专利名称：具有频率偏置修复电路以施加频率偏移至所接收信号的信号接收器与相关的信号接收方法
技术领域：
本发明所揭露的实施例有关于一种接收器结构以及相关方法，尤指一种具有频率偏置修复电路(frequency offset recovercy)设置其中的信号接收装置与相关的信号接
收方法以用于实现对前面的接收电路所产生的接收信号施加频率偏移。
背景技术：
随着半导体技术的增进，单一装置同时支持越来越多的功能，举例来说，一个电子装置可同时具备电视信号接收能力以及无线电广播接收能力，对于电视信号的接收而言，需要使用电视调谐器(TV tuner)来选取所要的电视频道，以接收由所要的电视频道所传递的节目内容。一般而言，传统电视调谐器采用多个可用的调频器步阶(例如31.25kHz、50KHz与62. 5kHz)中的一个调频器步阶(tuner step)来设定调频器频率,举例来说，当电视调谐器采用31. 25kHz的调频器步阶时，调频器频率可被设定为31. 25kHz*N，其中N为正整数。对于无线电广播的接收(例如调频无线电广播的接收)来说，频道步阶(channelstep)/ 频道间距(channel spacing)可以是 30kHz、50kHz、IOOkHz 或 200kHz,假若支持调谐器步阶等于50kHz的传统电视调谐器另被用来执行调频无线电广播的接收，则传统电视调谐器仅能支持频道步阶/频道间距等于电视调谐器步阶(即50kHz)的调频无线电广播，另外，假若支持调谐器步阶等于31. 25kHz或62. 6kHz的传统电视调谐器另被用来执行调频无线电广播的接收，则由于电视调谐器步阶(即31. 25kHz或62. 6kHz)与调频无线电广播的频道步阶/频道间距(即30kHz、50kHzUOOkHz或200kHz)之间的不匹配，造成调频无线电广播的接收无法顺利运作。更进一步来说，最小的电视调谐器步阶为31. 25kHz，其大于最小的调频无线电广播频道步阶/频道间距(即30kHz)。此外，电视调谐器与后续的电视解调器(TV demodulator)的设定与初始化需耗费许多时间，因此，若传统电视调谐器另用来进行调频无线电广播的接收，则由于传统电视调谐器于扫描一个新的调频无线电广播频道频率之前需要改变其调谐器设定，因此需要耗费许多时间来扫描多个调频无线电广播频道以便完成频道扫描。再者，电视调谐器所具有的带宽可能远大于调频无线电广播接收所需的带宽，若传统电视调谐器直接用来进行调频无线电广播的接收，则调频无线电广播的接收效能将会很差。因此，需要一种创新的接收器设计，其使用一个具备较大带宽的接收电路(例如电视调谐器)来接收一个具有较小带宽的目标信号(例如调频无线电广播信号)，且可支持任意频道步阶/频道间距的信号接收、提供快速的频道扫描速度及/或具有良好的信号接收效能。
发明内容
基于本发明的实施例，本发明提出一种具有频率偏置修复电路设置其中以施加频率偏移至前一接收电路所产生的接收信号的信号接收装置与相关的信号接收方法，以解决上述问题。依据本发明的第一层面，揭示了作为范例说明的信号接收器。该信号接收器包含有接收电路、频率偏置修复电路以及控制电路。该接收电路自所接收的输入信号中提取出中心频率位于特定频率的第一带宽中的信号成分来产生第一接收信号，其中该第一接收信号至少包含有目标信号，该目标信号包含于中心频率位于目标频率的第二带宽之中，且该第一带宽大于该第二带宽。该频率偏置修复电路用来施加频率偏移至该第一接收信号以产生第二接收信号。该控制电路将该接收电路调至该特定频率，并依据该目标频率与该特定频率之间的频率偏置来设定施加至该第一接收信号的该频率偏移。·依据本发明的第二层面，揭示了作为范例说明的信号接收方法。该信号接收方法包含有接收输入信号；自该输入信号中提取出中心频率位于特定频率的第一带宽中的信号成分来产生第一接收信号，其中该第一接收信号至少包含有目标信号，该目标信号包含于中心频率位于目标频率的第二带宽之中，且该第一带宽的宽度大于该第二带宽的宽度；以及依据该目标频率与该特定频率之间的频率偏置来施加频率偏移至该第一接收信号，来产生第二接收信号。在参阅随后的通过附图解释说明的优选具体实施方式
