专利名称：接收具有环路输出的rf信号的装置和通过接收rf信号的装置循环rf输入信号的方法
技术领域：
本发明涉及用来接收具有环路输出的RF信号的装置以及通过接收RF信号循环RF 输入信号的方法。更具体地，本发明涉及接收具有环路输出的RF信号的装置，其中，RF输 入信号在环路输出端作为环路RF信号输出前被数字化处理。
背景技术：
在本申请的上下文中，RF信号将被理解为模拟信号，其包括多个频率，例如，在45 至1040MHz频段间的频率。在市场上可以找到大量不同的接收RF(射频信号)信号的装 置。这种装置的实例如用于有线调制解调器的TV调谐器、DVD刻录机、机顶盒、USB道尔芯 片、PC附加卡，TV和其他的RF设备。在这些装置中，RF输入信号被加到装置的输入并且该 装置适于对RF输入信号取样。在这些装置中，例如在TV调谐器中，RF输入信号包括多个 频率和频道，在该装置中执行所需频道的选择和频率的转换来为用户提供相应于特定频道 的特定信号。在某些情况下，必须将RF输入信号提供给多个电器，例如DVD刻录机和TV机。为 了达到该目的，例如，作为天线信号的RF信号首先被分流然后被路由到这些电器中的每 个。但，这对用户来说并不方便并且需要额外的RF分流装置。因此，例如DVD刻录机等的 接收RF信号的装置通常都装配有所谓的环路输出以便RF输入信号再经由环路输出馈送到 被连接的其他电器。在这种情况下，例如天线信号的RF输入信号首先被路由到诸如DVD刻 录机等的第一电器，以及例如电视机或相应的RF接收器等的第二电器，然后被连接到第一 电器的环路RF输出。环路输出的概念是公知的，并在现有的家用RF电器中被广泛使用。在传统的这类装置中，将RF输入信号提供给输入，通常经由形成模拟预处理电路 一部分的低噪放大器(LNA)缓存，然后在环路输出(LTO)端由另一接收RF信号的装置使 用。在这种传统的装置中，通过模拟预处理电路将严格要求放在了避免信号质量的衰变上。 因此，这种模拟预处理电路相对复杂并且需要相对较大的功率损耗，这在类似于产生能源 消耗、可靠性和成本方面的都显现出劣势。近来，进一步改善这类接收RF信号的装置的概念已经得以发展。在图1中显示 了可以在DVD刻录机中使用的一种RF接收器，其作为接收RF信号100的装置的实例。在 图1中所示的装置被实施为直接取样多频道RF调谐器。如在图1中所示，将RF输入信号 2提供给输入3。RF输入信号2用低噪放大器(LNA) 4缓存并在环路输出(LTO) 5由其他接 收RF信号的装置使用。来自LNA 4的RF输入信号经过可变增益调节电路6、抗锯齿电路 7，和将RF输入信号2转换成数字信号9的模数转换器(ADC) 8。模数转换器8通过时钟信 号fclock时控。将数字信号9提供给数字化处理该信号的数字信号处理器(DSP) 10。在图1的装置中，在输入3提供的RF信号频谱被整体取样并在数字域中进行频道 选择以及频率转换，即在数字信号处理器(DSP) 10中进行。这种概念的主要优点是能同时 接收在RF输入信号中所包含的大量频道。
在使用多频道直接取样的概念中，可以得到模拟预处理电路实施的新的可能。可 以使用在数字信号处理器10中实施的数字信号处理技术来补偿由模拟预处理电路所产生 的线性和非线性失真。由于提供了补偿在数字信号处理器10中的线性和非线性失真的可 能性，因此可以使用会导致增加非线性失真的简化模拟预处理电路11。具体地，可以在输入 端使用不那么复杂的低噪放大器4。这样，通过这种失真补偿能显著地降低模拟预处理电路 11的复杂性以及功率损耗。在图2的上半部，a)表示在输入端3的RF输入信号2 ；b)表示 包括LNA 4、VGA6和抗锯齿电路7的模拟预处理电路11处理后的信号；和c)表示在数字信 号处理器10处理后的信号。如在b)中所示，在模拟预处理电路11处理后的信号包含非线 性失真，其示意性地通过两个较小的箭头表示，该失真在a)中示意性表示的RF输入信号中 并不存在。接着使用在数字信号处理器10中的数字信号处理来补偿由模拟预处理电路11 所导致的非线性失真，如在c)中所示。但，如果使用在数字信号处理器10中的数字信号处理来简化包括作为缓存器的 低噪放大器4的模拟预处理电路11，则会产生如下问题，在该缓存中产生的失真并不会在 环路输出5提供的环路RF信号中被补偿。
