)一步被放大并且從模擬信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(ADQ)。在模擬電視系統(tǒng)中，在解調(diào)發(fā)生之前，IF信道必須被充分地放大。
為了避免過載，在調(diào)諧器1a、1b中使用自動增益控制(AGC)。放大、濾波和AGC特性取決于輸入信號的無線電頻率(RF)。對于數(shù)字接收調(diào)諧器，使用單一和雙頻率轉(zhuǎn)換。與具有雙轉(zhuǎn)換的調(diào)諧器(圖2)相比，在圖1中表示的單一轉(zhuǎn)換表示了在放大和濾波器特性方面的更大的變化。放大率的變化作為所接收的頻率的函數(shù)導(dǎo)致在在天線2處識別信號強(qiáng)度方面缺少精度。
本發(fā)明為具有單級轉(zhuǎn)換的調(diào)諧器和具有兩級轉(zhuǎn)換的調(diào)諧器解決此問題，此技術(shù)方案對于具有單級轉(zhuǎn)換的調(diào)諧器特別需要以滿足相應(yīng)的質(zhì)量要求。
該技術(shù)方案在于在調(diào)諧器的存儲器中存儲有關(guān)數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)包括作為頻率和天線電平的函數(shù)的放大特性和AGC特性。在生產(chǎn)過程中，該數(shù)據(jù)可以在生產(chǎn)過程的調(diào)整和測量期間獲得而不需要輔助設(shè)備或增加處理時間。
存儲器不但使用用于信號強(qiáng)度的精確檢測的數(shù)據(jù)，還可以使用任何其它數(shù)據(jù)被編程，其中任何其它數(shù)據(jù)允許改善的操作和取決于信道的最佳化設(shè)定。這些包括例如在鎖相環(huán)路中設(shè)定電荷泵，這與調(diào)諧斜率或者傾斜校正有關(guān)。此類的選擇還可以用于模擬應(yīng)用，為了改善性能或產(chǎn)生附加特征。
對于衛(wèi)星接受器，可以使用信號強(qiáng)度的顯示以便定位衛(wèi)星天線。精確的信號強(qiáng)度還是移動接收、天線分集的良好基礎(chǔ)，其中天線分集通過天線電平來控制。
調(diào)諧器的放大被極大化直到達(dá)到某一水平。此水平在調(diào)諧器中頻輸出19中的還被稱作TOP點(Take Over Point)。TOP電平能夠被人工地調(diào)整或設(shè)計。當(dāng)所放大和轉(zhuǎn)換的電平超過調(diào)諧器1a或1b所設(shè)計的TOP電平時，AGC電壓7或8分別被減小直到到達(dá)TOP電平。其中在天線電平是105dBμV(TOP)-45dBμV(典型放大)＝60dBμV時檢查放大。AGC電壓控制調(diào)諧器的放大率，以便實現(xiàn)恒定的中頻輸出電平(TOP)。天線電平可以通過AGC電壓相對于增益衰減的特性來確定。
放大和增益衰減在調(diào)諧器制造過程期間建立并且以與頻率相關(guān)的地址存儲在存儲器中。此時放大數(shù)據(jù)最好被以8MHz的間隔確定。增益衰減特性需要一個查找表格用于低頻帶(48-160MHz)，兩個查找表格用于中間頻帶(160-450MHz)和四個查找表格用于高頻帶(450-850MHz)。
對于低于AGC起始電平(60dBμV)的信號，在中頻放大器中必須確定中頻電平。在此部分中使用類似的增益控制。中頻被以最大放大系數(shù)放大，直到達(dá)到中頻TOP。中頻TOP到達(dá)大約30dBμV天線電平。因此天線電平的顯示可能超過此電平。中頻增益衰減的特性對于所有信道都是相同的，因此一個查找表格就足夠了。
確定電平要求精確數(shù)據(jù)，以便獲得精確度在2dBμV以內(nèi)的電平顯示。
-每一個信道的放大特性-每一信道的ACC特性-調(diào)諧器TOP電平-中頻TOP電平-中頻AGC特性。
