CN1643929A - 高频调谐器 - Google Patents

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Abstract

一种经天线装置接收卫星广播信号的调谐器，所述调谐器与控制单元连接。该调谐器的特征在于它包括标准双向数字接口，用于发送从经天线装置接收的接收信号获得的基带信号，和用于接收由控制单元发送的控制信号，所述信号经第一双向总线发送/接收。

Description

高频调谐器
本发明涉及一种按照权利要求1的前序部分的调谐器。
目前，因为有线电视、因特网和其它高频装置的增长，接收系统被广泛使用。它们使用例如GHz范围内的相对较高频率的信号，并且合并成为一个基本部件即接收器。
US-A-6,031,878中说明了一种通常使用的实现高频系统的方法。在该专利中提出了一种包含在机顶盒中的直接转换调谐器。接收系统使用二倍频变换，即输入信号频率范围首先被转换为第一中频，所述第一中频被转换为第二中频。在这种系统中，在位于碟形天线的低噪声块(LNB)中，高频输入信号首先被转换到位于例如[950...2150]MHz的频率范围内的第一中频。第一中频经同轴电缆发送给机顶盒。机顶盒包括转换器，使用振荡频率等于第一中间信号频率的正交本机振荡器，将第一中频信号转换为基带信号。该方法的缺点是对相对较高频率的第一中频信号使用同轴电缆。该电缆的长度会影响由机顶盒接收的信号的质量，即信号衰减、相位偏移和失真取决于其频率和同轴电缆的长度。还要说明，需要从机顶盒向LNB进行反馈，以便控制LNB的某些参数，例如它的增益，从而补偿由同轴电缆长度决定的损耗。在许多应用中这是通过使用低频信号实现的，例如按照DiSEqC标准。在机顶盒中产生符合DiSEqC的信号增加了它的复杂性并且暗含地增加了它的成本。还要说明，如果接收超过一个广播，就需要多条同轴电缆，这就增加了成本并降低了整个系统的可靠性。
因此，本发明的目的是提供一种具有较低成本和提高的可靠性的接收系统。
按照本发明，在开场段所述的设备中实现此目的，其特征在于该调谐器包括标准双向数字接口，用于发送从经天线装置接收的接收信号获得的基带信号，和用于接收由控制单元发送的控制信号，所述信号经第一双向总线发送/接收。在数字广播中，基带信号具有二进制值和较小的带宽。使用具有低带宽的数字信号有降低第一双向总线长度的影响以及改善调谐器和控制单元之间通信可靠性的优点。
在本发明的一个实施例中，流经第一双向总线的信号符合IEEE1394或USB标准。对于有线或无线标准信号，使用标准总线有利于系统间的通信。此外，上述信号允许接收数字广播节目，例如数字电视。同时，控制单元可以是个人计算机(PC)或机顶盒，调谐器变为外围设备。控制单元可以进一步经第二标准总线连接，所述总线连接不同的兼容外围设备，例如打印机、键盘、鼠标、移动存储器、MP3播放器等。应当说明，第二总线可以适于发送和接收符合有线或无线标准的信号。
在另一实施例中，为了获得经第一总线发送的信号的低带宽，调谐器包括零IF或直接转换接收器，其输出信号是基带信号。当考虑IEEE 1394时，最大带宽约为400MHz，而当考虑USB2时，必需的带宽为480MHz。应当说明，基带信号的最大必需频率几乎是在已知接收系统中使用的最低第一中频的一半。对于有线连接调谐器和控制单元的情况，这降低了同轴电缆的影响；或者对于考虑无线连接时，这消除了同轴电缆以及使用它的缺点。
进一步要说明，具有零IF调谐器，就不再需要从第一IF向基带的第二信号转换。因此降低了接收器的成本。
在本发明的另一实施例中，调谐器包括标准数字接口，适于将频道解码操作后获得的信号变换为与第一双向总线兼容的信号。频道解码器包括一对输入端，用于接收由第一模数转换器产生的第一信号和由第二模数转换器产生的第二信号。所述模数转换器将零IF正交信号转换成要由频道解码器解码的数字信号。
混频器产生输入到模数转换器的正交信号。混频器组合由本机振荡器产生的正交周期信号和频率基本上等于输入信号的信号，该周期信号的频率基本上等于输入信号的频率。调谐器进一步包括第一可控缓冲器和第二可控缓冲器，用于分别在水平偏振的输入信号和垂直偏振的输入信号之间进行选择。第一缓冲器和第二缓冲器由二进制信号控制。调谐器包括连接到第一和第二缓冲器的带通滤波器，用于选择位于一个频率范围内的输入信号。
在一个实施例中，天线装置包括为调谐器供电的能量转换器。该能量转换器可以是例如太阳能电池板，包括在太阳能板中的太阳能电池产生必需的能量为调谐器供电。在本发明的另一实施例中，包括在接收系统中的控制单元包括连接到第一总线的标准接口，用于接收由调谐器发送的信号。控制单元进一步包括源解码器，用于解码经第一总线接收的信号，并经第二总线将解码的信号发送到外围设备。控制单元可以包括例如MPEG解码器，用于解码以此标准编码的多媒体信号。
本发明的以上和其他特征及优点将通过以下参考附图对本发明的示例性实施例的说明而变得清楚，其中：
图1描述了按照本发明的接收系统的框图，
图2a描述了由已知调谐器发送的信号的频谱，
图2b描述了由按照本发明的一个实施例的调谐器发送的信号的频谱，
图3描述了按照本发明的调谐器的更详细的结构，
图4描述了按照本发明的控制单元的更详细的结构。
