CN104023188B - 一种dtmb接收机的多带宽应用方法及对应的dtmb接收机 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种DTMB接收机的多带宽应用方法及对应的DTMB接收机，所述多带宽应用方法包括以下步骤：步骤S1，设所需带宽为B₁,DTMB接收芯片的原接收带宽为B₂,DTMB接收芯片的原参考时钟为f_clki，则计算所需带宽的参考时钟f_clkf＝f_clki*B₁/B₂；步骤S2，更改调谐器中的中频滤波器带宽，使其大于或等于所需带宽B₁；步骤S3，使DTMB接收芯片接收的中频信号的中心频率IF_low为小于f_clkf/2‑B1/2且大于B₁/2的值；步骤S4，根据DTMB接收芯片接收的中频信号的中心频率IF_low，设置DTMB接收芯片所需要的中心频率为IF_low*2^32/f_clkf。本发明利用成熟的DTMB接收芯片，使用现有的调谐器，即能够进行1.5M～8M之间的任意带宽的窄带信号的接收。

Description

一种DTMB接收机的多带宽应用方法及对应的DTMB接收机

技术领域

本发明涉及数字电视技术领域，特别是涉及一种DTMB(Digital TerrestrialMultimedia Broadcasting，数字电视地面广播)接收机的多带宽应用方法及该方法对应的DTMB接收机。

背景技术

具有自主知识产权的中国数字电视地面广播传输***标准—《数字电视地面广播传输***帧结构、信道编码和调制》(即DTMB)于2006年8月30日由国家标准管理委员会发布，并将于2007年8月1日起实施。此数字电视地面传输国家标准为强制标准，是地面无线电视的基础性标准。相继于欧洲的DVB-T(Digital Video Terrestrial Broadcasting-Terrestrial)、美国的ATSC(Advanced Television Systems Committee)和日本的ISDB-T(Integrated Service Digital Broadcasting-Terrestrial)三种国际地面数字电视广播(DTTB)标准，DTMB于2011年12月正式被国际电联认可，成为第四个国际DTTB标准。这四种标准最主要的区别在于调制方式，其中欧洲标准和日本标准都采用了基于OFDM(OrthogonalFrequency Division Multiplexing)的多载波调制技术，而美国标准则使用了8-VSB(Trellis-Coded 8-Level Vestigial Side-Band)的单载波调制方式。中国的DTMB标准集成了单多载波的优势，既可以采用多载波模式，也可以采用单载波模式，在支持单频网，抗干扰能力，频频利用率，接收门限，支持多业务等方面，比其他三个标准具有明显技术优势。

2013年初，由工业和信息化部***家发展和改革委员会等部门下发的《关于普及地面数字电视接收机的实施意见》明确要求自2014年1月1日起，境内市场销售的40英寸及以上的电视机应具备地面数字电视接收功能。自2015年1月1日起，在境内市场销售的所有尺寸电视机都应具备地面数字电视接收功能。在上述截止日期之前生产的不具备地面数字电视接收功能的库存产品，在销售时应配送地面数字电视机顶盒。可见，DTMB以其***容量大、传输能力强、覆盖范围广等优势而迅速发展和普及。

DTMB在6/7/8MHz带宽的应用中，在国际上都具有技术领先的优势，但随着通信技术的发展，视频无线回传、新闻热点无线回传、消防、公共安全等方面开始应用窄带无线广播，例如2MHz带宽的无线广播回传。但现有的ATSC标准、DVB-T标准、ISDB-T标准、以及DTMB标准，仅仅支持6/7/8M带宽的广播应用，而现有的其他窄带广播，都不是标准应用，都是根据开发设计者需要，单独设计调制器和接收机，应用范围非常狭窄。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种DTMB接收机的多带宽应用方法及对应的DTMB接收机，用于解决现在DTMB接收机不适用于窄带广播的问题。

本发明解决上述技术问题的技术方案如下：一种DTMB接收机的多带宽应用方法，所述DTMB接收机包括相互连接的调谐器和DTMB接收芯片，调谐器接收射频信号，并将射频信号转换为中频信号传输给DTMB接收芯片，DTMB接收芯片接收中频信号，并将其转换为TS码流输出，所述多带宽应用方法包括以下步骤：

