[发明专利]数字相位检测器

说明书

本发明涉及一个数字相位检测器，包括一个把被检测的模拟信号变为数字信号并通过一个钟信号同步的模数转换器;一个90°的数字移相器〔＝希尔伯特（Hibert）变换器＝正交信号发生器〕，对它加上一个用于形成正交信号的数字信号;一个对数字信号和正交信号的调整电路，它给出对应的数字象限信号x′、y′，这个象限信号是属于x′-y′坐标系统的第一个半象限的;一个提供离y′/x′的反正切函数的电路及一个只读存贮器。在美国专利4090145号专利中描述了一个此类装置原理。见该文件第7栏第58行至第9栏第7行，附图及文摘。在其图1和5中公开了模/数转换器，数字90°相移器，相限信号x′、y′发生电路，提供商y′/x′的反正切函数。

在这个装置中，所需只读存贮器的存贮空间依赖于要求模数转换器的分辩力，即依赖于被处理的数字字的位数，要求有2ⁿn比特的存贮空间。

对于每个字中包含6到8比特的视频数字信号的处理，则要求有2⁷到2⁹个单元的只读存贮器，通过先有的半导体技术，这个要求是容易满足的。然而，当数字字包含更多位时，例如，对于音频信号的数字处理可能要求数字字含有13到17位，相应的存贮空间为2¹⁴到2¹⁸比特，这样，包含数字相位检测器的集成电路所占的基片面积将大到无法满足，也就是说，用今开的半导体技术，以合理的化费是无法实现这样大的一个基片的。本发明的目的，正如权利要求中所述的，是提供一个上述种类的数字相位检测器，它能够在不要求大容量只读存贮器的情况下检测数字信号，特别是字的位数大于10的数字信号。

本发明的主要优点是显然的。在第一种解决方案中只需n²这样小的只读存贮空间;而在第二种解决方案中，存贮器的空间要求进一步减到了第一种的四分之一到二分之一之间。

现在，通过参考附图更详细地解释本发明和它进一步的优点。

图1是第一种实施方案的方框图;

图2是第二实施方案的方框图。

框图1表示本发明的第一种实施方案，输入信号是上述的符合条件的象限信号x′、y′，例如，它可以用上述的美国专利说明书描述的装置来产生。相应的y′/x′的反正切信号，也就是在x′-y′坐系统中x′和y′所形成的矢量与横坐标轴之间的夹角，它覆盖了这个坐标系统的第一个半象限，即0°到45°之间。由于正切函数的周期性，对于大于45°的对应输出信号dp也能用先有的调整电路来产生。

图1所示的第一种解决方案由n-1个相同的级s1、s2、sn-1和第n级sn组成，sn级的设计与其它级稍有不同。n是预定的象限信号x′、y′的最多位数。这些相同级s1……sn-1的每个的组成有：加法器ad;减法器sb;因子为2^-r的第一和第二常数乘法器m1和m2，这里r等于1……n-1;第一，第二，和第三电子转换开关u1，u2，u3;和arctan2^-r（反正切）的只读存贮器rm1，即只存贮arctan2^-r值，在每一级必须提供一个占有一个对应的小基片区的只读存贮器。

在第一级s1中，象限信号x′，连接到加法器ad、第一常数乘法器m1和第一开关u1的第一输入，在s2……sn-1的每一级中，则将前级的第一开关u1的输出连接到上述各个输入。

在第一级s1中，将第二个象限信号y′，连接到第二常数乘法器m2和第二开关u2的第一输入端，同时连接到减法器sb的被减数输入端m，在s2……sn-1的各级中，则将前级的第二开关u2的输出连接到上述各个输入。第二常数乘法器m2的输出连接到加法器ad的第二输入端，同时，第一常数乘法器m1的输出连到减法器sb的减数输入端s。加法器ad的输出连接到第一开关u1的第二输入端，减法器sb的输出连接到第二开关u2的第二输入端，而第三开关u3的第一输入为“0”，其第二输入连接到只读存贮器rm1的输出。第三开关u3的输出连到多输入端加法器ma的n个输入端之一。每一级的减法器sb的符合输出sg连到本级的三个开关u1、u2和u3的控制输入端，同时选用了组合分配，所以当符号为负时，各个开关的第一输入加到各自的输出，而当符号为正时，各个开关的第二输入连到各自的输出。