图1描述了按照本发明的接收系统的框图。接收系统100包括用于经天线装置10接收卫星广播信号IN_S的调谐器1，所述调谐器1与位于距离调谐器1较远的控制单元20连接。接收系统100的特征在于控制单元20经第一双向总线BUS1连接到调谐器1，第一双向总线BUS1适合于具有较低带宽的信号。
第一总线BUS1能够适于接收和发送符合例如IEEE 1394或USB标准的信号。使用与有线或无线系统的标准信号兼容的总线有利于接收系统的各块之间的通信。控制单元20可以是个人计算机(PC)或机顶盒，调谐器1成为外围设备。控制单元20进一步经第二标准总线BUS2连接，第二总线BUS2将控制单元20连接到不同的总线兼容产品，例如打印机、键盘、鼠标、移动存储器、MP3播放器等。应当说明，第二总线BUS2可以适合于有线或无线信号，所述信号符合IEEE 1394或USB标准。
调谐器1是零IF接收器，用于获得经第一总线BUS1发送的信号的低带宽，调谐器的输出为基带信号。当考虑IEEE 1394标准时，最大带宽为400MHz，参见图2b。可选地，可以使用按照USB2标准的总线。这种情况下，所需的带宽为480MHz。应当说明，在使用标准接口总线时，最大必需频率范围约为现有技术使用的最低第一中频的一半。在现有技术中，高频输入信号首先在位于碟形天线的低噪声块(LNB)中转换为位于例如[950...2150]MHz频率范围中的第一中频。在那里，第一中频经同轴电缆发送给机顶盒。反馈信号由机顶盒发送用于控制LNB，例如使用在DiSEqC标准中定义的信号，如图2a所示。使用较低频率的信号的结果是降低连接调谐器1和控制单元20的总线的影响，即信号衰减较少、失真较少和相位偏移较少。结果，控制单元20仅输入数字信号。这减少了在现有技术中可能存在的涉及射频调制信号和数字信号之间产生干扰的问题。这简化了控制单元20的设计并降低了它的成本。
调谐器1是将输入信号IN_S转换为基带信号的零IF接收器。采用这样的方案，消除了将输入信号转换成第一IF信号的第一转换，降低了接收器的成本。
图3描述了按照本发明的调谐器1的更详细的结构。调谐器1包括第一可控缓冲器B1，它连接第二可控缓冲器B2，这两个缓冲器连接天线装置10，用于接收输入信号IN_S。输入信号IN_S可以是水平偏振的或垂直偏振的。水平偏振的信号被选择并输入第一可控缓冲器B1，而垂直偏振的信号被选择并输入第二可控缓冲器B2。控制信号H/V选择第一可控缓冲器B1或第二可控缓冲器B2。由第一缓冲器B1或第二缓冲器B2输出的信号进一步被输入带通滤波器101，所述带通滤波器只选择和放大频率位于例如10.7-12.75GHz或Ku波段频率范围内的信号。由带通滤波器101输出的信号被输入混频器102，混频器102将所述信号和由正交本机振荡器103产生的周期信号I/Q组合。本机振荡器103的频率基本上等于由带通滤波器101选择的输入信号IN_S的频率，本机振荡器103的信号具有相互正交的第一分量I和第二分量Q，即它们彼此相互相位偏移90度。混频器102产生输入到第一模数转换器(A/D)104的第一低IF信号和输入到第二模数转换器105的第二低IF信号。第一低IF信号和第二低IF信号通过将由本机振荡器103产生的正交信号的第一分量I和第二分量Q分别与由带通滤波器101输出的信号进行组合而获得。第一A/D 104和第二A/D 105产生数字信号，这些数字信号输入到连接所述A/D转换器的频道解码器106。频道解码器106解调低IF信号并对低IF输入信号执行纠错解码。由频道解码器106输出的信号被输入到标准数字接口107。所述接口将输入信号转换为符合第一总线BUS1技术规范，例如IEEE 1394、USB的信号。当考虑上述标准时，由标准数字接口107输出的信号是带宽为在已知接收系统中对应信号带宽的最大一半的比特流。天线装置10包括碟形天线或天线阵列，用于接收输入信号IN_S。在发明的一个实施例中，天线装置包括为调谐器供电的能量产生器。能量产生器主要是从一种形式的能量，例如太阳能、风能、微波能转换成电能的转换器。该方案进一步简化了接收系统的结构，因为它不需要为调谐器单独供电。
图4描述了按照本发明的控制单元20的更详细的结构。控制单元20包括连接到源解码器201的标准数字接口107。串行比特流经总线BUS1输入到标准数字接口107，所述接口107将串行比特流转换为并行比特流。并行比特流被输入到源解码器201，该源解码器201用于解码并行比特流，并使解码信号适合第二总线BUS2。例如，比特流可以是MPEG信号，因此源解码器执行MPEG信号解码。第二总线BUS2连接外围设备，例如DVD读/写器、CD-ROM读/写器、数字电视机、录像机、鼠标、键盘。
在本发明提出的特征中，调谐器1是控制单元20的外围设备，控制单元20可以是个人计算机或简化的机顶盒，简化的机顶盒比现有技术提出的连接调谐器的机顶盒便宜。此外，简化的机顶盒易于生产。
应当说明，第一总线BUS1和第二总线BUS2能够适于使符合无线通信标准的信号流通。该特征进一步降低了接收系统的价格，因为不再需要任何外围设备和控制单元20之间的连接电缆。
还应当说明，本发明的保护范围不限于这里描述的实施例。本发明的保护范围也不被权利要求中的附图标号限制。单词“包括”不排除在权利要求中提到的部件以外的其它部件。元件之前的单词“一个”不排除多个该种元件。构成本发明部分的装置可以以专用硬件的形式或以编程目的的处理器的形式实现。本发明体现在每个新特征或特征的组合。在整个专利说明书中，单词“总线”是指信号的传播介质，因此总线特性是指它的物理特性。