的详尽描述后，本领域的技术人员便可了解本发明的上述或者其他发明目的。
图I为本发明信号接收器的第一实施例的功能方块示意图。图2为图I所示的接收电路所产生的第一接收信号的示意图。图3为图I所示的频率偏置修复电路所产生的第二接收信号的示意图。图4为图I所示的滤波器所产生的基频信号的示意图。图5为本发明从输入信号得到基频信号的信号接收方法的第一实施例的流程图。图6为图I所示的信号接收器操作于频道扫描模式下的功能方块示意图。图7为本发明从输入信号得到基频信号的信号接收方法的第二实施例的流程图。图8为本发明信号接收器的第二实施例的功能方块示意图。
具体实施例方式在说明书及权利要求书当中使用了某些词汇来指称特定的组件。本领域技术人员应可理解，硬件制造商可能会用不同的名词来称呼同样的组件。本说明书及权利要求书并不以名称的差异来作为区分组件的方式，而是以组件在功能上的差异来作为区分的准则。在通篇说明书及权利要求书当中所提及的“包含”为开放式的用语，故应解释成“包含但不限定于”。另外，“耦接”一词在此是包含任何直接及间接的电气连接手段。因此，若文中描述第一装置耦接于第二装置，则代表该第一装置可直接电气连接于该第二装置，或通过其他装置或连接手段间接地电气连接至该第二装置。图I为本发明信号接收器的第一实施例的功能方块示意图。如图所示，本实施例中的信号接收器100包含有(但不局限于)接收电路(receiving circuit) 102、频率偏置修复电路(frequency offset recovery circuit) 104、控制电路(control circuit) 106 以及滤波器(filter) 108。接收电路102用来接收输入信号S_IN，并自所接收的输入信号S_IN中提取出中心频率位于特定频率的第一带宽BW_1中的信号成分，以产生第一接收信号SI。请注意，第一接收信号SI至少包含有中心频率位于目标频率的第二带宽BW_2中的目标信号，即第一带宽BW_1是大于第二带宽BW_2。频率偏置修复电路104耦接于接收电路102，并用来施加频率偏移(frequency shift)至第一接收信号SI来产生第二接收信号S2。控制电路106耦接于接收电路102以及频率偏置修复电路104，并用来将接收电路102调至该特定频率，以及依据该目标频率与该特定频率之间的频率偏置(frequency offset)来设定施加至第一接收信号SI的该频率偏移。滤波器108耦接至频率偏置修复电路104，并用来对第二接收信号S2执行滤波操作，以自第二接收信号S2中提取出对应该目标信号的基频
信号S_0UT。信号接收器100的操作将于下文详述。举例来说(但本发明并不以此为限)，接收电路102可以是电视调谐器，而除了接收电视节目内容之外，电视调谐器另可用来进行调频无线电广播的接收。