CN86101925A - 对用至少一路音频信号调制频率的信号进行滤波、解调的电路 - Google Patents

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Abstract

公开一种用于数字电视接收机，对电视接机的输入信号中的，用至少一路音频信号调制频率的信号进行滤波、解调的电路。该电路所需的唯一的模/数转换器是用于将视频信号从模拟形式转换成数字形式的转换器(ADC)。该电路使用数字滤波器(F1……F6)、一个数字混合器(SG、M)、分频级(DE1……DE3)和一个数字频率解调器单元DF，以便从复合视频信号中分离出音频信号。

Description

对用至少一路音频信号调制频率的信号进行滤波、解调的电路
1981年8月11日“电子”期刊（“Electronics”）第97页至第103页上，介绍了一种电视接收机，其中中频解调电路后面带有两个用来分别转换和处理音频信号和复合视频信号的数字电路。解调器有一个连接到第一个模/数转换器的输入端的音频信号输出，和一个只出现复合视频信号的视频信号输出，连接到第二个模/数转换器的输入端，这是一个适用于复合视频信号，即18兆赫芝的取样频率的高速模/数转换器，这种高速模/数转换器可以在市场上买到。
现有技术的电视接收机输入端的信号用至少一路音频信号调制频率，例如立体声传输是用两路音频信号调制频率。必须对放大了的输入信号解调和滤波，以便得到只含有音频信号的第一路信号和只含有复合视频信号的第二路信号。为此，现有技术的电视接收机在模/数转换之前使用模拟滤波器，以便在模/数转换之前，音频信号和复合视频信号已经分离，分别进入音频通道和复合视频通道。
本发明涉及这样一种用于对电视接收机的输入信号中的，用至少一路音频信号调制频率的信号进行滤波、解调的电路，所说的电视接收机带有一个解调器，该解调器的输出端耦合到适于把视频信号从模拟形式转换成数字形式的模/数转换器的输入端。
现有技术的电路的缺点是需要两个不同的模/数转换器和解调器中的模拟滤波器，这增加了电路的成本。
本发明的目的是提供如上面所述的那种只需要一个模/数转换器的单块集成式电路。
根据本发明，可以通过权利要求1的特征部分所述的内容实现这个目的。
本发明的基本思想是，把电视接收机的放大了的输入信号（其仍然含有音频分量）加到至今仅用来把视频信号从模拟形式转换成数字形式的模/数转换器的输入端，并且利用已知的数字滤波器从复合视频信号中分离出音频信号。这样就省去了现有技术的电路的解调器中的模拟滤波器。
现在，参考附图来解释本发明和较佳实施例，其中：
图1是本发明的电路框图;
图2至图4用来说明本发明的电路的较佳实施例的滤波器特性;
图5定性地表示图2至图4的A点至M点之间信号的幅频特性;
图6用来说明数字滤波器的设计。
电视接收机的解调放大了的输入信号，由电视接收机的解调器的输出端送至图1电路中的输入端E点，亦即把视频信号从模拟形式转换成数字形式的模/数转换器ADC的输入端。这个输入点E的信号包括复合视频信号和用一路音频信号调制频率的信号，或者在立体声信号时是用两路音频信号调制频率的信号。模/数转换器ADC可以使用在市场上能够买到的单块集成转换器UVC3100，1985年4月4日的“电子”期刊（“Elektronik”）第98页至第100页上介绍了这种转换器。
模/数转换器ADC的输出信号被送至数字带通滤波器单元BP1的输入端，可以采用如图2的较佳实施例中所示的滤器单元BP1。在该实施例中，数字带通滤波器单元BP1由两个数字滤波器F1和F2组成，分频级DZ1介于F1和F2之间，它工作在1/2时钟频率。在“美国电气与电子工程师协会会议录”（“Proceeding of IEEE”）第69卷第3号（1981年3月）第300页至第331页上介绍了用适当的分频级对数字信号进行分频。
在表示数字滤波器F1和F2的两个方框中，引入作为复变量Z的函数的滤波器传递函数。众所周知：
Z＝eiΩ
其中    Ω＝f/ft
并且    ft＝时钟频率。
在较佳实施例中，这些函数由下式给出：
f1（Z）＝（1-Z-1）6·（1+Z-3）2·（1+Z-4）·（1-Z-5）
f2（Z）＝f3（Z）＝（1-Z-1）6·（1+Z-3）2
f4（Z）＝f5（Z）＝（1+Z-10）·（1-Z-12）·（1+Z-14）/（1+Z-2）3
f6（Z）＝（1+Z-1）4·（1+Z-2）3·（1+Z-4）3
这形成数字滤波器电路设计的基础（亦见图6）。
由于取样频率远高于最高音频（在本实施例中，对应于PAL制式的17.8兆赫芝的频率，取样频率为18兆赫芝），所以不会损失任何信息。其优点在于只需在跟随带通滤波器单元BP1之后的，有乘法器M和数字正弦波产生器SG的混合器单元中，处理降低了的9兆赫芝的时钟频率（这个频率易于处理），如图2所示。设计数字正弦波产生器与常数乘法器结合使用，获得所需的系数，以便从只读存贮器得到正弦函数，这是一般都了解的，因此这里不做解释。