Claims (19)

1.一种用于经天线装置(10)接收卫星广播信号(IN_S)的调谐器(1)，所述调谐器(1)连接控制单元(20)，调谐器(1)的特征在于包括标准双向数字接口(107)，用于发送从经天线装置(10)接收的接收信号(IN_S)获得的基带信号，和接收由控制单元(20)发送的控制信号，所述信号经第一双向总线(BUS1)发送/接收。
2.如权利要求1所述的调谐器(1)，其中经过第一双向总线(BUS1)的信号符合IEEE 1394或USB标准。
3.如权利要求1所述的调谐器(1)，其中第一双向总线(BUS1)适于传送符合无线通信标准的信号。
4.如权利要求1所述的调谐器(1)，包括零IF接收器。
5.如权利要求1所述的调谐器(1)，包括频道解码器(106)，用于执行频道解码操作，标准数字接口(107)适于将频道解码操作后获得的信号转换成与第一双向总线(BUS1)兼容的信号。
6.如权利要求5所述的调谐器(1)，其中频道解码器(106)包括一对输入端，用于接收由第一模数转换器(104)产生的第一信号和由第二模数转换器(105)产生的第二信号，所述模数转换器将零IF正交信号转换成要由频道解码器解码的数字信号。
7.如权利要求6所述的调谐器(1)，其中输入到模数转换器(104，105)的正交信号由混频器(102)产生，所述混频器(102)组合具有基本上等于输入信号(IN_S)的频率的输入信号和由本机振荡器(103)产生的正交周期信号，周期信号的频率基本上等于输入信号(IN_S)的频率。
8.如权利要求7所述的调谐器(1)，包括第一可控缓冲器(B1)和第二可控缓冲器(B2)，用于分别在水平偏振的输入信号(IN_S)和垂直偏振的输入信号(IN_S)之间进行选择。
9.如权利要求8所述的调谐器(1)，其中第一缓冲器(B1)和第二缓冲器(B2)由二进制信号(H/ V)控制。
10.如权利要求9所述的调谐器(1)，包括连接第一缓冲器(B1)和第二缓冲器(B2)的带通滤波器(101)，用于选择位于一个频率范围内的输入信号(IN_S)。
11.如权利要求1所述的调谐器(1)，其中天线装置(10)包括为调谐器(1)供电的能量转换器。
12.如权利要求1所述的调谐器(1)，该调谐器(1)集成在单个芯片中。
13.一种包括如权利要求1所述的调谐器(1)的接收系统(100)，所述接收系统包括控制单元(20)，该控制单元(20)经第一总线(BUS1)连接调谐器(1)，控制单元(20)包括连接第一总线(BUS1)的第二标准接口(108)，用于接收由调谐器(1)发送的信号，所述控制单元(20)进一步包括源解码器(201)，用于解码经第一总线(BUS1)接收的信号并经第二总线(BUS2)将解码的信号发送到外围设备(30)。
14.如权利要求13所述的接收系统(100)，其中源解码器(201)是MPEG解码器。
15.如权利要求13所述的接收系统(100)，其中控制单元(20)是机顶盒。
16.如权利要求13所述的接收系统(100)，其中控制单元(20)是个人计算机。
17.如权利要求13所述的接收系统(100)，其中控制单元(20)进一步经第二双向总线(BUS2)连接多个外围设备(30)。
18.如权利要求13所述的接收系统(100)，其中第二双向总线(BUS2)适于发送和接收符合IBEE 1394或USB标准的信号。
19.如权利要求13所述的接收系统(100)，其中第二双向总线(BUS2)适于传送符合无线通信标准的信号。
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