假设fo代表第一个调频无线电频道频率(FM radio channel frequency),以及s(单位为kHz)代表调频频道步阶/频道间距(FM channel step/channel spacing),则第η个调频无线电频道所对应的调频无线电频道频率fn可表示如下fn=f0+s*n (I)此外，假设S，代表电视调谐器的调谐器步阶，则第η’个调谐器步阶所对应的调谐器频率fn’可表示如下fn， =s， *n， (2)于一个实施例中，调谐器步阶s’不同于调频频道步阶/频道间距s(即s’古S)，然而，当采用图I所示的接收器结构时，内含用以进行调频无线电广播接收的电视调谐器的信号接收器可以正确地接收由所要的调频无线电广播频道所传送的调频无线电广播信号。考虑控制电路106接收到关于接收具有所要的调频无线电频道频率的第m个调频无线电广播频道的请求的情形。换言之，上述的目标频率是调频无线电频道频率4，接着，控制电路106根据算式(I)以及所要的调频无线电频道频率fm来决定调谐器频率f。(即上述的特定频率)。依据算式(1)，接收电路102(其由电视调谐器来实施)会支持多个候选频率，其中该多个候选频率由一个调谐器步阶s’来间隔。于一个实施例中，控制电路106使用该多个候选频率中所选取出的一个候选频率来设定调谐器频率f。，其中所选取出的该候选频率与所要的调频无线电频道频率fm之间的频率偏置是该多个候选频率与所要的调频无线电频道频率fm之间所有频率偏置中的最小频率偏置。请参阅图2，图2为接收电路102所产生的第一接收信号SI的示意图。由于接收电路102在控制电路106的控制之下而调至调频器频率f。，因此，具有中心频率为调频器频率f。(其为直流频率)的第一带宽BW_1内的信号成分会被提取出来并作为第一接收信号SI输出。如图2所示，第一带宽BW_1大于第二带宽BW_2，所以，具有中心频率为所要的调频无线电频道频率fm(即目标频率)的第二带宽BW_2内的信号成分包含于第一接收信号SI之中。由于调频器步阶s’不同于调频频道步阶/频道间距S，因此，调频器频率f。可能与所要的调频无线电频道频率fm偏离频率偏置Λ fm。为了修复频率偏置Λ fm，控制电路106便会控制频率偏置修复电路104来根据频率偏置Λ匕施加频率偏移至第一接收信号SI。举例来说(但本发明并不以此为限)，频率偏置修复电路104可以使用旋转器(IOtator)或其他具有频率偏置修复能力的电路来加以实现。请参阅图3，图3为频率偏置修复电路104所产生的第二接收信号S2的示意图。如图所示，由于频率偏置的修复，第二接收信号S2的直流频率(DC frequency)便会位于所要的调频无线电频道频率fm中而不是位于特定频率fc中。由于第一带宽BW_1大于第二带宽BW_2，因此，第一带宽BW_1便会涵盖一个以上的调频无线电频道频率，如图2与图3所示，多个调频无线电频道频率fm_4_fm+3位于第一带宽BW_1之中，以及对于位于所要的调频无线电频道频率fm上的所要的调频无线电频道的信号接收来说，附近的调频无线电频道频率fm-4_fml与fm+1_fm+3的信号成分会成为干扰信号，因·此，滤波器108便可用来降低因为接收电路102的较大带宽所造成的不想要的信号干扰，举例来说，滤波器108可以是低通滤波器，其带宽远小于第一带宽BW_1但大致上等于或稍微大于第二带宽BW_2。进一步来说，通过滤波器108的适当设计来滤除不想要的信号干扰，使得仅有直流频率fm附近的信号成分(即对应所要的调频无线电频道频率fm的基频信号S_OUT)会被滤波器108从第二接收信号S2中提取出来，如图4所示。简而言之，滤波器108可以提供一个适当带宽的调频无线电广播接收，进以改善信号接收效能。图5为本发明从输入信号得到基频信号的信号接收方法的第一实施例的流程图。假若可得到大致上相同的结果，则步骤不一定要完全遵照图5所示的顺序来执行。信号接收方法可应用于图I所示的信号接收器100，并可简单归纳如下。步骤500:开始。步骤502 :接收输入信号。