发明内容
本发明的目的是提供一种用于接收RF信号的装置和通过接收RF信号的装置循环 RF输入信号的方法，其能具有简化的预处理电路同时提供不包含由该预处理电路引入的失 真的环路RF信号。该目的通过提供根据权利要求1的用于接收具有环路输出的RF信号的装置而实 现。该装置包括接收RF输入信号的输入；将该RF输入信号转换成数字信号的模数转换器； 数字化处理该数字信号的数字信号处理器；将该处理过的数字信号转换成相应于该RF输 入信号的环路信号的数模转换器；和输出该环路RF信号的环路输出。由于相应于该RF输入信号的环路RF信号和在该环路输出处的输出是经由数字信 号处理器数字化处理所得的信号，因此提供的环路RF信号不包含任何失真。呈现的失真在 数字信号处理器中被补偿。此外，在输入被连接到传送数字和模拟调制RF信号的混合的有 线网络时，分别被数字化调制或模拟化调制的信号能被滤出，以便连接到环路输出的装置 不接收不必要的信号。如果将数字化调制的信号提供给输入，则它们会被转换成在装置中 的模拟频道以便它们能被诸如摄像机等的传统装置处理。此外，在该装置中可以实现约束或禁止浏览所选频道的父母锁功能(partental lock function)。而且，可以实现权利管理系统，其中只有特定频道的一条频道或受约束量 的特定频道可以通过到环路输出，此外在RF输入信号中包含的信息可以依靠一些访问规 则被阻塞。优选地，预处理RF输入信号的模拟预处理电路提供在输入和模数转换器之间。这 样，就能降低使RF输入信号衰变的信号损失。根据本发明的一个方面，RF输入信号包括多个频道和频率，同时提供用来处理RF 信号的装置以便输入的RF信号频谱能被整体取样，同时提供数字信号处理器以便它执行 频道选择和频率转换。在这种情况下，能同时接收多个频道。根据本发明的另一方面，提供数字信号处理器来消除或补偿由前面的模拟电路所产生的非线性失真。这样，在用来接收RF信号的装置中就能使用能具有较少功率消耗的较 低复杂度的前级模拟电路。如果该装置是直接取样多频道RF调谐器，则在该数字信号处理器中能同时接收 并处理多个频道。如果附加的缓存提供在数模转换器和环路输出之间，则该缓存的非线性失真通过 预失真由数字信号处理器解决。根据本发明的另一方面，提供了多个独立的环路输出。在这种情况下，还能将多个 其他的装置连接到该装置同时还能提供多个环路RF信号。该目的通过根据权利要求8的通过用来接收RF信号的装置循环RF输入信号的方 法取得。该方法包括步骤将RF输入信号输入到用来接收RF信号的装置；将该RF输入信 号转换成数字信号；数字化处理该数字信号；将所处理的数字信号转换成相应于RF输入信 号的环路RF信号；和在环路输出端输出该环路RF信号。在这种情况下，在输出该环路信号 前可以在数字信号处理器中补偿失真。此外，在此情况下，RF输入信号包括数字和模拟调 制的RF信号的混合，数字化调制或模拟调制的信号都能被滤出，以便连接到该环路输出的 装置不接收不必要的信号。如果在模拟RF输入信号被转换成数字信号前，它先由模拟预处理电路预处理，则 就能降低使RF输入信号衰变的信号损失。根据本发明的一方面，模拟RF输入信号包括多个频道和多个频率；对输入的RF信 号频谱整体取样，并在适于执行频道选择和频率转换的数字信号处理器中执行数字处理。 这样，就能同时接收多个频道。
