专利名称：用于fm传输的立体声合成编码器(mpx)的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种用于FM传输的具有一个数字信号处理器的立体声合成编码器(MPX)。
背景技术：
已知有同类的方法，例如美国专利US4,835,791A，美国专利US5,115,468A和德国专利DE42 10 069A所述。在所有这些出版物中为避免混叠都使用了希尔波特变换器或PSN(相移网络)，以及同样的大计算量的方法。
发明内容
本发明的目的在于，给出一种计算量显著较小的方法，而不会降低品质。
根据本发明所述，为应用带来了下列的创新1.在立体声传输中使用了剩余边带调制，取代了常用的双边带调制。
2.根据调制频率(fmod＝fs/2)调整采样频率。以76kHz的采样频率实现数据的处理。从而可以使用DAC的抗混叠滤波器，它产生剩余边带调制信号。
3.在本应用中通过调制频率和采样频率的选择，产生的混叠产物自动引起下边带必要的电平提升。
4.通过导频的相位调整和中心信号的电平匹配，改进了左路和右路之间与频率相关的信道分隔。从而使DAC的抗混叠滤波器中的波动和相位的非线性可以得到补偿。
下面通过附图对本发明做更详细的说明。其中图1是在幅度调制时与输入频率相关的输出频率的函数，图2是在一个调幅信号以fmod＝fs/2的采样频率采样时，下边带的幅度提升，图3是一个调幅信号在采样时得到的频谱，图4是在采样率fs＝2*fmod的情况下产生一个调制信号，图5是在调制频率fmod＝38kHz及采样率fs＝76kHz的情况下，以19kHz的频率产生一个导频信号，图6是从左、右立体声信号中产生一个合成信号，图7是一个实际的抗混叠滤波器，可以看到在抗混叠滤波器的带通区域内的波动。
具体实施例方式理论基础通过选择采样率和调制频率(幅度调制)有意识地产生混叠效应，它最后能得出想要的调制信号。
幅度调制在对一个频率为fe的模拟信号以调制频率fmod(图1)进行幅度调制时，得到的频谱如下f1＝fmod-fef2＝fmod+fe采样用一个不带抗混叠滤波器的模/数转换器(ADC)对一个模拟信号采样时，得到下列的输入和输出信号频率之间的关系当输入信号的频率直至一半的采样频率时，ADC的输出序列能够准确地表述输入信号的序列。如果进一步提高输入端频率，输出序列的频率将降低，混叠将会出现。
调制与采样的联系经幅度调制过的信号被采样。如果采样频率是两倍的调制频率，对于调幅信号的上边带会出现混叠，其中上边带被镜象映射到下部。相位差为零，因此对于出现的下边带得到了两倍的幅度(图2)。
人们通过采用滤波器方法的SSB(单边带)调制获得了必要的边带提升。
数/模转换在上述过程中出现的数字序列的频谱是周期性的。基带频谱(0到38kHz)周期性地与采样频率(76kHz)的倍数进行卷积。
每个数/模转换器(DAC)在输出端有一个低通滤波器，它将不想要的频率滤除，只剩下基带信号。DAC的抗混叠滤波器这样建立，使得它在一半的采样频率时有准确的6dB衰减。我们所感兴趣的是38kHz附近的区域。由于频谱的周期性，从单边带调制中重又得到一个双边带调制。因此人们可以在模拟输出端测量到一个剩余边带信号。(图3)。上述滤波器允许关于载频的原有部分的一半通过，并且具有一个由上、下边带的幅度得到的奇对称的滤波器特性。在这种奇滤波器情况下，对于所有的调制频率，在解调时将两个边带的模加到正确的基带信号上去。
调制信号调制信号在标准MPX中是一个38kHz的正弦信号。如果人们应用上述方法，则采样率必须为76kHz。对于一个频率为38kHz的正弦波，涉及到一个以76kHz频率被采样的“+1”和“-1”的序列。
导频导频刚好是调制信号频率的一半，并具有0°的相位锁定。导频信号的相位是可调的。由于这种关系得到了导频信号的四种模型(图5)。导频信号的电平为最大调制电平的10％。
s1＝A·sin(45°+)s2＝A·sin(135°+)s3＝A·sin(225°+)s4＝A·sin(315°+)s1...s4四种不同的导频信号模型A幅度 相位偏移合成信号在输入端输入两路具有76kHz采样率的数字序列(左路，右路)。由一个矩阵产生出中心信号和边带信号(图6)M＝L+RS＝L-R如上所述，调制信号是一个数字序列+1，-1，+1...。对于边带信号，人们在调制之后得到一个序列+S＝L-R-S＝-L+r+S＝L-R等等...