步骤504 :接收关于接收中心频率位于目标频率的第二带宽中的目标信号(例如第m个调频无线电广播频道，其具有中心频率位于所要的调频无线电频道频率匕的第二带宽BW_2)的请求。步骤506 :决定特定频率(例如电视调谐器进行调频无线电广播接收时所使用的调谐器频率f。)。步骤508 :估测该特定频率与该目标频率之间的频率偏置(例如Λ fm=fm_f；)。步骤510 :自所接收的输入信号中提取出中心频率位于特定频率的第一带宽中的信号成分来产生第一接收信号，其中该第一接收信号至少包含有中心频率位于该目标频率的该第二带宽中的该目标信号，且该第一带宽大于该第二带宽。步骤512 :依据该特定频率与该目标频率之间的该频率偏置来施加频率偏移至该第一接收信号，以产生第二接收信号。步骤514 :对该第二接收信号进行滤波操作(例如低通滤波操作)，以自该第二接收信号中提取出对应该目标信号的基频信号。步骤516:结束。由于本领域技术人员阅读上述有关于图I所示的信号接收器100的说明之后应可轻易地了解图5中各个步骤的操作细节，故为了说明书简洁起见，进一步的说明于此便不另赘述。于上述的实施例中，当接收电路102的带宽远大于要被接收的目标信号的带宽时，则滤波器108会用来减少不想要的信号干扰。然而，在接收电路102经由设计而具有缩小的带宽的另一实施变化中，不同于目标频率的其它频道频率所造成的信号干扰可减轻。举例来说，假设接收电路102是经由设计而具有足够接收目标信号的信号成分的带宽，且该带宽仅稍微大于所要接收的目标信号的带宽，则于具有中心频率为接收电路102所使用的特定频率的相同的带宽中，其它频道频率所造成的信号干扰是可以被忽略的，因此，在此状况下，滤波器108允许被省略，换言之，基于实际上的设计考虑，滤波器108可以是一个非必要(optional)的组件。 如上所述，当操作于频道扫描模式之下，由于传统电视调谐器在开始扫描一个新的调频无线电频道频率前需要改变其调谐器设定，因此，用来执行调频无线电广播接收的传统电视调谐器可能需要耗费许多时间来扫描多个无线电频道。为了解决传统设计所面临的问题，本发明提出一种基于图I所示的接收器结构的有效率的频道扫描方案。如图2所示，当接收电路102 (例如电视调谐器)被调到特定频率f。时，由于每一个调频无线电频道均具有远小于第一带宽BW_1的第二带宽BW_2，因此，一个以上的调频无线电频道频率便会落在第一带宽BW_1中。换言之，当第一带宽BW_1越大时，则被第一带宽BW_1所涵盖的调频无线电频道频率的个数会越多。然而，如前所述，频率偏置修复电路104可施加频率偏移至第一接收信号SI，因而可以将直流频率偏移至第一带宽BW_1的中任意一个想要的频率，所以，通过适当地控制频率偏置修复电路104，频道扫描的操作便允许在单一电视调谐器设定的情形下对多个调频无线电频道进行扫描，更进一步来说，当信号接收器100操作于频道扫描模式时，频率偏置修复电路104是用来施加多个频率偏移至调到相同的特定频率的接收电路102的输出。以图2所示的第一接收信号SI为例，在中心频率位于接收电路102所使用的特定频率f。的第一带宽BW_1中，存在着八个调频无线电频道频率fm-4_fm+3。因此，当信号接收器100操作于频道扫描模式时，根据调到相同的特定频率f。的接收电路102所产生的第一接收信号SI，所有的八个调频无线电频道频率fm_4-fm+3都会被扫描。请同时参阅图2与图6，图6为图I所示的信号接收器100操作于频道扫描模式之下的功能方块示意图。当接收电路102在控制电路106的控制下而调到特定频率fc时，控制电路106会依据多个目标频率与特定频率f。