在混合器单元之前降低时钟频率有这样的优点，即在本实施例中，数字正弦波产生器SG可以以18兆赫芝的速率在两个频率之间转换，以便不仅用第一个音频信号调制频率的5.5兆赫芝的第一路信号，而且用第二个音频信号调制频率的5.74兆赫芝的第二路信号，都可以被进一步处理。
混合器单元的输出耦到含有至少一个分频级的，第二个数字带通滤波器单元BP2的输入端。在图1的电路中，数字频率解调器单元DF紧跟在第二个数字带通滤波器单元BP2之后。在图3的较佳实施例中，第二个数字带通滤波器单元BP2有三个串联的数字滤波器F3、F4、F5和介于数字滤波器之间的两个分频级DZ2、DZ3，DZ2和DZ3分别进行二分频和三分频。因此，第二数字带通滤波器单元BP2的输出端的时钟频率为1.5兆赫芝，如图3所示。
图1中的第二个数字带通滤波器单元BP2的输出耦合到频率解调器单元DF的输入端，在图4的较佳实施例中，DF含有数字频率解调器FMd和数字滤波器F6.DE-OS    31    38    464号专利公开了一种可以用在本发明的电路中的数字频率解调器。
DAC的输入端与频率解调器单元DF的输出端相连接，并位于整个电路的输出端A之前，输出端A提供音频信号。数/模转换可以用集成式转换器UVC3100中的数/模转换器部分完成，1985年4月4日的“电子”期刊（“Elektornik”）第98页至第100页上介绍了UVC3100转换器。
图5给出图2至图4中与本发明一致的电路各点（A点至M点）的幅频特性，这种电路适用于对PAL制式电视接收机输入信号中的双路音频调频信号进行滤波和解调。这两路音频信号的载波频率为5.5兆赫芝和5.74兆赫芝，如图5（A）所示。图5（B）和（C）给出图2电路中B点和C点之间的信号的分频。图5（D）和图5（E）分别给出数字滤波器F2的输出端的频率响应以及混合器单元之后的E点的频率响应。数字正弦波产生器SG以18兆赫芝的速率在两个频率之间转换。在本发明的较佳实施例中，混合器单元之后的部分以时间分割多路传输的形式工作。数字滤波器F3输入端的频率响应表示在图5（E）中。信号经数字滤波器F3滤波后被二分频，如图5（F）和图5（G）所示。经数字滤波器F4（在本较佳实施例中，其工作在4.5兆的时钟频率）滤波后的信号被进一步三分频，如图5（H）和图5（I）所示。图5（K）给出经数字滤波器F5滤波的一路音频信号载波的滤出情况。图5（L）表示频率解调器FMd和数字滤波器F6的作用，F6输出端的频率响应如图5（M）所示。
通过数/模转换，从滤波器F6的输出信号中得到一路音频信号，类似地，可以得到另一路音频信号。
图2至图4的方框中给出的数字滤波器的传递函数可以用人们所熟悉的移位寄存器和加法器来实现，这种传递函数的例子如图6所示：
f（Z）＝（1+Za）-b·（1+Z-c）d。
这样图6中的滤波器结构由一系列相连的移位寄存器S1……Sd组成，其每一个的输出端与加法器A1……Ad中的一个相连接，输入端与相应的加法器的第二个输入端相连接。因此幂指数a和c表示各个移位寄存器的延迟，幂指数b和d表示滤波器结构中串联的移位寄存器/加法器对的数量，在本实施例中，滤波器结构由两个付网络组成。
本发明的电路除了适宜用单块集成电路外，还具有这样的优点，即传递函数基本上只取决于时钟频率ft，而时钟频率可以以非常精确的精度保持不变，如果使用晶体振荡器，则几乎不受温度的影响。另外，这种电路省去了一个模/数转换器，即省去了音频信号的模/数转换。
本发明的电路的另一个主要优点是，至少在数字频率解调器单元之前，只需要很少位数的电路就可以对信号进行处理，而不会有明显的音质损失，这是因为音频信号是在调频信号中，而不是在调幅信号中。因此，在带通滤波器BP1之前只需要2至4位的电路，在乘法器M和带通滤波器BP2之间只需要4至8位的电路，就足以获得令人满意的音质。

Claims (3)

1、用于对电视接收机的输入信号中的，用至少一路音频信号调制频率的信号进行滤波、解调的电路，所说的电视接收机带有一个解调器，该解调器的输出端耦合到适于把视频信号从模拟形式转换成数字形式的模/数转换器的输入端，其特征在于
该解调器有一个输出端为电视接收机提供解调放大了的输入信号，该信号加到模/数转换器ADC的输入端，
该模/数转换器ADC的输出端，通过第一个数字带通滤波器单元BP1，连接到含有一个乘法器M和一个数字正弦波产生器SG的混合器单元，
该混合器单元的输出端，通过含有至少一个分频级的第二个数字带通滤波器单元BP2，连接到一个频率解调器单元DF的输入端，
该频率解调单元DF的输出端耦合到送出音频信号的数/模转换器DAC的输入端。
2、权利要求1中的电路，其特征在于数字带通滤波器单元BP1、BP2中，至少一个含有分频级DZ1、DZ2、DZ3。
3、权利要求1或2中的电路，其特征在于数字正弦波产生器SG可以在至少两个频率之间转换。
CN86101925A 1985-06-01 1986-03-25 对用至少一路音频信号调制频率的信号进行滤波、解调的电路 Expired CN1007865B (zh)

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