用于消费者和企业的电子装置包括越来越多不同的功能性。在例如计算机系统、站、客户端装置、移动因特网装置、电视接收器、卫星接收器以及机顶盒的各种电子系统中正在提供的功能之一，是使用射频信号通过一个或多个信道的递送(delivery)和电视信号或类似多媒体流的接收。
接收的射频信号在信号传递到下游组件前，一般由调谐器转换或变换。转换过程一般涉及使用本地振荡器来提供信号频率或换向频率(commutating frequency)，该频率与接收的信号混合以形成零中频信号和/或中频信号或多个换向频率。在一些架构中，从接收的信号到输出的转换可涉及两个频率转换级。在此类架构中，两个或更多换向频率的生成在一个或多个调谐器中要求两个或更多本地振荡器(LO)\锁相环(PLL)一般引起附加的成本、空间，并且可导致引起下降的信道质量的LO交互。
发明内容
本发明提供一种用于从共同源生成多个独立换向频率的方法，包括：接收信道请求；至少部分地基于所述信道请求来确定第一换向频率和第二换向频率；确定所述共同源的可调谐范围；至少部分地基于第一转换级的第一预缩放(prescale)范围和所述共同源的可调谐范围来确定第一转换比；基于所述第一换向频率和所述第一转换比来确定所述共同源的频率输出；以及基于所述共同源的频率输出和所述第二换向频率来确定第二转换比。
本发明还提供一种使用可变频率振荡器以使用多个转换级来提供多个换向频率的方法，包括基于所述多个换向频率来生成谐波频率信号，确定第一预缩放比和第二预缩放比，将所述谐波频率信号在所述第一预缩放比与输入射频(RF)信号组合以形成同相(I)信号和正交(Q)信号，滤波所述I信号和所述Q信号，以及将所述谐波频率信号在所述第二预缩放比与所述I信号和所述Q信号组合以形成中频(IF)信号。
本发明还提供一种用于使用多个频率转换级和共同源来提供可变中频(IF)输出的调谐器，包括：振荡器，配置成在换向频率的倍数操作，以提供振荡器输出；第一转换级，提供零IF；第二转换级，从所述零IF来提供正交上转换，其中所述第二转换级包括上转换转换器以基于所述振荡器输出来提供所述换向频率；以及解调器，配置成将所述可变中频下转换。
附图说明
在说明书的结论部分中特别指出视为本发明的主题并明确要求其权利。然而，就操作的方法和组织而言，本发明及其目的、特征和优点可通过结合附图阅读时参照下面的详细描述来最好地理解，其中：
图1是根据本发明的一些实施例的电子系统的框图；
图2是根据本发明的一些实施例的具有来自单个LO的多个换向频率的调谐器的框图；
图3是根据本发明的一些实施例的具有来自单个LO的多个换向频率的调谐器的另一个框图；
图4是根据本发明的一些实施例的具有来自单个LO的多个换向频率的调谐器的另一个框图；
图5是描述用于调谐器的有效率实现的方法的一实施例的流程图；以及
图6是描述用于调谐器的有效率实现的方法的另一个实施例的流程图。
将认识到，为了图示的简明和清晰，图中示出的要素不一定按比例绘制。例如，为了清晰，一些要素的尺寸可能相对其它要素被夸大。此外，在认为适当之处，引用数字已在图之间重复以指示对应或相似的要素。

在下面的详细描述中，陈述了用于调谐器的有效率实现的多个具体细节以提供本发明的详尽理解。然而，本领域的技术人员将理解，本发明可在没有这些具体细节的情况下实行。在其它情况下，公知的方法、过程、组件和电路未详细描述以免混淆本发明。
提供用于调谐器的有效率实现的设备和方法将是本领域中的一个进步，其中，调谐器配置成从共同源递送多个换向频率，同时避免能负面影响性能的系统内交互。具有能够递送两个或更多换向频率的单个调谐器的电子装置的性能在换向频率被调谐为靠近或等于相同或在谐波上相关的频率时能下降，从而引起服务的损害。一般发现在此类情况中，当本地振荡器紧密放置成物理接近于彼此时，与调谐器相关联的多个本地振荡器或锁相环能注入锁定或“拉”彼此。
在相同调谐器中要求多于一个源(例如，本地振荡器)的电子系统可配置成使得通过应用电磁耦合隔离来独立地隔离每个本地振荡器。另外，在其它解决方案中，可应用设计技术将例如共同地或供应环的其它耦合源减到最少。结合此类技术的多个调谐器的应用要求附加的空间和费用，这是一个负担，特别是在以小形状因子(formfactor)来设计的移动装置中或在低成本应用中。采用在要求多个换向频率的应用中避免使用多个本地振荡器的系统和方法将是有利的。在其中调谐器的所有或部分组件位于单片集成电路上或布置在共同衬底上的情况中，要求多个换向频率的应用中单个本地振荡器的使用将特别有用。