之间的多个频率偏置△ fm-4_ Δ fm_3，来控制频率偏置修复电路104分别施加多个频率偏移至第一接收信号SI，如此一来，频率偏置修复电路104便会响应频率偏置八匕_4-八匕_3而分别产生多个第二接收信号32 1_4-52 1+3。接着，后续的信号处理阶段(未显示)会分析由第二接收信号S2m_4-S2m+3所产生的基频信号S_0UTm_4-S_0UTm+3，以决定已扫描的调频无线电频道频率fm-4_fm+3中是否存在调频无线电频道。图7为本发明从输入信号得到基频信号的信号接收方法的第二实施例的流程图。假若可得到大致上相同的结果，则步骤不一定要完全遵照图7所示的顺序来执行。信号接收方法可应用于操作于频道扫描模式的信号接收器100，并可简单归纳如下。步骤700:开始。步骤702 :接收输入信号。
步骤704 :决定特定频率(例如电视调谐器执行调频无线电广播接收时所使用的调谐器频率f。)。步骤706 :自所接收的输入信号中提取出中心频率位于该特定频率的第一带宽中的信号成分，以产生第一接收信号。步骤708 :估测该特定频率与要被扫描的目前的目标频率之间的频率偏置。举例来说，该频率偏置可以是 Δ fm-4=fm-4-fc> ΔΔ U=H Δ ClKΔ Δ 4+1=4+「1、Δ fm+2=fm+2-fc 或 Δ f m+3=f m+ff c。步骤710 :依据该特定频率与要被扫描的该目前的目标频率之间的该频率偏置来施加频率偏移至该第一接收信号，以产生第二接收信号。步骤712 :对该第二接收信号进行滤波操作(例如低通滤波操作)，以自该第二接收
信号中提取出对应该目前的目标信号的基频信号。步骤714 :检查该第一带宽中所有可能的目标频率是否均已扫描过？若是，则执行步骤716，否则，执行步骤708来估测另一个频率偏置。步骤716 :检查所有可能的特定频率是否均已在频率扫描模式之下被使用以从所接收之该输入信号中提取出信号成分？若是，则执行步骤718，否则，执行步骤704以决定另一个特定频率。步骤718:结束。步骤714可对已经扫描过的目标频率进行计数，以决定该第一带宽之中所有可能的目标频率是否均已经被扫描过，举例来说，所涵盖的调频无线电频道的频道索引值Ne可表示如下
权利要求
1.一种信号接收器,包含有 接收电路，用以接收输入信号，以及自所接收的该输入信号中提取出中心频率位于特定频率的第一带宽中的信号成分来产生第一接收信号，其中该第一接收信号至少包含有中心频率位于目标频率的第二带宽中的目标信号，且该第一带宽大于该第二带宽； 频率偏置修复电路，耦接于该接收电路，该频率偏置修复电路是用来施加频率偏移至该第一接收信号以产生第二接收信号；以及 控制电路，耦接于该接收电路以及该频率偏置修复电路，用以将该接收电路调到该特定频率，并依据该目标频率与该特定频率之间的频率偏置来设定施加至该第一接收信号的该频率偏移。
2.根据权利要求I所述的信号接收器，另包含有 滤波器，耦接至该频率偏置修复电路，用以对该第二接收信号执行滤波操作，以自该第二接收信号中提取出对应该目标信号的基频信号。
3.根据权利要求I所述的信号接收器，其中该接收电路支持多个候选频率，该控制电路使用该多个候选频率中所选取出的候选频率来设定该特定频率，以及所选取出的该候选频率与该目标频率之间的频率偏置为该多个候选频率与该目标频率之间所有频率偏置中的最小频率偏置。
4.根据权利要求3所述的信号接收器，其中该多个候选频率中相邻的候选频率会间隔相同的频率步阶，其中该频率步阶为该接收电路所使用，以及该接收电路所使用的该频率步阶不同于该目标信号所对应的频道间距。
