專利名稱：：載波重建裝置與方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及一種載波重建裝置與方法，特別是一種弱載波下的載波重建裝置與方法。
背景技術(shù)：
：載波(carrierwave)可應(yīng)用于多種不同的領(lǐng)域，例如電視信號(hào)的傳輸、通信語音信號(hào)的傳輸?shù)?。?dāng)所欲發(fā)送的數(shù)據(jù)的頻率為低頻時(shí)，如果按照原始數(shù)據(jù)的頻率來發(fā)送，將容易在傳輸過程中受到干擾而不利于接收。此時(shí)，即可使用載波的方式來傳輸數(shù)據(jù)，先將數(shù)據(jù)的信號(hào)載入到載波的信號(hào)上，而接收端再依照載波的頻率來接收數(shù)據(jù)信號(hào)，最后將所接收到的載波信號(hào)經(jīng)解調(diào)制(demodulation)，即可得到原始的數(shù)據(jù)信號(hào)。簡單地說，載波是一種幫助傳播信號(hào)的技術(shù)，可將信號(hào)調(diào)整到比原始信號(hào)高好多倍的頻率上，如此在信號(hào)的傳輸過程中就不容易受到干擾。之后，等接收到載波信號(hào)，再將載波去除，即可還原出原始的信號(hào)。以接收傳統(tǒng)電視有線或無線電視臺(tái)信號(hào)為例作說明。電視信號(hào)的頻率范圍由40MHz900MHz，首先經(jīng)過調(diào)諧器(Timer)以輸出中頻(IF)信號(hào)。此時(shí)，中頻信號(hào)的頻率可為38MHz、38.9MHz或45.75MH等。再依據(jù)各調(diào)諧器的設(shè)定將中頻信號(hào)解調(diào)制，而產(chǎn)生基頻信號(hào)(basebandsignal)，如此便具有正確的畫面及聲音信號(hào)以提供使用者觀賞。上述的解調(diào)制，需在接收端將中頻信號(hào)做載波重建(carrierrecovery)，以產(chǎn)生穩(wěn)定且不易被干擾的解調(diào)制弦波。然而傳統(tǒng)上，如果信號(hào)的載波強(qiáng)度較小時(shí)，容易造成載波重建的不穩(wěn)定，因而出現(xiàn)錯(cuò)誤的畫面及聲音。
發(fā)明內(nèi)容有鑒于此，本發(fā)明提出一種載波重建裝置與方法。通過本發(fā)明所提出的裝置或方法，能有效完成載波重建，即使中頻信號(hào)的強(qiáng)度較小，亦即為弱載波時(shí)，仍可通過本發(fā)明所提出的裝置或方法，而順利完成載波重建，進(jìn)而提升解調(diào)制(demodulation)所需的回路穩(wěn)定性。本發(fā)明提出一種載波重建裝置，包含相位檢測模塊、計(jì)算模塊、相位夾角調(diào)整模塊、回路濾波器及轉(zhuǎn)換模塊。相位檢測模塊接收中頻信號(hào)，并檢測出中頻信號(hào)所對應(yīng)的正弦信號(hào)與余弦信號(hào)。計(jì)算模塊耦合相位檢測模塊，接收正弦信號(hào)與余弦信號(hào)，計(jì)算出正弦信號(hào)與余弦信號(hào)間的相位夾角。相位夾角調(diào)整模塊耦接相位檢測模塊與計(jì)算模塊，依據(jù)正弦信號(hào)、余弦信號(hào)其中之一與門限值，以控制是否縮小相位夾角。回路濾波器耦接計(jì)算模塊，依據(jù)相位夾角而產(chǎn)生頻率位移角。轉(zhuǎn)換模塊耦接回路濾波器與相位檢測模塊，依據(jù)頻率位移角，產(chǎn)生對應(yīng)于頻率位移角的正弦參數(shù)與余弦參數(shù)，并傳送正弦參數(shù)與余弦參數(shù)至相位檢測模塊，以分別調(diào)整正弦信號(hào)與余弦信號(hào)。