步骤S1，设所需带宽为B₁,DTMB接收芯片的原接收带宽为B₂,DTMB接收芯片的原参考时钟为f_clki，则采用下面的公式计算所需带宽的参考时钟f_clkf：

f_clkf＝f_clki*B₁/B₂；

步骤S2，更改调谐器中的中频滤波器带宽，使其大于或等于所需带宽B1；

步骤S3，根据奈圭斯特抽样定律，使DTMB接收芯片接收的中频信号的中心频率IF_low为小于f_clkf/2-B₁/2且大于B₁/2的值；

步骤S4，根据DTMB接收芯片接收的中频信号的中心频率IF_low，设置DTMB接收芯片所需要的中心频率为IF_low*2^32/f_clkf。

进一步，所述步骤S1中DTMB接收芯片的原接收带宽B₂的值为6MHz、7MHz或8MHz，且通过更改DTMB接收芯片的寄存器说明来确定原接收带宽B₂的值。

进一步，所述步骤S2中更改调谐器中的中频滤波器带宽具体包括：若中频滤波器的带宽可设定，则直接更改调谐器中的中频滤波器带宽，否则更换中频滤波器。

进一步，若调谐器输出的中频信号的中心频率的实际值不能进行更改，则所述步骤S3具体包括：

步骤S31，计算f_clkf/2-B₁/2的值，并选定调谐器输出的中频信号的中心频率的实际值，计算该中心频率的实际值与其固有值之差IF₁；

步骤S32，设调谐器接收射频信号的原带宽射频为F_RF，将调谐器接收射频信号的带宽射频修改为F_RF+IF₁的值，使调谐器输出的中频信号的中心频率等于步骤S31中所述中心频率的实际值；

步骤S33，根据奈圭斯特抽样定律，DTMB接收芯片采用f_clkf的多次谐波采样，用该多次谐波采样值减去步骤S31中所述中心频率的实际值，获得DTMB接收芯片接收的中频信号的中心频率，该中心频率的值小于f_clkf/2-B₁/2并大于B₁/2。

进一步，所述步骤S33中，DTMB接收芯片采用f_clkf的四次谐波采样。

进一步，所述步骤S33中，若DTMB接收芯片采用f_clkf的奇数次谐波采样，则接收的中频信号的频谱的极性发生变化，若DTMB接收芯片采用f_clkf的偶数次谐波采样，则接收的中频信号的频谱的极性不发生变化。

进一步，若调谐器输出的中频信号的中心频率的实际值能进行更改，则步骤S3中不改变调谐器接收射频信号的原带宽射频，直接设定调谐器输出的中频信号的中心频率的实际值，使其为小于f_clkf/2-B₁/2的值。

本发明的技术方案还包括一种DTMB接收机，其包括相互连接的调谐器和DTMB接收芯片，调谐器接收射频信号，并将射频信号转换为中频信号传输给DTMB接收芯片，DTMB接收芯片接收中频信号，并将其转换为TS码流输出，还包括以下模块：

参考时钟计算模块，用于计算所需带宽的参考时钟f_clkf，计算过程为：设所需带宽为B₁,DTMB接收芯片的原接收带宽为B₂,DTMB接收芯片的原参考时钟为f_clki，则f_clkf＝f_clki*B₁/B₂；

中频滤波器带宽设置模块，其用于更改调谐器中的中频滤波器带宽，使其大于或等于所需带宽B₁；

第一频率设置模块，其用于根据奈圭斯特抽样定律，设定DTMB接收芯片接收的中频信号的中心频率IF_low为小于f_clkf/2-B₁/2的值；

第二频率设置模块，其用于根据DTMB接收芯片接收的中频信号的中心频率IF_low，设置DTMB接收芯片所需要的中心频率为IF_low*2^32/f_clkf。

进一步，所述第一频率设置模块包括：

计算模块，其用于计算f_clkf/2-B₁/2的值，并选定调谐器输出的中频信号的中心频率的实际值，计算该中心频率的实际值与其固有值之差IF₁；

带宽射频设置模块，其用于修改调谐器接收射频信号的带宽射频，若调谐器接收射频信号的原带宽射频为F_RF，则修改调谐器接收射频信号的带宽射频为F_RF+IF₁，使调谐器输出的中频信号的中心频率等于中心频率的实际值；