5.根据权利要求I所述的信号接收器，其中该接收电路调到该特定频率时，该控制电路控制该频率偏置修复电路来分别施加多个频率偏移至该第一接收信号，以分别产生多个第二接收信号，其中该控制电路依据多个目标频率与该特定频率之间的多个频率偏置来分别设定该多个频率偏移。
6.根据权利要求5所述的信号接收器，其中当该信号接收器操作于频道扫描模式下时，该控制电路控制该频率偏置修复电路来施加该多个频率偏移至该第一接收信号。
7.根据权利要求I所述的信号接收器，其中该接收电路为电视调谐器，以及该目标信号为无线电广播信号。
8.根据权利要求I所述的信号接收器，另包含有 模数转换器，耦接于该接收电路与该频率偏置修复电路之间，用以依据该接收电路所产生的具有模拟格式的该第一接收信号，来产生具有数字格式的该第一接收信号至该频率偏置修复电路。
9.一种信号接收方法，包含有 接收输入信号； 自所接收的该输入信号中提取出中心频率位于特定频率的第一带宽中的信号成分来产生第一接收信号，其中该第一接收信号至少包含有中心频率位于目标频率的第二带宽中的目标信号，且该第一带宽大于该第二带宽；以及 依据该目标频率与该特定频率之间的频率偏置来施加频率偏移至该第一接收信号，以产生第二接收信号。
10.根据权利要求9所述的信号接收方法，另包含有对该第二接收信号执行滤波操作，以自该第二接收信号中提取出对应该目标信号的基频信号。
11.根据权利要求9所述的信号接收方法，另包含有 使用该多个候选频率中所选取出的候选频率来设定该特定频率； 其中所选取出的该候选频率与该目标频率之间的频率偏置为该多个候选频率与该目标频率之间所有频率偏置中的最小频率偏置。
12.根据权利要求11所述的信号接收方法，其中该多个候选频率中相邻的候选频率间隔相同的频率步阶，以及该频率步阶不同于该目标信号所对应的频道间距。
13.根据权利要求9所述的信号接收方法，其中施加该频率偏移至该第一接收信号的步骤包含有 当该第一接收信号由所接收的该输入信号中提取出中心频率位于该特定频率的该第一带宽中的信号成分而产生时 分别施加多个频率偏移至该第一接收信号，以分别产生多个第二接收信号，其中该多个频率偏移是依据多个目标频率与该特定频率之间的多个频率偏置来分别设定。
14.根据权利要求13所述的信号接收方法，其中施加该多个频率偏移至该第一接收信号的步骤在频道扫描模式下执行。
15.根据权利要求9所述的信号接收方法，其中该目标信号为无线电广播信号，以及提取出信号成分的步骤包含有 使用电视调谐器以自接收的该输入信号中提取出中心频率位于该特定频率的该第一带宽中的信号成分，以产生该第一接收信号。
16.根据权利要求9所述的信号接收方法，另包含有 对具有模拟格式的该第一接收信号进行模数转换，来产生具有数字格式的该第一接收信号; 其中依据该目标频率与该特定频率之间的该频率偏置来施加该频率偏移至该第一接收信号的步骤包含有 依据该目标频率与该特定频率之间的该频率偏置来施加该频率偏移至位于数字域的该第一接收信号。
全文摘要
信号接收器包含有接收电路、频率偏置修复电路以及控制电路。该接收电路自所接收的输入信号中提取出中心频率位于特定频率的第一带宽中的信号成分来产生第一接收信号。该第一接收信号至少包含有中心频率位于目标频率的第二带宽中的目标信号，且该第一带宽大于该第二带宽。该频率偏置修复电路施加频率偏移至该第一接收信号，以产生第二接收信号。该控制电路将该接收电路调到该特定频率，并依据该目标频率与该特定频率之间的频率偏置来设定施加至该第一接收信号的该频率偏移。
文档编号H04B1/16GK102893530SQ201180022563
公开日2013年1月23日 申请日期2011年1月28日 优先权日2010年5月6日
发明者萧志祥, 张孟俊, 黄俊仁, 康志伟 申请人:联发科技股份有限公司