本發(fā)明亦提出一種載波重建方法，包含下列步驟接收中頻信號(hào)，并檢測出中頻信號(hào)所對應(yīng)的正弦信號(hào)與余弦信號(hào)；計(jì)算出正弦信號(hào)與余弦信號(hào)間的相位夾角；依據(jù)正弦信號(hào)、余弦信號(hào)其中之一與門限值，調(diào)整相位夾角；依據(jù)相位夾角，產(chǎn)生頻率位移角；依據(jù)頻率位移角，產(chǎn)生對應(yīng)于頻率位移角的正弦參數(shù)與余弦參數(shù)；以正弦參數(shù)與余弦參數(shù)，分別調(diào)整正弦信號(hào)與余弦信號(hào)。有關(guān)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例及其功效，現(xiàn)在配合如后。圖1載波重建裝置第一實(shí)施例的示意2載波重建裝置第二實(shí)施例的示意3載波重建裝置第三實(shí)施例的示意4載波重建方法的流程圖主要元件符號(hào)說明10相位檢測模塊12第一乘法器14第二乘法器20計(jì)算模塊30相位夾角調(diào)整模塊32縮小電路34選擇器36第三乘法器38權(quán)重電路40回路濾波器50轉(zhuǎn)換模塊具體實(shí)施例方式請參照「圖1」，該圖所示為載波重建裝置第一實(shí)施例的示意圖。本發(fā)明所提出的載波重建裝置包含相位檢測模塊10、計(jì)算模塊20、相位夾角調(diào)整模塊30、回路濾波器40及轉(zhuǎn)換模塊50。相位檢測模塊10接收中頻(IF)信號(hào)，在此中頻信號(hào)可由調(diào)諧器(timer)所提供。當(dāng)相位檢測模塊10接收到調(diào)諧器所載下的中頻信號(hào)后，檢測出中頻信號(hào)所對應(yīng)的正弦(sine)信號(hào)與余弦(cosine)信號(hào)。計(jì)算模塊20耦合相位檢測模塊10，接收正弦信號(hào)與余弦信號(hào)，并計(jì)算出正弦信號(hào)與余弦信號(hào)間的相位夾角。其中，計(jì)算模塊20可為坐標(biāo)旋轉(zhuǎn)數(shù)字計(jì)算器(coordinaterotationdigitalcomputer,CORDIC)。相位夾角調(diào)整模塊30耦接相位檢測模塊10與計(jì)算模塊20，依據(jù)正弦信號(hào)、余弦信號(hào)其中之一與門限值，而調(diào)整相位夾角，此點(diǎn)于后將有更詳盡的說明。回路濾波器(loopfilter)40耦接計(jì)算模塊20，依據(jù)相位夾角而產(chǎn)生頻率位移角(frequencyoffsetangle)0其中，回路濾波器40可為比例積分(PI)控制器。轉(zhuǎn)換模塊50耦接回路濾波器40與相位檢測模塊10，依據(jù)頻率位移角而產(chǎn)生對應(yīng)于頻率位移角的正弦參數(shù)與余弦參數(shù)，并傳送至相位檢測模塊10，以分別調(diào)整正弦信號(hào)與余弦信號(hào)。其中，轉(zhuǎn)換模塊50包含本地振蕩器。由相位檢測模塊10所接收的中頻信號(hào)，其頻率未必與轉(zhuǎn)換模塊50的本地振蕩器所產(chǎn)生的頻率相同。因此，當(dāng)相位檢測模塊10得到兩正交的正弦信號(hào)與余弦信號(hào)后，利用計(jì)算模塊20運(yùn)算出目前中頻信號(hào)的相位夾角，再經(jīng)過回路濾波器40后，可逐漸收斂而得到頻率位移角。在此，頻率位移角為中頻信號(hào)與本地振蕩器所產(chǎn)生的信號(hào)兩者之間的相位角差。得到相位角差值(亦即，頻率位移角)后，轉(zhuǎn)換模塊50可利用查表方式(lookuptable)，而產(chǎn)生解調(diào)制所需的正弦參數(shù)與余弦參數(shù)。請參照「圖2」為載波重建裝置第二實(shí)施例的示意圖。在此實(shí)施例中，相位檢測模塊10包含第一乘法器12及第二乘法器14。當(dāng)轉(zhuǎn)換模塊50以查表方式取得正弦參數(shù)與余弦參數(shù)后，通過第一乘法器12將中頻信號(hào)乘上正弦參數(shù)，即可產(chǎn)生正弦信號(hào)。