本发明的一些实施例可连同各种装置和系统来使用，例如，站、客户端、个人计算机(PC)、机顶盒、电视装置、台式计算机、移动计算机、膝上型计算机、笔记本计算机、平板计算机、服务器计算机、手持计算机、手持装置、个人数字助理(PDA)装置、手持PDA装置、板上装置、板外装置、混合装置、车辆装置、非车辆装置、移动或便携式装置、非移动或非便携式装置、无线通信站、无线通信装置、无线接入点(AP)、有线或无线路由器、有线或无线调制解调器、有线或无线网络、局域网(LAN)、无线LAN(WLAN)、城域网(MAN)、无线MAN(WMAN)、广域网(WAN)、无线WAN(WWAN)、个域网(PAN)、无线PAN(WPAN)、根据现有IEEE 802.11、802.11a、802.11b、802.11g、802.11n、802.16、802.16d、802.16e标准和/或上述标准的长期演进(LTE)和/或衍生和/或将来版本来操作的装置和/或网络、作为上述网络的部分的单元和/或装置、单向和/或双向无线电通信系统、蜂窝无线电电话通信系统、蜂窝电话、无线电话、个人通信系统(PCS)装置、结合无线通信装置的PDA装置、移动或便携式全球定位系统(GPS)装置、结合GPS接收器或收发器或芯片的装置、结合RFID元件或芯片的装置、多输入多输出(MIMO)收发器或装置、单输入多输出(SIMO)收发器或装置、多输入单输出(MISO)收发器或装置、具有一个或多个内部天线和/或外部天线的装置、数字视频广播(DVB)装置或系统、多标准无线电装置或系统、有线或无线手持装置(例如，BlackBerry、Palm Treo)、无线应用协议(WAP)装置或诸如此类。
本发明的一些实施例可连同一种或多种类型的无线通信信号和/或系统来使用，例如，射频(RF)、红外线(IR)、频分复用(FDM)、正交FDM(OFDM)、时分复用(TDM)、时分多址(TDMA)、扩展TDMA(E-TDMA)、通用分组无线电服务(GPRS)、扩展GPRS、码分多址(CDMA)、宽带CDMA(WCDMA)、CDMA 2000、多载波调制(MDM)、离散多音(DMT)、蓝牙(RTM)、全球定位系统(GPS)、Wi-Fi、Wi-Max、ZigBee(TM)、超宽带(UWB)、全球移动通信系统(GSM)、2G、2.5G、3G、3.5G或诸如此类。本发明的实施例可在各种其它装置、系统和/或网络中使用。
术语“干扰”或“噪声”在本文中使用时包括例如随机或非随机扰动、图案化的(patterned)或非图案化的扰动、不需要的信号特性、符号间干扰(ISI)、电噪声、电干扰、白噪声、非白噪声、信号失真、短噪声、热噪声、闪变噪声、“粉红(pink)”噪声、突发噪声、雪崩噪声、尝试接收信号的装置内部的组件所产生的噪声或干扰、尝试接收信号的装置的共存的组件所产生的噪声或干扰、尝试接收信号的装置外部的组件或单元所产生的噪声或干扰、随机噪声、伪随机噪声、非随机噪声、图案化的或非图案化的干扰或诸如此类。
术语“减轻”(例如，干扰或噪声)在本文中使用时包括例如减小、降低、减少、消除、去除和/或避免。
术语“电视信号”或“数字电视信号”在本文中使用时包括例如携带电视信息的信号、携带音频/视频信息的信号、数字电视(DTV)信号、数字广播信号、数字地面电视(DTTV)信号、根据一个或多个高级电视系统委员会(ATSC)标准的信号、残留边带(VSB)数字电视信号(例如，8-VSB信号)、编码ODFM(COFDM)电视信号、数字视频广播-地面(DVB-T)信号、DVB-T2信号、综合服务数字广播(ISDB)信号、携带MPEG-2音频/视频的数字电视信号、携带MPEG-4音频/视频或H.264音频/视频或MPEG-4第10部分音频/视频或MPEG-4高级视频编码(AVC)音频/视频的数字电视信号、数字多媒体广播(DMB)信号、DMB-手持(DMB-H)信号、高清晰度电视(HDTV)信号、逐行扫描数字电视信号(例如，720p)、交织数字电视信号(例如，1080i)、通过卫星或碟形卫星天线(dish)来传送或接收的电视信号、通过大气或通过电缆来传送或接收的电视信号、(完全或部分)包括非电视数据(例如，无线电和/或数据服务)作为对数字电视数据的附加或替代的信号或诸如此类。
