[发明专利]中频信号的数字化方法及其装置

说明书

本发明涉及一种采用输出仅N位数字信号的模拟/数字转换器对中频(IF)信号，特别是视频信号，进行数字化的方法及其装置，其精度大于N位。

对TV设备的所有信号进行数字化已越来越普遍。其原因很多，主要的是：处理、滤波和解调数字信号的技术的适应性更强，而且其成本比模拟技术还低。

现今调谐器件和IF电路中的信号数字化方面存在许多严重问题。一个首要困难是市场上销售的适宜价格的模拟/数字转换器(ADC)的性能不令人满意，尤其对于为消除相邻信道信号的干扰所特需的高动态分辨率，此问题更为显著。

如果假设对于叠加有声频调制信号的复合信号的数字化，10位是足够的话，要想消除相邻信道的干扰就要求有补充位。在原理上，必须假设在视频调制后IF数字信号的性能至少与采用模拟方法处理的相同。所以，这意味着IF信号数字化后，数字信号处理方法中补充位的作用必须足能够抑制相邻信号的干扰。实践中，相邻信道的信号的幅值(高达50dB)能显著大于所需信号的幅值，这将需要增加约8位的分辨率。所以需要大约18位的总体分辨率。

市场上提供的适宜价格的各种ADC尚不能满足这种指标要求。

本发明的第一个目的是提出一种使中频信号能够以一个大于模拟/数字转换器N位的精度被数字化的方法，而此方法不会显著提高成本。

因此，本发明的IF信号数字化的方法的精度大于N位，且使用一个输出N位数字信号的模拟/数字转换器(ADC)，它包括下列步骤：

-利用采样-保持电路、在频率fs下和以Q位的精度(其中Q大于N)在模拟信号被数字化对它们进行采样；

-将峰-峰幅值大致等于所述ADC的最低有效位的幅值的一斜坡信号与所述采样信号相加；

-将所述采样信号与所述斜坡信号的和输入给所述ADC，所述ADC在一为几倍f_s的采样频率nf_s下工作，从而所述ADC输出频率为nf_s的数字信号。

-在等于nf_s/p的低频下，将p个数字化的信号平均，来获得精度大于N位的平均值。

最好选择p等于n。

一般选择n等于2的M次方，n＝2^M，从而n个N位信号的所述平均值精度的等级成为(N＋M)位。选择Q至少等于N＋M的和。

在本发明的实施例中，N等于10并且M等于8。    

一般地，当p等于n时，从连续的数字化信号中计算平均值，特别是从ADC中提出的一组n个数字化信号。

本发明还包括用于中频信号数字化的电路，它包括一能够输出N位数字信号的ADC，还包括：

-采样-保持电路，它的输入端接收待数字化的模拟信号，此采样-保持电路在采样频率fs下工作并以Q位的精度(其中Q大于N)输出被采样信号；

-斜坡信号发生器，该斜坡信号的峰-峰幅值大致等于所述ADC的最低有效位的幅值；

-加法器电路，它将所述采样信号与所述斜坡信号相加并将这两信号之和馈给所述ADC的输入端；

-控制装置，用于控制所述ADC使其工作在一为几倍f_s的采样频率nf_s下，从而所述ADC在频率nf_s下输出N位的数字信号；

-均值电路，它在小于nf_s的频率下，计算p个数字化的信号平均值来获得具有位数大于N的数字平均值。

最好地，所述均值电路对n个连续数字化信号计算其平均值并在频率f_s下输出数字平均值。

所述斜坡信号发生器有利地为一个直接数字合成器，它包括一个阶梯数字信号发生器，一个数字/模拟转换器(DAC)和一个输出端与所述加法器电路的输入端相连的滤波器。

最好地，在ADC输出端和计算p个连续数字化信号的平均值的所述电路的输入端之间放置一个中值滤波器(median filter)。

此平均值电路可包括一个校正ADC量化间隔中误差的电路。

参考附图，通过阅读下面的作为非限制性实例的实施例的说明将更好地了解本发明并且本发明的其它优点和特征将变得很清楚，其中：

图1为本发明的用于数字化中频信号的电路的框图；

图2示出了图1中电路的一部分及此电路部分的不同点上信号的波形；

图3为说明在模拟/数字转换器中采样的示意图；

图4为在模拟/数字转换器中转换的示意图；

图5为用于带误差校正计算平均值电路的简化图；