立体声信号的解调方法与流程

文档序号:25543315发布日期:2021-06-18 20:40阅读:122来源:国知局
立体声信号的解调方法与流程

本发明涉及经多路复用的立体声信号的解调方法,所述方法尤其是由用于机动车辆的汽车收音机系统、并且特别是被配置成接收fm频道的系统来实施。



背景技术:

这样的立体声信号由第一信号和第二信号的集合组成,第一信号称为和信号,其为左右两个单声道信号之和;并且第二信号称为差信号,其为所述两个单声道信号之差,并且已通过优选地38khz的载波被调制。为了产生这个38khz的载波,立体声信号还包括导频信号,其频率是38khz载波的频率除以2。

一方面由于导频信号的复杂提取,并且另一方面由于使用各种滤波器,所述各种滤波器使总谐波失真率以及左/右声道分离度降级,立体声信号的解调可能已证实是棘手的,甚至是有问题的。特别是当和信号的能量高于差信号的能量时更是如此,已知的解调方法无法充分衰减和信号的幅度以适当地恢复(récupérer)差信号。

本发明的目的是至少部分地弥补这些缺点。



技术实现要素:

为此,本发明的目的在于经多路复用的立体声信号的解调方法,该信号包括:称为和信号的信号,其为两个单声道信号之和;称为差信号的信号,其为所述两个单声道信号之差;以及导频信号,其频率称为导频频率,所述导频频率用作参考,以执行差信号从载波信号的频率搬移(transposition),该方法包括以下步骤:消除经多路复用的立体声信号的导频频率,得到的信号称为无导频信号,并且从无导频信号减去和信号,得到的信号称为未经搬移的差信号。

于是,藉由本发明,以最优的方式提取了导频信号以及和信号和差信号,这改善了总谐波失真率。

根据本发明的另一特征,在消除导频频率的步骤中使用陷波滤波器。

根据本发明的另一特征,该方法在减去步骤之前包括对无导频信号施加延迟的步骤。

根据本发明的另一特征,该方法包括基于经多路复用的立体声信号和无导频信号再生载波信号的步骤。

根据本发明的另一特征,再生载波信号的步骤包括减去步骤,其中从经多路复用的立体声信号减去无导频信号,减去步骤之后是施加延迟的步骤。

根据本发明的另一特征,再生载波信号的步骤在施加延迟的步骤之后包括运用锁相环的步骤。

根据本发明的另一特征,再生载波信号的步骤在运用锁相环的步骤之后包括将导频频率的频率加倍的步骤。

根据本发明的另一特征,再生载波信号的步骤在使频率加倍的步骤之后包括通过带通滤波器进行滤波的步骤,得到的信号称为再生载波信号。

根据本发明的另一特征,该方法包括将未经搬移的差信号和再生载波信号相乘(multiplication)的步骤。

根据本发明的另一特征,该方法包括通过低通滤波器进行滤波以恢复差信号的步骤。

根据本发明的另一特征,该方法在从无导频信号减去和信号的步骤之前包括通过低通滤波器进行滤波的步骤。

根据本发明的另一特征,在从无导频信号减去和信号的步骤之前包括恢复和信号的步骤,这是通过对由低通滤波器滤波的步骤得到的信号施加延迟。

本发明还目的在于用于实施如上所述的方法的装置。

附图说明

通过阅读下面的详细描述并分析附图,本发明的其他特征、细节和优点将变得显而易见,在附图中:

图1示出了根据本发明的解调方法所应用于的立体声信号的频谱图;

图2示出了用于实施根据本发明的解调方法的装置的示意图;

图3示出了根据本发明的解调方法的时序图;

图4示出了由车辆的汽车收音机接收到但未经处理的和信号和差信号的(经快速傅里叶变换的)频谱的幅度曲线的演变,并且描绘了和信号的能量比差信号更大的情况,这导致通过传统的立体声解调方法得到的总谐波失真率和单声道分离度降级。

具体实施方式

本发明的目的在于一种解调方法,其尤其适用于图1所示的信号s(f)。信号s(f)是经多路复用的立体声信号。本发明还目的在于用于实施该解调方法的装置。该装置优选地是用于机动车辆的汽车收音机系统,并且特别是被配置成接收fm频道的系统。