可用于视频的电视信号之一，是新近的中国数字电视标准。该标准指定有SAC(中国国家标准化管理委员会)的编号GB20600-2006，并且名称为“Framing Structure，Channel Coding and Modulation forDigital Television Terrestrial Broadcasting System”(2006年8月18日发布)。该标准也可称为DMB-T(数字多媒体广播-地面)或DMB-T/H(数字多媒体广播-地面/手持)。此标准将在本文中概括称为“DMB-T”。
现在转到图，图1示出电子系统100，该系统在共同平台中结合多个无线电以允许与其它用无线电的(over-the-air)通信系统的通信，该平台包括调谐器120，该调谐器包括配置成根据本发明的一些实施例来提供多个换向频率的单个本地振荡器(LO)或锁相环(PLL)。在本发明的另一个实施例(未示出)中，电子系统100是有线电缆电视(wired cable television)接收器系统、卫星天线或机顶盒，其配置成从包括单个本地振荡器(LO)或锁相环(PLL)的调谐器120来提供多个换向频率。
电子系统100可在多个网络中操作，例如，诸如数字电视(DTV)、数字广播、数字地面电视(DTTV)、根据一个或多个高级电视系统委员会(ATSC)标准的信号、残留边带(VSB)数字电视(例如，8-VSB信号)、如ETSI标准EN 302304中采用的将广播服务带到手持接收器的数字视频广播-手持(DVB-H)、数字多媒体广播(DMB)、数字视频广播-地面(DVB-T)、在日本的综合服务数字广播-地面(ISDB-T)或提供基于IEEE802.11n规范的无线局域网(WLAN)的底层技术的无线保真(Wi-Fi)，但本发明不限于只在这些网络中操作。因此，电子系统100中共处的无线电子系统提供在RF/位置空间中与一个或多个网络中的其它装置通信的能力。
该简单化的实施例示出具有一个或多个天线105的RF收发器110，天线105可接收例如WWAN、WiFi等的主机传输，其耦合到收发器115以适应调制/解调。天线105还接收传输以用于调谐器120接收用于通过数字电视(DTV)广播技术来制造TV画面和声音的“数据比特”。备选的是，天线105可以是将信号递送到调谐器120的有线输入(未示出)。
在一个实施例中，调谐器120将选择的信道转换到预定的中频(IF)输出，该输出可在调谐器内部或在外部(例如在RF收发器110中)被进一步放大和滤波。每个天线105可包括一个或多个定向或全向天线，包括例如偶极天线、单极天线、贴片天线、环形天线、微带天线或适合RF信号的传输的其它类型的天线。在一些实施例中，不是使用两个或更多天线，而是可使用具有多个孔径的单个天线。在这些实施例中，每个孔径可视为单独的天线。在一些多输入多输出(MIMO)实施例中，RF收发器110可使用两个或更多天线105，这些天线可有效地分隔以利用空间分集以及天线105的每个与传输输送流的一个或多个主机传输源之间可产生的不同信道特性。
适合于接收的MPEG-2输送流和接收的数据的不同技术约束，可选择解调方案以将解调的信号提供到处理器140。通过示例的方式，接收器可包括具有导频信号的OFDM块，并且除其它方案外，数字解调方案可采用QPSK、DQPSK、16QAM和64QAM。收发器115和调谐器120可与处理器140嵌入在一起，作为混合模式集成电路，其中，基带和应用处理功能可由嵌入的第一核130和嵌入的第二核135来处理。
处理器140可通过存储器接口145向包括一个或多个易失性和/或非易失性存储器的系统存储器150中的存储器存储装置传送数据以用于储存。例如，非易失性存储器可包括以下的一项或多项：只读存储器(ROM)、可编程ROM(PROM)、可擦除PROM(EPROM)、电EPROM(EEPROM)、磁盘驱动器或固态驱动器(例如，228)、软盘、光盘ROM(CD-ROM)、数字多功能盘(DVD)、闪速存储器、磁光盘或能够存储包括指令的电子数据的其它类型的非易失性机器可读媒体。如在此实施例中示出的处理器140提供两个核处理器或中央处理单元。处理器140可以是任何类型的处理器，例如通用处理器、网络处理器(其可处理通过计算机网络传达的数据)等(包括精简指令集计算机(RISC)处理器、专用集成电路(ASIC)或复杂指令集计算机(CISC))。在备选实施例中，处理器140可具有单核或四核设计。具有多核设计的处理器140可在相同集成电路(IC)管芯上集成不同类型的处理器核。此外，具有多核设计的处理器140可作为对称或非对称多处理器来实现。