以下将参考在附图中所示的实施例，通过非限制性实例的方式更详细地描述本发 明。图1显示了具有环路输出的用来接收RF信号的装置的一个实例。图2示意性图示了在数字域中的模拟块型线性失真的补偿。图3显示了根据第一实施例的用来接收RF信号的装置。图4显示了根据第二实施例的用来接收RF信号的装置。
具体实施例方式第一实施例在图3中图示了根据第一实施例的用来接收具有环路输出的RF信号的装置。在 图3的实施例中，用来接收RF信号的装置是RF接收器，其能被使用在例如DVD刻录机等中。 参考图1描述的组件将用与其相同的参考标记表示。在图3中所示的接收RF信号1的装置被实施为直接取样多频道RF调谐器。如在 图3中所示，将RF输入信号2提供给输入3。例如，RF输入信号2是从TV天线所接收的模 拟天线信号。RF输入信号2用低噪放大器(LNA)4缓存。此外，在LNA 4后，将RF输入信 号2传输到可变增益调节电路(VGA)6、抗锯齿电路7，和将RF输入信号2转换成数字信号 9的模数转换器(ADC)。模数转换器8由时钟信号fclock时控。将数字信号9提供给数字化处理该信号的数字信号处理器(DSP) 10。 在输入3提供的RF信号频谱被整体取样。在本申请的上下文中，整体取样被理解 为，一次不但对一条频道处理/取样而且还同时对在RF输入信号中所包含的多个或全部频 道处理/取样。具体地，这并不排除在数字信号处理器10之前存在某种模拟滤波来对所 需的频谱整形。例如，在RF输入频谱包含TV频段(例如50-850MHZ)和卫星频段(例如 950-2150MHz)的情况下，在对完整的TV频段取样前可以先将卫星频段滤出，数字信号处理 器(DSP) 10执行频道选择、频率转换，抽取，并将相应于特定频道的信号12输出到示意性表 示的多个频道解码器(未示出)。此外，由作为缓存的低噪放大器4、可变增益调节电路6， 和抗锯齿电路7所形成的模拟预处理电路以较低的复杂度实现并具有较低的功耗。但，由 于较低的复杂度，预处理电路对信号引入了非线性失真。提供数字信号处理器10来补偿预 处理电路和模数转换器8的非线性失真。此外，实施数字信号处理器10来使它将表示RF 输入信号2的处理过的数字信号3输出到数模转换器14。处理过的数字信号13相应于由 模数转换器8提供的已被处理过的数字信号9，以便补偿由预处理电路所引入的失真。
数模转换器14由时钟信号fclock时控，并将处理过的数字信号13转换为环路RF 信号15，其被输出到环路输出16。提供环路输出16以便还能连接其他用来接收RF信号的 装置。这样，数字信号处理器10就被包括在从输入3到环路输出16的环路中。换而言之， 在经过数字信号处理器10后分接出环路信号。因此，虽然使用了具有较低复杂度和较低功 耗的预处理电路，但由于由预处理电路所引入的失真在数字信号处理器10中得以补偿，因 此，仍然能提供高质量的环路信号。第二实施例图4中图示了本发明的第二实施例。在图4中所示的用来接收RF信号的装置21 相应于根据图3所描述的装置，因此以下仅仅描述其不同之处。在图4中所示的装置21与 图3中所示的装置1的不同之处在于，在数模转换器14和环路输出16间提供了额外的缓 存17。在这种情况下提供数字信号处理器10以便由缓存17引入的非线性失真通过适当的 预失真得以补偿。这样，即便引入非线性失真的额外缓存出现在了从输入到环路输出16的 环路中，也能提供高质量的环路信号。修改根据修改，将输入3连接到有线网络，该网络传送数字和模拟调制的混合RF信号。 只能处理模拟调制信号的额外装置被连接到环路输出16。提供数字信号处理器10以便它 滤出数字调制的信号，并仅将模拟调制的RF信号提供给环路输出16。这样，该额外的装置 就不会接收不必要的信号。替换地，提供数字信号处理器10以便滤出模拟调制信号，并仅将数字调制的信号 提供给环路输出16。如果将仅能处理数字调制信号的装置连接到环路输出16，则这样是很 有益处的。