信号s(f)包括称为和信号的第一信号,其在第一频带中并且是两个单声道信号之和,这两个单声道信号记为g和d(针对左和右)。如图1中可见,和信号用符号g+d表示。

信号s(f)还包括称为差信号的第二信号,其在第二频带中并且是两个单声道信号g和d之差。如图1中可见,差信号用符号g-d表示。

差信号已由具有给定频率(例如38khz)的载波进行了调制。

信号s(f)还包括在导频频率f0处的信号,导频频率f0对应于38khz的载波频率除以2,即对应于19khz。导频信号的恢复使得能够实现相干解调,如稍后将描述的。导频信号在图1中用字母p示出。

如图1中观察到的,和信号g+d的频带的频率低于导频频率f0,而差信号g-d的频带的频率高于导频频率f0。

现在结合图2和图3详细描述解调方法以及用于实施该方法的装置。

解调方法被标记为1,而实施装置被标记为100。

解调方法1包括第一步骤2,其中消除经多路复用的立体声信号s(f)的导频频率。该步骤在图3中记为elim,并且得到的信号称为无导频信号,记为s2(f)。

优选地,实施装置包括一个或多个陷波滤波器101。每个陷波滤波器优选地为二阶的无限脉冲响应滤波器,这确保了在导频频率f0附近截频带非常精细,如图2所示。

如图3所示,解调方法1还包括滤波步骤3(filt),其优选地借助于装置100的低通滤波器102,由此得到信号s3(f)。

滤波器102优选地为128倍(à128coefficients)有限脉冲响应滤波器。

滤波步骤3之后是由延迟部件103施加延迟τ1的步骤4。该步骤4使得能够在将由滤波器112产生的延迟纳入考虑的情况下恢复和信号g+d。其目的是在时间上对齐信号g+d和g-d。此步骤在图3中记为ret。

从图2和图3还可以看出,解调方法1包括借助于部件104对信号s2(f)施加延迟τ2的步骤5,以(在下面详述的减去期间)将滤波器102的延迟纳入考虑。例如,τ1和τ2相等(如果使用相同的低通滤波器来恢复g+d和g-d的话,否则τ1和τ2不同)。记为ret的该步骤得到信号s5(f)。

解调方法1包括减去sous步骤6,其中借助于减去装置105从信号s5(f)减去信号s3(f)。从而获得未经搬移的g-d信号,记为s6(f)。

如图3所示,解调方法1包括基于经多路复用的立体声信号s(f)和无导频信号s2(f)恢复导频信号p的步骤7,以便再生38khz的载波信号。

再生38khz的载波信号的步骤7包括一系列步骤。

第一步骤8在于借助于装置106从经多路复用的立体声信号s(f)减去信号s2(f)。记为sous的该步骤得到信号s8(f)。

第二步骤9在于借助于部件107对信号s8(f)施加延迟τ2,以便随后恢复差信号,如后所述。记为ret的该步骤得到信号s9(f)。

第三步骤10在于使用装置100的锁相环108,以保证信号的相位、频率和幅度。记为bvp的该步骤得到信号s10(f)。

第四步骤11在于借助于部件109将导频信号的频率加倍以获得载波频率,即38khz。记为doubl的该步骤得到信号s11(f)。

在第五步骤12(filt)结束时再生了记为s12(f)的38khz载波信号,第五步骤12在于借助于装置100的带通滤波器110进行滤波。滤波器110优选地是二阶的无限脉冲响应滤波器。

然后恢复差信号,这是通过借助于装置111将载波信号s12(f)与对应于未经搬移的差信号的信号s6(f)相乘,然后借助于装置100的滤波器112进行滤波。记为mult的相乘步骤被标记为13,而滤波步骤filt被标记为14。滤波器112优选地为128倍有限脉冲响应滤波器。

于是,藉由所恢复的和信号和差信号,然后可以以最佳的方式提取信号g和d中的每一个。

如图4所示,和信号的幅度有时会高于差信号的幅度,在现有技术方法的情况下,这将导致总谐波失真以及g和d声道分离度的降级,这是因为在使得能够恢复差信号的搬移操作中将无法正确地抑制(réjecter)和信号。相反,由于使用了减去操作,本发明使得能够恰当地恢复g和d信号,由此改善了总谐波失真率和左/右声道的分离度。

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