图2是根据本发明的一些实施例、配置成从共同源或例如本地振荡器(LO)或可变频率振荡器的振荡器提供可变中频的图1的调谐器120的部分的框图。提供在输入提供受控输入阻抗的低噪声放大器(LNA)210以放大来自RF输入205的宽带信号，该宽带信号可包括本文中公开的电缆、地面和无线电视信号中的一种或多种信号。在此实施例中，放大的信号被传递到第一混频器215或I/Q混频器。第一混频器215接收来自LNA 210的输入信号或RF信号并将其与来自第一转换级250的频率信号组合，以提供零中频(ZIF)信号。在另一个实施例中，第一混频器215组合来自LNA 210的输入信号和来自第一转换级250的频率信号以提供中频信号(IF)。
第一转换级250按第一转换比来缩放(scale)来自本地振荡器245的频率信号以调整来自本地振荡器245的提供到第一混频器215的频率信号。在另一个实施例中，可变频率振荡器用作共同源而不是本地振荡器245。来自第一混频器215的包括同相(I)分量和正交(Q)分量的ZIF或IF信号使用信道滤波器220来滤波，信道滤波器220配置成在阻塞其它频率或频带的同时使一个或多个期望的频率或频带通过。信道滤波器220滤波第一混频器215的输出频率和在此实施例中是第一转换级250的输出的第一换向频率的混合分量。在此实施例中，信道滤波器220定位于第一混频器215与第二混频器225之间。
提供第二混频器225以接收来自信道滤波器220的滤波的ZIF或IF信号并通过来自本地振荡器245的频率信号和来自第二转换级260的第二换向频率的1分量265和Q分量270对其进行上转换(upconvert)。第二转换级260按第二转换比来缩放来自本地振荡器245(对第一转换级250和第二转换级260的共同源)的频率信号，以调整来自本地振荡器245的提供到第二混频器225的频率信号。在一备选实施例中，图1的调谐器120配置成使用来自涉及转换的两个或更多级(例如第一转换250和第二转换260)的共同源的可变中频来提供IF输出240，而不将ZIF或IF信号分离成I和Q分量。
第二混频器225将来自第一混频器215的ZIF或IF信号上转换，并且将信道滤波器220限制的整个信号带转换到比来自第一混频器215的IF或ZIF信号的信号带更高的中频(IF)。从第二混频器225输出的中频信号由可变增益放大器(VGA)230来放大，该放大器接收用于控制VGA 230的增益的IF自动增益控制信号(AGC)235以便减小供应到例如解调器的下游组件或系统(未示出)的IF输出240信号的范围，其中，解调器可配置成提供频率微调补偿。借助于基于IF输出240下游的信号电平测量或基于下游解调器的执行的IF AGC信号235，在外部控制来自VGA 230的增益。在一备选实施例(未示出)中，第一混频器215输出IF信号，而第二混频器225输出ZIF信号。
第一转换级250和第二转换级260均使用控制器255按缩放比来调谐或缩放。图2中示出和描述了两个频率转换级：第一转换级250和第二转换级260，然而，实施例并不限于此。包括三个或更多频率转换级的多个频率转换级可使用控制器255按缩放比来调谐或缩放。控制器255可以是图1的处理器140或通用处理器、网络处理器(其可处理通过计算机网络传达的数据)等(包括精简指令集计算机(RISC)处理器、专用集成电路(ASIC)或复杂指令集计算机(CISC))的形式中的单独控制器。
作为一个示例，LO 245可以是在3与6千兆赫(GHz)之间的范围中可调谐的，来自第一混频器215的第一换向频率(下转换(downconversion))可在50与1000兆赫(MHz)之间递送，并且来自第二混频器225的第二换向频率(上转换)可为大约12MHz。为适应信道请求(request)或要求，第一转换级包括第一混频器215，并且第一转换级250配置成将期望信道调谐到ZIF信号。如果期望信道是501MHz，则第一转换250可设置为6，并且LO 245调谐到3006MHz。第二转换级包括第二混频器225，并且第二转换级260配置用于上转换以提供12MHz的IF输出。为适应请求，假定LO 245调谐到3006MHz，则第二转换级可设置为251以递送在11.98MHz或大约12MHz的IF输出240。
