[发明专利]模数混合信道选择滤波器

说明书

技术领域

本发明涉及的是一种数字通信技术系统的装置，具体是一种模数混合信道选择滤波器。

背景技术

无线数字通信系统，特别是如数字电视地面广播系统，是用来传输宽带、高数据率编码的信息。在具体数字电视广播应用中，例如美国数字电视标准ATSC广播，欧洲数字电视的广播标准的DVB-T，欧洲数字电视手持广播标准DVB-H，中国数字电视地面广播标准CTTB，以及中国移动多媒体广播标准CMMB，各种标准定义着各种信道带宽，如ATSC、DVB-T、DVB-H、CTTB、CMMB，不同系统的信道带宽从2MHz至8MHz不等。而且在大部分的标准中，特别是数字电视信号，无论在VHF频段还是在UHF频段，频道划分是连续的。因此，所需要使用的频道总是有相邻频道存在，而且相邻信道功率可能强于所使用的频道。因此，需要一个信道选择滤波器来滤除带外干扰信号。

在直接变频调谐器中，常用低通滤波器来完成信道选择过滤。之前的很多技术使用电阻和电容搭建多阶的模拟低通滤波器。如果需要兼容不同的带宽，还需要多组的电阻和电容值，通过开关切换到不同组别从而改变滤波器的截止频率。与此同时，由于CMOS工艺的差异性，即使同一带宽的滤波器，其实际的带宽在不同个体上也略有差别，因此通常还需要采用校准技术。所谓的校准，就是首先生成一个频率为滤波器截止频率的测试单音，输入到该滤波器，然后再在滤波器的输出进行测量，从而确定该滤波器的实际频率响应。如果测试结果跟设计要求有差别，还需要用开关在相邻的电阻或电容器值之间切换，以满足对滤波器截止频率的精确要求。

这样的方法存在很多问题，首先由于芯片的尺寸的考虑，模拟低通滤波器的阶数常常很有限，从而邻道抑制的性能也因此受到了限制；其次设计中大电容的存在使得芯片的整体尺寸较大，耗电量也相应增高；另外，校准过程正常信号需要被中断，因此这方法并不适应于任何时变的场合；不同带宽的需求以及校准过程的引入也大大增加了额外的芯片面积。

经过对现有技术的检索发现，中国专利文献号CN100379146C，授权公告日2008-4-2，记载了一种“包含选择滤波器的调谐器”，该技术于调谐器中使用了双谐振频率的滤波器，目的在于能够更好的消除与所选频道相邻的频道的残留频率成分，以及保持较好的带内线性频率响应。但是该技术仍然是仅仅通过模拟手段，例如通过搭建RC滤波器完成频率选择，而且为了达到更好的滤波性能，例如，设计双谐振频率的滤波器，带来代价是更大的芯片尺寸，和更高耗电量，同时也无可避免的会受到芯片制作工艺一致性的影响。

进一步检索发现，美国专利US20080214137“Receiver for Wireless Communications”，提出了一种在接收机中从射频到基带信号的转变方法。该发明为了实现在多模式、多频段下，同时满足对射频滤波器的选择性、带内平坦性等性能的严格满足，提出了采用多支路并联，以及可调谐滤波器、多个射频滤波器和低噪声放大器串联的实现结构。通过多个射频滤波器串联虽然降低对单个滤波器的选择性要求，但是毫无疑问是会导致插入损耗的增加和带内性能的恶化，以及价格、功耗的提高，因此即使该文中都提出“射频滤波器不宜超过4个”的使用指导意见；低噪声放大器的添加虽然可以减少由于滤波器插入对相噪的恶化，但是也增加了成本和功耗；可调谐滤波器的添加在也只能在一定程度上选择工作在固定的的若干个频段上。因此可以看出该发明的局限性是显而易见的。首先与本发明对比，该发明为了实现工作在多频段、多模式下，所需要多个射频滤波器、可调谐滤波器串联，以及多个支路并联，带来的性能改善不大，灵活性并不高，但是成本、电路设计以及散热难度都大大增加，性能也会受到模拟器件本身局限性的限制，一致性难以得到保障。更重要的是，与本发明对比，该发明完全依靠在模拟域上完成滤除信号，数字信号处理器(DSP)仅仅用于对支路或者可调谐滤波器发送开关选择指令(switch)，根本没有利用数字信号处理器的高精度、高速率以及数字信号处理技术先进性、成熟性的优点来协助滤波工作，提高信号质量。因此只是一个基于现有纯模拟滤波技术的组合和变化。

发明内容

本发明针对现有技术存在的上述不足，提供一种模数混合信道选择滤波器，用于在直接变频调谐器中自动兼容多种标准的信道带宽，同时在模拟域和数字域完成混合信道选择滤波；通过采用简单的低阶RC低通滤波器作为模拟滤波器，而数字域采用的是高阶、具有准确的截止频率的数字滤波器实现，可以有效的减小芯片的尺寸，降低功耗，对模拟滤波器设计和工艺要求大大简化，还能带来更好带内性能与带外抑制，以及更加准确滤波截止频率。