中频信号频率设置模块，其用于根据奈圭斯特抽样定律，使DTMB接收芯片采用f_clkf的多次谐波采样，并用该多次谐波采样值减去中心频率的实际值，获得DTMB接收芯片接收的中频信号的中心频率，该中心频率的值小于f_clkf/2-B₁/2并大于B₁/2。

进一步，若DTMB接收芯片采用f_clkf的奇数次谐波采样，则接收的中频信号的频谱的极性发生变化，若DTMB接收芯片采用f_clkf的偶数次谐波采样，则接收的中频信号的频谱的极性不发生变化。

本发明的有益效果是：本发明利用成熟的DTMB接收芯片，使用现有的调谐器，即能够进行窄带信号的接收。采用本发明的方法，可接收的窄带信号的带宽比较灵活，可以是1.5M～8M之间的任意带宽，同时可根据实际应用进行不同的设置，比现有窄带接收机的FPGA设计更加灵活。

附图说明

图1为现有DTMB接收机的结构示意图；

图2为本发明所述DTMB接收机的多带宽应用方法的流程示意图；

图3为本发明改进的DTMB接收机的结构示意图。

附图中，各标号所代表的部件列表如下：

1、调谐器，2、DTMB接收芯片，3、参考时钟，4、参考时钟计算模块，5、中频滤波器带宽设置模块，6、第一频率设置模块，7、第二频率设置模块。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。

本实施例给出了一种DTMB接收机的多带宽应用方法，用于扩展现有DTMB标准在6/7/8MHz的应用，使DTMB标准能适用于窄带广播。

如图1所示，现有DTMB接收机包括相互连接的调谐器1和DTMB接收芯片2，DTMB接收芯片带有参考时钟3，调谐器1接收射频信号，并将射频信号转换为中频信号传输给DTMB接收芯片2，DTMB接收芯片接收中频信号，并将其转换为TS码流输出。

基于现有DTMB接收机的调谐器和DTMB接收芯片的内核，如图2所示，本实施例的多带宽应用方法包括以下步骤：

步骤S1，设所需带宽为B₁,DTMB接收芯片的原接收带宽为B₂,DTMB接收芯片的原参考时钟为f_clki，则采用下面的公式计算所需带宽的参考时钟f_clkf：

f_clkf＝f_clki*B₁/B₂；

步骤S2，更改调谐器中的中频滤波器带宽，使其大于或等于所需带宽B1；

步骤S3，根据奈圭斯特抽样定律，使DTMB接收芯片接收的中频信号的中心频率IF_low为小于f_clkf/2-B₁/2且大于B₁/2的值的值；

步骤S4，根据DTMB接收芯片接收的中频信号的中心频率IF_low，设置DTMB接收芯片所需要的中心频率为IF_low*2^32/f_clkf。

其中，所述步骤S1中，DTMB接收芯片的原接收带宽B₂的值为6MHz、7MHz或8MHz，可通过更改DTMB接收芯片的寄存器说明来确定原接收带宽B₂的值。

本实施例中，若调谐器输出的中频信号的中心频率的实际值不能进行更改，则所述步骤S3具体包括：

步骤S31，计算f_clkf/2-B₁/2的值，并选定调谐器输出的中频信号的中心频率的实际值，计算该中心频率的实际值与其固有值之差IF₁；

步骤S32，设调谐器接收射频信号的原带宽射频为F_RF，将调谐器接收射频信号的带宽射频修改为F_RF+IF₁的值，使调谐器输出的中频信号的中心频率等于步骤S3中所述中心频率的实际值；

步骤S33，根据奈圭斯特抽样定律，DTMB接收芯片采用f_clkf的多次谐波采样，用该多次谐波采样值减去步骤S31中所述中心频率的实际值，获得小于f_clkf/2-B₁/2的DTMB接收芯片接收的中频信号的中心频率。