圖3表示放大率(dB)作為輸入信號18的無線電頻率(MHz)的函數(shù)。此時能夠看到最大增益變化為5dB。為了獲得1dB的精確度，必須知道具有至少0.5dB精確度的增益。
在調(diào)諧器生產(chǎn)的最終測試中，掃描調(diào)諧器的所有信道。因此放大率可以被轉(zhuǎn)換為數(shù)據(jù)并且被存儲在存儲器中，在存儲器中的地址與頻率有關(guān)。放大率以每8MHz為一步在48.25MHz和855.25MH之間測量。根據(jù)所要求精確度，定義使用在存貯器中的位數(shù)。例如，放大率可以用在38和58dB之間的20dB(LSB 0.078125dB)范圍內(nèi)以256級(8位)來表示。也就是說，45dB被存儲為(45-38)/0.078125＝89。
因此兩個字節(jié)被用于每一個頻率。第一個字節(jié)代表增益，第二字節(jié)的3位代表AGC參考曲線并且5位代表調(diào)諧斜率。在圖7中，未校正的放大V與校正的放大V_korr進(jìn)行比較。此時使用8位表示對于放大率的精良精確度。
在圖4中，為一些頻率繪制了AGC特性。每一個單個特性反映控制電壓8(Vagc)和由此引起的增益衰減之間的相關(guān)性。從曲線中可以看出，對于一些AGC電壓，應(yīng)用相同控制電壓時的增益衰減可以在不同頻率下改變±10dB。因為AGC特性是相對復(fù)雜的曲線，因此不能在有限的存儲器中為每一個信道存儲一個查找表格。這不是不利的，但是，由于特定特性在一定頻率范圍內(nèi)是有效的。因此根據(jù)所要求的精確度，只存儲全部頻譜的的一些(典型地是5至10)參考曲線就足夠了。為了存儲曲線，對于每一個信道測量1和20dB之間的增益衰減。在模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換之后，電壓被轉(zhuǎn)換為具有典型14位分辨率的整數(shù)。
為了減小存儲需求，還可以為AGC特性確定(分段)線性近似，并且僅僅存儲對于這些近似值的參數(shù)。
由于這樣，在調(diào)諧器所提供的用于存儲特性的存儲器還可以有利地被用于其它相關(guān)數(shù)據(jù)。這包括，例如-調(diào)諧器類型、出廠日期和校正碼的標(biāo)識-進(jìn)程標(biāo)識數(shù)據(jù)-頻帶限制(頻帶編程)-傾斜特性(視頻和音頻載波之間的差別)-對于鎖相環(huán)路的最佳設(shè)定(設(shè)置電荷泵、調(diào)諧傾斜等)。
借助于此附加數(shù)據(jù)，應(yīng)用軟件能夠識別調(diào)諧器類型并且使用最佳設(shè)定。
圖5表示對于在多芯片組件中提供附加存儲器28的可能性。使用不同于用于調(diào)諧器集成電路(MOPLL＝混合振蕩器+鎖相環(huán)路)技術(shù)的技術(shù)來制造低成本的存儲芯片。由于對于存儲器的所有連接已經(jīng)被用于通過IIC控制的MOPLL，所以多芯片組件26可以被用于組合這兩個IC。所以在MOPLL-IC上不需要附加的連接。這在印刷電路板上保存了相應(yīng)的空間。
圖6表示可選擇的解決方案，其中存儲器28與信號處理單元27被獨立地連接到I2C總線。
存儲芯片28的本質(zhì)可以是一次可編程序芯片或優(yōu)選地是EEPROM。后者具有數(shù)據(jù)能夠被刷新的優(yōu)點，并且在生產(chǎn)過程期間能夠被用于進(jìn)程記載。根據(jù)精確度和性能譜，所需求的存儲容量是典型的1K。
在本發(fā)明的范圍內(nèi)，使用已經(jīng)穿在的存儲器而不增加存儲器的變體也是可行的。因此，數(shù)據(jù)可以在調(diào)諧器制造期間被收集，通過磁盤、網(wǎng)絡(luò)或用某種其他方法被傳送，并且被存儲在系統(tǒng)可用存儲器中。
根據(jù)本發(fā)明的用于確定輸入信號強(qiáng)度的方法能夠被用于模擬電視、數(shù)字電視、汽車電視、電纜或衛(wèi)星的機(jī)頂盒和/或用于測量天線電平的裝備。