在调制之后边带信号位于从22到38kHz的频率范围内。经调制的边带信号序列被加到中心信号上。
M+S＝M+(L-R)＝(L+R)+(L-R)＝2LM-S＝M-(L-R)＝(L+R)-(L-R)＝2RM+S＝M+(L-R)＝(L+R)+(L-R)＝2L等等...
由此可见，人们也可以用一个开关量来代替具有紧接着的调制信号的矩阵，该开关量在2L和2R之间来回切换。为了补偿DAC的滤波器波动(图7)，必须少量地降低中心信号的电平。如果放弃这种调整(开关量方法)，可以得到一种简单的算法，但代价是信道分隔变差。
在DSP中的调制通过从中心信号上交替地加上、减去边带信号来计算。为了得到完整的合成信号，必须加上导频。为此有四个周期性重复的系数，它们被存储在一个表中。
合成信号的数字序列总结如下MPX1＝M1+S1+Pilot1MPX2＝M2-S2+Pilot2MPX3＝M3+S3+Pilot3
MPX4＝M4-S4+Pilot4MPX5＝M5+S5+Pilot1MPX1...合成信号的数字序列M1... 中心信号的数字序列S1... 边带信号的数字序列Pilot1...Pilot4四种导频参数的数字序列(周期性的)在DAC上的调制信号调整到此为止所有的想法都是从DAC中的理想抗混叠低通出发的。而实际的低通在带通范围内是波动的，并具有一个不固定的群时延。
这个波动这样来发生作用为了从M、S信号中重新获得L、R信号，必须建立逆矩阵。
2L＝M+S＝(L+R)+(L-R)2R＝M-S＝(L+R)-(L-R)边带信号作为中心信号存在于其他的频率范围中。由于抗混叠滤波器的波动使得边带信号电平从0dB发生偏移，这样该逆矩阵就不再准确地工作，人们就得到了信道串扰。近似的条件适用于恒定的群时延(相位的线性)。DAC的抗混叠滤波器的效应还表现在与频率相关的信道分隔中。为了补偿这种效应，导频的相位和中心信号的电平是可调的。
权利要求
1.一种用于FM传输的具有一个数字信号处理器的立体声合成编码器(MPX)，其特征在于，在立体声传输中使用剩余边带调制取代常用的双边带调制，并且根据调制频率(fmod＝fs/2)实现采样频率的调整，从而可以使用DAC的抗混叠滤波器，它产生经剩余边带调制过的信号。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，通过导频的相位调整和中心信号的电平匹配，实现了左路和右路之间与频率相关的信道分隔，从而使DAC的抗混叠滤波器中的波动及相位的非线性可以得到补偿。
全文摘要
本发明涉及一种用于FM传输的具有一个数字信号处理器的立体声合成编码器(MPX)。本发明的特征在于，在立体声传输中使用剩余边带调制取代常用的双边带调制，并且根据调制频率(fmod＝fs/2)实现采样频率的调整，从而可以使用DAC的抗混叠滤波器，它产生经剩余边带调制过的信号。
文档编号H03C1/00GK1412964SQ0213019
公开日2003年4月23日 申请日期2002年8月23日 优先权日2001年8月24日
发明者彼德·施拉格, 汉内斯·布雷茨沙德尔 申请人:Akg声学有限公司