[发明专利]线性化集成频率解调器

说明书

发明领域

本发明涉及信号处理方面，并且特别是涉及调频信号的解调。

本发明的背景技术

调频(FM)是调制方法，其中波形的频率是响应于调制波而改变。其频率可变的波形被称为载波而调制波被称为信号。调频的电磁波具有稳定的幅度并且相对于调幅的电磁波而言不易受来自自然和人为电磁波射线的影响，而这些电磁波射线能够导致静电噪声。作为这种良好特性的结果，FM被广泛用于诸如无线电这样的通信系统中并且目前更被用于诸如无线计算机以及无线电话这样的个人通信系统(PCS)中。

基于FM的系统的一个重要的特点是如何准确地从调频的信息中恢复出原始信息。一般地，将这种从调频的信息中恢复出原始信息的处理过程称为解调。在一个理想的FM系统中，对于调频信号的解调仅能提供原始调制的信息。例如，调频并接着解调1KHz的信号仅能得到1KHz的信号。但是在实际中，解调过程不仅能产生被调制的原始信号还能产生其它谐波信号。在现有技术中，解调信息可以包含2kHz、3kHz以及4kHz等分量。这个其它信息是不希望有的，因为它对FM系统有负面影响。因此理论上，这个不希望有的谐波失真的功率电平最好是小于所要信息的功率。

图1示出了一种常用的用来解调调频信号的FM延迟线性解调器100。解调器100包括一个限幅器102、一个移相器104、一个限幅器106、一个混频器108以及一个滤波器110。将标为s(t)并具有f_IF中心频率的一个调频输入信号提供给限幅器102。如同在现有技术中所了解的那样，限幅器处理输入信号并提供一个具有恒定、预定幅度的输出信号并且不考虑可能出现在该输入信号中的任何幅度改变。当解调器中的电路对幅度变化敏感则在FM解调器中使用限幅器。

限幅器102处理输入信号s(t)并将具有恒定、预定幅度的限幅后的输入信号s(t)₁提供给移相器104和混频器108。如同在现有技术中所了解并且将在下面详细描述的那样，混频器108对信号幅度变化敏感。因此所有进入混频器108的输入信号都必须具有相对稳定的幅度。

移相器104执行s(t)₁频率相关的相移以提供一个移相信号s(t)₂。理论上，这个移相是在s(t)的中心频率f_IF处移动90度。如同在下文中将详细描述的那样，信号s(t)₂特性上包括由移相器104所附加上的幅度和频率失真。通过限幅器106来处理信号s(t)₂以产生具有预定和恒定幅度的移相信号s(t)₃并被提供给混频器108。混频器108将信号s(t)₃和信号s(t)₁相乘以产生一个含有调制信号m(t)以及2f_IF处双频项的信号s(t)₄。由滤波器110处理信号s(t)₄从而在输出端选择出信号m(t)。滤波器110一般为一个低通滤波器以便于可以消除包含躁声的较高频率分量。