參考標(biāo)記列表1a 調(diào)諧器1b 調(diào)諧器2 天線3 鎖相環(huán)路4 中頻處理器5 返回信道6 微處理器7 中頻控制信號8 控制信號9 高通濾波器10 帶通濾波器11 放大器12 帶通濾波器13 混頻器14 帶通濾波器15 放大器16 濾波器17 放大器18 輸入信號19 輸出信號20 數(shù)據(jù)線21 放大器22 混頻器
23 帶通24 混頻器25 鎖相環(huán)路26 多芯片組件27 信號處理單元28 存儲器芯片
權(quán)利要求
1.一種用于確定調(diào)諧器(1a，1b)的輸入端的信號強(qiáng)度的方法，包括根據(jù)輸入信號頻率測量和存儲調(diào)諧器的放大特性，并且接著在調(diào)諧器操作期間使用存儲的特性來從調(diào)諧器輸出信號計算調(diào)諧器輸入端的信號強(qiáng)度。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于調(diào)諧器(1a，1b)的放大率通過至少一個控制信號(7、8)來減小以便為調(diào)諧器的輸出信號獲得一個預(yù)定強(qiáng)度。
3.如權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于根據(jù)調(diào)諧器(1a、1b)的輸入信號(18)的頻率和控制信號(7、8)來測量和存儲自動增益衰減特性，并且在操作期間使用存儲的特性來從調(diào)諧器輸出信號計算調(diào)諧器輸入端的信號強(qiáng)度。
4.如權(quán)利要求1至3中的至少一個所述的方法，其特征在于在調(diào)諧器操作期間存儲和使用諸如特別是調(diào)諧器標(biāo)識和/或最佳參數(shù)設(shè)定的調(diào)諧器(1a、1b)的進(jìn)一步的特征量。
5.一種具有鎖相環(huán)路(3、3’)的調(diào)諧器(1a，1b)，用于從輸入信號(18)中有選擇地放大和混合至少一個頻帶，具有存儲單元(28)和信號處理單元(4，6，27)，信號處理單元用于借助于存儲在存儲單元中的特性來從調(diào)諧器輸出信號計算調(diào)諧器輸入端的信號強(qiáng)度。
6.如權(quán)利要求5所述的調(diào)諧器，其特征在于存儲單元(28)由非易失性存儲器形成。
7.如權(quán)利要求5或6所述的調(diào)諧器，其特征在于調(diào)諧器(1a、1b)被連接到發(fā)送和接收天線(2)。
8.如權(quán)利要求5至7中的至少一個所述的調(diào)諧器，其特征在于調(diào)諧器(1a，1b)包含一個或兩個頻率轉(zhuǎn)換級。
9.如權(quán)利要求5至8中的至少一個所述的調(diào)諧器，其特征在于調(diào)諧器(1a，1b)用于處理模擬或數(shù)字電視信號。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種用于確定調(diào)諧器(1a)的輸入端的信號(18)強(qiáng)度的方法。在此，調(diào)諧器的與頻率有關(guān)的放大特性被測量并且被存儲在指定給調(diào)諧器的存儲器中。借助此特性，在調(diào)諧器操作期間可以補(bǔ)償與頻率有關(guān)的放大率變化，以致輸入信號強(qiáng)度能夠被更加精確的推斷。對于具有自動增益控制(AGC)調(diào)諧器，可以通過典型的特征將AGC的頻率相關(guān)性記錄并且存儲在存儲器中。考慮AGC特性產(chǎn)生對輸入信號強(qiáng)度的估計精確的進(jìn)一步改善。
文檔編號H03G3/20GK1596539SQ02823566
公開日2005年3月16日 申請日期2002年11月25日 優(yōu)先權(quán)日2001年11月28日
發(fā)明者H·M·范德維斯特 申請人:皇家飛利浦電子股份有限公司