另一方面，通過第二乘法器14將中頻信號(hào)與余弦參數(shù)相乘，可產(chǎn)生余弦信號(hào)。由此可知，上述的載波重建形成一回路，通過回路濾波器40產(chǎn)生頻率位移角，通過轉(zhuǎn)換模塊50產(chǎn)生對應(yīng)于頻率位移角的正弦參數(shù)與余弦參數(shù)，再經(jīng)由正弦參數(shù)與余弦參數(shù)分別調(diào)整正弦信號(hào)與余弦信號(hào)，而調(diào)整的目標(biāo)是讓正弦信號(hào)與余弦信號(hào)之間的相位夾角為零度，而讓中頻信號(hào)的頻率可約略等于本地振蕩器的頻率。因此上述的載波重建裝置為一種鎖相回路(phaselockloop,PLL)。由于傳統(tǒng)上，如果所接收到的中頻信號(hào)載波過小或干擾較大時(shí)，造成載波重建裝置的相位不準(zhǔn)確，而無法重建出正確的畫面或聲音。因此本發(fā)明提出相位夾角調(diào)整模塊30，其中一實(shí)施例如「圖2」所示，相位夾角調(diào)整模塊30包含縮小電路32及選擇器34。相位夾角調(diào)整模塊30可取正弦信號(hào)或余弦信號(hào)與門限值作比較，在此實(shí)施例中以余弦信號(hào)為例作說明，但不此為限。由「圖2」所示可知，余弦信號(hào)先經(jīng)過門限值的比較，如果比較結(jié)果為余弦信號(hào)小于門限值時(shí)，表示此時(shí)的中頻信號(hào)過小并不適合重建，因此控制選擇器34選擇“1”的路徑，亦即計(jì)算模塊20所計(jì)算出的相位夾角會(huì)先經(jīng)過縮小電路32而縮小相位夾角，如此可讓不適合重建的中頻信號(hào)，因縮小電路32將其相位夾角縮小，而不影響到后續(xù)電路的收斂調(diào)整。相對地，當(dāng)余弦信號(hào)經(jīng)過門限值的比較后，如果比較結(jié)果為余弦信號(hào)大于門限值時(shí)，表示此時(shí)的中頻信號(hào)較強(qiáng)而適合重建，因此控制選擇器34選擇“0”的路徑，亦即計(jì)算模塊20所計(jì)算出的相位夾角直接傳送至回路濾波器40，而提供后續(xù)電路的收斂調(diào)整。請參照「圖3」為載波重建裝置第三實(shí)施例的示意圖。此實(shí)施例說明相位夾角調(diào)整模塊30的另一種實(shí)施方式。在此，相位夾角調(diào)整模塊30包含第三乘法器36及權(quán)重電路38。相位夾角調(diào)整模塊30可先計(jì)算正弦信號(hào)或余弦信號(hào)的最大值，如「圖3」所示以余弦信號(hào)為例作說明，但不此為限。取得余弦信號(hào)中的最大值后，再取最大值的倒數(shù)作為門限值，也可說是以此門限值作為一個(gè)權(quán)重，而所有經(jīng)過計(jì)算模塊20所計(jì)算出的相位夾角，均需經(jīng)過第三乘法器36而與門限值相乘，也就是說，相位夾角均需除以余弦信號(hào)中的最大值。如果此時(shí)中頻信號(hào)偏小，代表此時(shí)所產(chǎn)生的相位夾角較不具參考性，因此經(jīng)第三乘法器36相乘后，就將此次的相位夾角縮小，使得縮小后的相位夾角不易影響后續(xù)電路的運(yùn)算處理。相對地，如果此時(shí)中頻信號(hào)正常，經(jīng)第三乘法器36相乘后，還是保有較大的數(shù)值，如此可提供后續(xù)電路的運(yùn)算處理，不會(huì)因?yàn)槎嘣黾娱T限值的相乘，而影響到正?；芈返倪\(yùn)作。此外，相位夾角調(diào)整模塊30還可包含權(quán)重電路38，用以額外提供一權(quán)重，提供再次調(diào)整經(jīng)由第三乘法器36運(yùn)算(門限值乘上相位夾角)后的權(quán)重值。