在所述步骤S33中，若DTMB接收芯片采用f_clkf的奇数次谐波采样，则接收的中频信号的频谱的极性发生变化，若DTMB接收芯片采用f_clkf的偶数次谐波采样，则接收的中频信号的频谱的极性不发生变化。

下面以两个具体的应用例来说明如何将DTMB标准应用于窄带广播。

应用例一

以现有的36MHz高中频的调谐器，调谐器中频滤波器暂不更换，要求以现有接收机芯片LGS9701来实现2MHz的窄带接收，具体包括以下步骤：

步骤SA1：为避免不必要的频谱混叠，尽量提高参考时钟f_clkf，取B1＝2MHz，B2＝6MHz，原参考频率为30.4MHz，计算得f_clkf＝10.133MHz。

步骤SA2：采用的中频滤波器难以更换，从而该调谐器输出中频信号的中心频率难以更改，故使调谐器的输出信号集中32MHz至40MHz的8MHz带宽中。

步骤SA3：根据奈圭斯特抽样定律，有用的中频信号的频率不应超过f_clkf/2＝5.06MHz，由于本应用例进行2MHz的窄带接收，故输出的低中频的中心频率需要低于f_clkf/2-B₁/2＝4.06MHz。另由于原中频滤波器和实际输出中频信号的中心频率难以更改，因此对于实际的2MHz带宽射频F_RF来说，设置调谐器的接收频率为F_RF+2MHz，这样调谐器的实际输出的2M中频信号便集中在37MHz至39MHz，其中心频率为38MHz。DTMB接收芯片采用f_clkf的4倍谐波采样，结果值为f_clkf*4＝40.52，则DTMB接收芯片接收的中频信号的中心频率IF_low变为符合奈圭斯特抽样定律的低中频信号，为40.52MHz-38MHz＝2.52MHz。

本应用例中，调谐器的接收频率也可设置为F_RF+1MHz，此时调谐器的实际输出的2M中频信号集中在36MHz至38MHz，其中心频率为37MHz。DTMB接收机仍采用f_clkf的4倍谐波采样，变为符合奈圭斯特抽样定律的低中频信号，其中心频率为3.52MHz。

在实际中，其中心频率的可以设置为多个，调谐器的接收频率也可设置为F_RF+0.5至F_RF+3.5的任意值，满足调谐器的设置步长即可。

步骤SA4：在LGS9701的寄存器说明中，设置接收机的接收中心频率的方法为IF_low*2^32/30.4；由于参考时钟已经变化为f_clkf＝10.133MHz，因此其相应的计算方法也变更为：IF_low*2^32/10.133；根据计算的结果再设置相应的寄存器。本应用例采用了原有6MHz的设置，因此根据LGS9701的寄存器说明，设置为6MHz接收。

步骤SA5：由于LGS9701将高中频变为低中频是采用了f_clkf的高次谐波，频谱的极性也发生相应的变化，本应用例采用了四次谐波，故其极性不变。

采用上述步骤，可将原DTMB接收机变为2MHz***的接收机。

应用例二

以现有的低中频中频频率为2-10MHz硅芯片调谐器为例，调谐器中频滤波器带宽可设定，其低中频中频频率可在2-10MHz内设置，要求接收芯片LGS9701实现4MHz的窄带接收，具体包括以下步骤：

步骤SB1：B₁＝4MHz，B₂＝8MHz，原参考频率为30.4MHz,因此f_clkf＝15.2MHz。

步骤SB2：本应用例采用的硅芯片调谐器的低中频中频频率可变化，且调谐器中频滤波器带宽可设定，由于f_clkf＝15.2MHz，接收窄带信号的带宽为4MHz，故硅芯片调谐器的低中频中频频率可设定在2MHz-5.6MHz之间，本应用例定位为4.5MHz，并设定调谐器中频滤波器带宽为4MHz(大于4MHz即可)。

步骤SB3：根据奈圭斯特抽样定律，有用中频信号的频率不应超过f_clkf/2＝7.6MHz；由于本实施例为4MHz的窄带接收，故输出的低中频的中心频率需要低于f_clkf/2-B₁/2＝5.6MHz。由于原中频滤波器和实际输出中频可更改，因此对于实际的4MHz带宽射频F_RF来说，设置调谐器的接收频率为仍为F_RF。