根据进一步的修改，提供数字信号处理器10以便将在RF输入信号中包含的数字 化调制的信号转换到模拟频道并将该模拟频道提供给环路输出16作为环路信号15。在这 种情况下，就能将例如摄像机等的传统装置连接到环路输出16。在修改中，在数字信号处理器10中实现约束或禁止浏览所选频道的父母锁功能。 此外，可以在数字信号处理器10中实施权利管理系统，其仅仅让一条或多个特定频道通过到环路输出，而包含在RF输入信号中的其余信息则依据特定访问规则被阻塞。根据在图3或4中所示的实施例的进一步修改，多个单独的环路输出提供有相应 的关联数模转换器。在这种情况下，可以将多个其他的用来接收RF信号的装置连接到用来 接收RF信号的装置。在进一步的修改中，在数模转换器14和环路输出16间额外提供变频电路。在进 一步的修改中，可以在数字信号处理器10中执行从一条频道频率改换信号到另一条未占 用频道频率。应当注意的是，将根据修改所涉及的特征以及根据实施例所涉及的特征进行组合 是可能的。
权利要求
一种接收具有环路输出(16)的RF信号(1；21)的装置，包括接收RF输入信号(2)的输入(3)；模数转换器(8)，将RF输入信号(2)转换成数字信号(9)；数字信号处理器(10)，数字化处理数字信号(9)；数模转换器(14)，将处理过的数字信号转换成相应于RF输入信号(2)的环路RF信号(15)；和环路输出(16)，输出环路RF信号(15)。
2.根据权利要求1所述的装置，其中，在输入(3)和模数转换器(8)之间提供预处理 RF输入信号(2)的模拟预处理电路(4，6，7)。
3.根据权利要求1或2所述的装置，其中，RF输入信号(2)包括多个频道和频率，提供 用来接收RF信号(1 ；21)的装置以便对输入(3)处的RF信号频谱进行整体取样，提供数字 信号处理器(10)以便执行频道选择和频率转换。
4.根据权利要求1至3任意一个所述的装置，其中，数字信号处理器(10)适于消除或 补偿由前级模拟电路引起的非线性失真效应。
5.根据权利要求1至4中任意一个所述的装置，其中，装置(1；21)为直接取样多频道 RF调谐器。
6.根据权利要求1至5中任意一个所述的装置，其中，在数模转换器(14)和环路输出(16)之间提供缓存(7)。
7.根据权利要求1至6中任意一个所述的装置，其中，提供多个单独的环路输出。
8.—种通过接收RF信号的装置循环RF输入信号(2)的方法，方法包括步骤 将RF输入信号(2)输入到用于接收RF信号的装置(1 ；21)；将RF输入信号(2)转换成数字信号(9)； 数字化处理数字信号(9)；将处理过的数字信号(13)转换成相应于RF输入信号(2)的环路RF信号(15)；和 在环路输出(16)输出环路RF信号(15)。
9.根据权利要求8所述的方法，其中，模拟RF输入信号(2)在被转换成数字信号(9) 之前由模拟预处理电路(4 ；6 ；7)进行预处理。
10.根据权利要求8或9中任意一个所述的方法，其中，模拟RF输入信号(2)包括多个 频道和频率，输入RF信号频谱被整体取样，在适于执行频道选择和频率转换的数字信号处 理器(10)中执行数字处理。
全文摘要
本发明提供了一种用来接收具有环路输出(16)的RF信号(1；21)的装置。装置包括接收RF输入信号(2)的输入(3)；将RF输入信号(2)转换成数字信号(9)的模数转换器(8)；数字化处理数字信号(9)的数字信号处理器(10)；用来将所处理的数字信号转换成相应于RF输入信号(2)的环路RF信号(15)的数模转换器(14)；和输入环路RF信号(15)的环路输出(16)。
文档编号H04B1/12GK101874355SQ200880117617
公开日2010年10月27日 申请日期2008年11月24日 优先权日2007年11月27日
发明者埃尔温·扬森, 康斯坦丁诺斯·多丽丝, 约翰尼斯·H·A·布雷克曼 申请人:Nxp股份有限公司