也就是說，通過權(quán)重電路38可依需求而提供另外設(shè)定的權(quán)重，如此可提升權(quán)重調(diào)整上的彈性。請參照「圖4」，該圖所示為載波重建方法的流程圖，包含下列步驟。步驟S10:接收中頻信號(hào)，并檢測出中頻信號(hào)所對應(yīng)的正弦信號(hào)與余弦信號(hào)。步驟S20計(jì)算出正弦信號(hào)與余弦信號(hào)間的相位夾角。步驟S30依據(jù)正弦信號(hào)、余弦信號(hào)其中之一與門限值，調(diào)整相位夾角。步驟S40依據(jù)相位夾角，產(chǎn)生頻率位移角。步驟S50依據(jù)頻率位移角，產(chǎn)生對應(yīng)于頻率位移角的正弦參數(shù)與余弦參數(shù)。在此，可利用查表方式(lookuptable)而產(chǎn)生正弦參數(shù)與余弦參數(shù)。步驟S60以正弦參數(shù)與余弦參數(shù)，分別調(diào)整正弦信號(hào)與余弦信號(hào)。上述的步驟SlO可包含相乘中頻信號(hào)與正弦參數(shù)，而產(chǎn)生正弦信號(hào)；相乘中頻信號(hào)與余弦參數(shù)，而產(chǎn)生余弦信號(hào)。再者，上述的步驟S30可包含比較正弦信號(hào)、余弦信號(hào)其中之一與門限值；當(dāng)正弦信號(hào)、余弦信號(hào)其中之一小于門限值時(shí)，則縮小相位夾角。另一方法可為計(jì)算正弦信號(hào)與余弦信號(hào)其中一者中的最大值；取最大值的倒數(shù)為門限值；將門限值乘上相位夾角。此方法可額外提供一權(quán)重，用以調(diào)整門限值與相位夾角相乘后的權(quán)重值。雖然本發(fā)明的技術(shù)內(nèi)容已經(jīng)以優(yōu)選實(shí)施例公開如上，然其并非用以限定本發(fā)明，本領(lǐng)域技術(shù)人員，在不脫離本發(fā)明的精神所作些許的更動(dòng)與潤飾，均應(yīng)涵蓋于本發(fā)明的范圍內(nèi)，因此本發(fā)明的保護(hù)范圍當(dāng)視所附權(quán)利要求書所界定者為準(zhǔn)。權(quán)利要求一種載波重建裝置，包含一相位檢測模塊，接收一輸入信號(hào)，用以依據(jù)一正弦參數(shù)與一余弦參數(shù)，檢測該輸入信號(hào)中的一正弦信號(hào)與一余弦信號(hào)；一計(jì)算模塊，耦接至該相位檢測模塊，用以計(jì)算該正弦信號(hào)與該余弦信號(hào)間的一相位夾角；一相位夾角調(diào)整模塊，耦接至該相位檢測模塊與該計(jì)算模塊，用以依據(jù)該正弦信號(hào)、該余弦信號(hào)至少其中之一與一門限值，調(diào)整該相位夾角，并輸出一調(diào)整相位夾角；一回路濾波器，耦接至該相位夾角調(diào)整模塊，用以依據(jù)該調(diào)整相位夾角，產(chǎn)生一頻率位移角；以及一轉(zhuǎn)換模塊，耦接該回路濾波器與該相位檢測模塊，用以依據(jù)該頻率位移角，產(chǎn)生該正弦參數(shù)與該余弦參數(shù)至該相位檢測模塊。2.如權(quán)利要求1的載波重建裝置，其中該相位檢測模塊包含一第一乘法器，相乘該輸入信號(hào)與該正弦參數(shù)，而產(chǎn)生該正弦信號(hào)；以及一第二乘法器，相乘該中頻信號(hào)與該余弦參數(shù)，而產(chǎn)生該余弦信號(hào)。3.如權(quán)利要求1的載波重建裝置，其中該計(jì)算模塊包含坐標(biāo)旋轉(zhuǎn)數(shù)字計(jì)算器。4.如權(quán)利要求1的載波重建裝置，其中該相位夾角調(diào)整模塊比較該正弦信號(hào)、該余弦信號(hào)其中之一與該門限值，當(dāng)該正弦信號(hào)、該余弦信號(hào)其中之一小于該門限值時(shí)，則縮小該相位夾角。5.如權(quán)利要求1的載波重建裝置，其中該相位夾角調(diào)整模塊計(jì)算該正弦信號(hào)與該余弦信號(hào)其中一者中的一最大值，取該最大值的倒數(shù)為該門限值，并將該門限值乘上該相位夾6.