步骤SB4：在LGS9701的寄存器说明中，设置接收机接收中频信号的中心频率的方法为IF_low*2^32/30.4；由于参考时钟已经变化为f_clkf＝15.2MHz，因此其相应的计算方法也变更为：IF_low*2^32/15.2；根据计算的结果设置相应的寄存器，本应用例采用了原有8MHz的设置，其为LGS9701默认设置，因此不需要更改。

基于上述DTMB接收机的多带宽应用方法，本实施例改进了现有DTMB接收机，如图3所示，在现有调谐器1和DTMB接收芯片2的基础上，还包括以下模块：

参考时钟计算模块4，用于计算所需带宽的参考时钟f_clkf，计算过程为：设所需带宽为B₁，DTMB接收芯片的原接收带宽为B₂，DTMB接收芯片的原参考时钟为f_clki，则f_clkf＝f_clki*B₁/B₂；

中频滤波器带宽设置模块5，其用于更改调谐器中的中频滤波器带宽，使其大于或等于所需带宽B₁；

第一频率设置模块6，其用于根据奈圭斯特抽样定律，设定DTMB接收芯片接收的中频信号的中心频率IF_low为小于f_clkf/2-B₁/2且大于B₁/2的值；

第二频率设置模块7，其用于根据DTMB接收芯片接收的中频信号的中心频率IF_low，设置DTMB接收芯片所需要的中心频率为IF_low*2^32/f_clkf。

其中，所述第一频率设置模块6又包括：

计算模块，其用于计算f_clkf/2-B₁/2的值，并选定调谐器输出的中频信号的中心频率的实际值，计算该中心频率的实际值与其固有值之差IF₁；

带宽射频设置模块，其用于修改调谐器接收射频信号的带宽射频，若调谐器接收射频信号的原带宽射频为F_RF，则修改调谐器接收射频信号的带宽射频为F_RF+IF₁，使调谐器输出的中频信号的中心频率等于中心频率的实际值；

中频信号频率设置模块，其用于根据奈圭斯特抽样定律，使DTMB接收芯片采用f_clkf的多次谐波采样，并用该多次谐波采样值减去中心频率的实际值，获得小于f_clkf/2-B₁/2的DTMB接收芯片接收的中频信号的中心频率。

该改进的DTMB接收机，其具体的工作原理及实施过程与上述的多带宽应用方法及两个应用例相同，不再多述。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种DTMB接收机的多带宽应用方法，所述DTMB接收机包括相互连接的调谐器和DTMB接收芯片，调谐器接收射频信号，并将射频信号转换为中频信号传输给DTMB接收芯片，DTMB接收芯片接收中频信号，并将其转换为TS码流输出，其特征在于，所述多带宽应用方法包括以下步骤：

步骤S1，设所需带宽为B₁,DTMB接收芯片的原接收带宽为B₂,DTMB接收芯片的原参考时钟为f_clki，则计算所需带宽的参考时钟f_clkf＝f_clki*B₁/B₂；

步骤S2，更改调谐器中的中频滤波器带宽，使其大于或等于所需带宽B₁；

步骤S3，根据奈圭斯特抽样定律，使DTMB接收芯片接收的中频信号的中心频率IF_low为小于f_clkf/2-B₁/2且大于B₁/2的值；

步骤S4，根据DTMB接收芯片接收的中频信号的中心频率IF_low，设置DTMB接收芯片所需要的中心频率为IF_low*2^32/f_clkf。

2.根据权利要求1所述的多带宽应用方法，其特征在于，所述步骤S1中DTMB接收芯片的原接收带宽B₂的值为6MHz、7MHz或8MHz，且通过更改DTMB接收芯片的寄存器说明来确定原接收带宽B₂的值。

3.根据权利要求1所述的多带宽应用方法，其特征在于，所述步骤S2中更改调谐器中的中频滤波器带宽具体包括：若中频滤波器的带宽可设定，则直接更改调谐器中的中频滤波器带宽，否则更换中频滤波器。

4.根据权利要求1所述的多带宽应用方法，其特征在于，若调谐器输出的中频信号的中心频率的实际值不能进行更改，则所述步骤S3具体包括：

步骤S31，计算f_clkf/2-B₁/2的值，并选定调谐器输出的中频信号的中心频率的实际值，计算该中心频率的实际值与其固有值之差IF₁；

步骤S32，设调谐器接收射频信号的原带宽射频为F_RF，将调谐器接收射频信号的带宽射频修改为F_RF+IF₁的值，使调谐器输出的中频信号的中心频率等于步骤S31中所述中心频率的实际值；

步骤S33，根据奈圭斯特抽样定律，DTMB接收芯片采用f_clkf的多次谐波采样，用该多次谐波采样值减去步骤S31中所述中心频率的实际值，获得DTMB接收芯片接收的中频信号的中心频率，该中心频率的值小于f_clkf/2-B₁/2并大于B₁/2。

5.权利要求4所述的多带宽应用方法，其特征在于，所述步骤S33中，DTMB接收芯片采用f_clkf的四次谐波采样。

6.根据权利要求4所述的多带宽应用方法，其特征在于，所述步骤S33中，若DTMB接收芯片采用f_clkf的奇数次谐波采样，则接收的中频信号的频谱的极性发生变化，若DTMB接收芯片采用f_clkf的偶数次谐波采样，则接收的中频信号的频谱的极性不发生变化。

7.根据权利要求1所述的多带宽应用方法，其特征在于，若调谐器输出的中频信号的中心频率的实际值能进行更改，则步骤S3中不改变调谐器接收射频信号的原带宽射频，直接设定调谐器输出的中频信号的中心频率的实际值，使其为小于f_clkf/2-B₁/2的值。

8.一种DTMB接收机，包括相互连接的调谐器和DTMB接收芯片，调谐器接收射频信号，并将射频信号转换为中频信号传输给DTMB接收芯片，DTMB接收芯片接收中频信号，并将其转换为TS码流输出，其特征在于，还包括以下模块：

参考时钟计算模块，用于计算所需带宽的参考时钟f_clkf，计算过程为：设所需带宽为B₁,DTMB接收芯片的原接收带宽为B₂,DTMB接收芯片的原参考时钟为f_clki，则f_clkf＝f_clki*B₁/B₂；

中频滤波器带宽设置模块，其用于更改调谐器中的中频滤波器带宽，使其大于或等于所需带宽B₁；

第一频率设置模块，其用于根据奈圭斯特抽样定律，设定DTMB接收芯片接收的中频信号的中心频率IF_low为小于f_clkf/2-B₁/2的值；

第二频率设置模块，其用于根据DTMB接收芯片接收的中频信号的中心频率IF_low，设置DTMB接收芯片所需要的中心频率为IF_low*2^32/f_clkf。

9.根据权利要求8所述的DTMB接收机，其特征在于，所述第一频率设置模块包括：

计算模块，其用于计算f_clkf/2-B₁/2的值，并选定调谐器输出的中频信号的中心频率的实际值，计算该中心频率的实际值与其固有值之差IF₁；

带宽射频设置模块，其用于修改调谐器接收射频信号的带宽射频，若调谐器接收射频信号的原带宽射频为F_RF，则修改调谐器接收射频信号的带宽射频为F_RF+IF₁，使调谐器输出的中频信号的中心频率等于中心频率的实际值；

中频信号频率设置模块，其用于根据奈圭斯特抽样定律，使DTMB接收芯片采用f_clkf的多次谐波采样，并用该多次谐波采样值减去中心频率的实际值，获得DTMB接收芯片接收的中频信号的中心频率，该中心频率的值小于f_clkf/2-B₁/2并大于B₁/2。

10.根据权利要求9所述的DTMB接收机，其特征在于，若DTMB接收芯片采用f_clkf的奇数次谐波采样，则接收的中频信号的频谱的极性发生变化，若DTMB接收芯片采用f_clkf的偶数次谐波采样，则接收的中频信号的频谱的极性不发生变化。