如權(quán)利要求5的載波重建裝置，其中該相位夾角調(diào)整模塊提供一權(quán)重，用以調(diào)整該門限值與該相位夾角相乘后的權(quán)重值。7.如權(quán)利要求1的載波重建裝置，其中該回路濾波器包含一比例積分控制器。8.如權(quán)利要求1的載波重建裝置，其中該轉(zhuǎn)換模塊包含一本地振蕩器。9.如權(quán)利要求1的載波重建裝置，其中該轉(zhuǎn)換模塊以查表方式產(chǎn)生該正弦參數(shù)與該余弦參數(shù)。10.如權(quán)利要求1的載波重建裝置，其中該輸入信號(hào)為一中頻信號(hào)。11.一種載波重建方法，包含下列步驟接收一輸入信號(hào)，并依據(jù)一正弦參數(shù)與一余弦參數(shù)，檢測該輸入信號(hào)中的一正弦信號(hào)與一余弦信號(hào)；計(jì)算該正弦信號(hào)與該余弦信號(hào)間的一相位夾角；依據(jù)該正弦信號(hào)、該余弦信號(hào)至少其中之一與一門限值，調(diào)整該相位夾角，并輸出一調(diào)整相位夾角；依據(jù)該調(diào)整相位夾角，產(chǎn)生一頻率位移角；以及依據(jù)該頻率位移角，產(chǎn)生該正弦參數(shù)與該余弦參數(shù)，以分別調(diào)整該正弦信號(hào)與該余弦信號(hào)。12.如權(quán)利要求11的載波重建方法，其中檢測該正弦信號(hào)與該余弦信號(hào)的步驟，包含相乘該輸入信號(hào)與該正弦參數(shù)，而產(chǎn)生該正弦信號(hào)；以及相乘該輸入信號(hào)與該余弦參數(shù)，而產(chǎn)生該余弦信號(hào)。13.如權(quán)利要求11的載波重建方法，其中調(diào)整該相位夾角的步驟，包含比較該正弦信號(hào)、該余弦信號(hào)其中之一與該門限值；以及當(dāng)該正弦信號(hào)、該余弦信號(hào)其中之一小于該門限值時(shí)，縮小該相位夾角。14.如權(quán)利要求11的載波重建方法，其中調(diào)整該相位夾角的步驟，包含計(jì)算該正弦信號(hào)與該余弦信號(hào)其中一者中的一最大值；取該最大值的倒數(shù)為該門限值；以及將該門限值乘上該相位夾角。15.如權(quán)利要求14的載波重建方法，還包含下列步驟提供一權(quán)重，用以調(diào)整該門限值與該相位夾角相乘后的權(quán)重值。16.如權(quán)利要求11的載波重建方法，其中產(chǎn)生該正弦參數(shù)與該余弦參數(shù)的步驟，包含以查表方式產(chǎn)生該正弦參數(shù)與該余弦參數(shù)。全文摘要一種載波重建裝置與方法，該裝置包含相位檢測模塊、計(jì)算模塊、相位夾角調(diào)整模塊、回路濾波器及轉(zhuǎn)換模塊。相位檢測模塊接收中頻信號(hào)，檢測出中頻信號(hào)所對應(yīng)的正弦信號(hào)與余弦信號(hào)。計(jì)算模塊接收正弦信號(hào)與余弦信號(hào)，計(jì)算出正弦信號(hào)與余弦信號(hào)間的相位夾角。相位夾角調(diào)整模塊依據(jù)正弦信號(hào)、余弦信號(hào)其中之一與門限值，以調(diào)整相位夾角?；芈窞V波器依據(jù)相位夾角而產(chǎn)生頻率位移角。轉(zhuǎn)換模塊依據(jù)頻率位移角，產(chǎn)生對應(yīng)于頻率位移角的正弦參數(shù)與余弦參數(shù)，并傳送至相位檢測模塊，以調(diào)整正弦信號(hào)與余弦信號(hào)。文檔編號(hào)H03D3/02GK101938253SQ20091015234公開日2011年1月5日申請日期2009年6月30日優(yōu)先權(quán)日2009年6月30日發(fā)明者鄭光鵬,陳明章申請人:瑞昱半導(dǎo)體股份有限公司