作为一个备选，第一转换250可设置为8，而LO 245调谐到4008MHz以提供在501MHz的期望信道。随之而来的是，为了提供在12MHz的IF输出，第二转换260将设置为334以将来自LO 245的4008MHz信号按比例下降到12MHz。作为另一个示例，第一转换250可设置为10，而将LO 245调谐到5010MHz以提供在501MHz的期望信道。随之而来的是，为了提供在12MHz的IF输出，第二转换260将设置为418以将来自LO 245的5010MHz信号按比例下降到大约12MHz。在每个示例中，LO 245通过第一转换级250和第二转换级260使用缩放因子来缩放以提供LO 245频率的次谐波频率。在第一转换级或第二转换级的期望信号频率之间的残余调谐误差通过从VGA230往下游的解调器(未示出)中的数字下转换来去除。
与图2一致的进一步实施例是在第二转换级中添加固定输出分频比(division ratio)。例如，作为第二转换级260的部分，固定输出分频比可设置为4。如果期望信道是501MHz，则第一转换250设置为6，并且LO 245调谐到3006MHz。对于此状况，第二级中的上转换需要设置在大约12MHz。如果固定输出分频比设置为4，则第二转换可设置固定输出分频比(其是4)乘以63的积，以使3006MHz的LO245信号频率除以252，从而提供在11.93MHz或大约12MHz的IF输出240。具有固定转换比的固定分频器可处在第二转换级260之前，例如如图3中示出的预缩放320，其在LO 245与第二转换级260之间，以提供类似的功能性。
图3是根据本发明的一些实施例、配置成从单个LO生成可变中频的调谐器120的部分的另一个框图。如更早参照图2所述，低噪声放大器(LNA)210放大来自RF输入205的宽带信号。输入信号可包括本文中公开的电缆、地面和无线电视信号中的一种或多种信号。来自LNA 210的放大的信号被提供到第一混频器215。第一混频器215接收来自LNA 210的放大的RF信号并将其与来自本地振荡器245和第一转换级250的频率信号组合以提供零中频(ZIF)信号。在此实施例中，修平滤波器(roofing filter)305位于第一混频器215与滤波器间LNA310之间，其中，修平滤波器305配置成减小ZIF的通带，以便减小滤波器间LNA 310与第二混频器225造成的失真和/或过载。来自第一混频器215的包括同相(I)分量和正交(Q)分量的ZIF信号使用信道滤波器315来滤波，该滤波器配置成在阻塞其它频率或频带的同时使一个或多个期望频率或频带通过。
固定分频器在图3中提供，其示出为预缩放320组件，以减小第二转换260的操作频率并减小相关功率消耗。此外，提供第一后缩放(postscale)325组件和第二后缩放330组件以提供同相分量I 265和正交相分量270。以更早提供的示例为基础，其中期望信道是501MHz，第一转换250设置为6，并且LO 245调谐到3006MHz，然后第二级中的上转换需要为大约12MHz。此外，如果预缩放320比设置为4，第一后缩放325比是6，并且第二后缩放330比是6，则第二转换260比应设置为10以提供在12.53MHz或大约12MHz的IF输出240。
第一转换级250、第二转换级260、预缩放320组件、第一后缩放325组件和第二后缩放330组件可取决于设计考虑而设置在整数值的范围内，并且可由控制器255来控制和/或可取决于组件硬件设计。在每个实施例中，使用单个LO 245、第一转换级和第二转换级来提供的IF输出240，可推导第二转换级比以递送预定频率窗口内的IF输出240。期望IF输出频率与IF输出240之间的差异可在使用频率微调补偿的下游解调器(未示出)中的下转换过程中去除。第二转换260的输出可用于为下游解调器提供如图4中示出的模拟到数字转换(ADC)时钟405信号。
图5是流程图，其描述用于如图1到4的实施例中示出的调谐器120的有效率实现的方法的一实施例，其中，调谐器120配置成从共同源递送多个换向频率。在要素510中，提供信道请求。在要素520中，至少部分地基于信道请求来确定来自第一转换级250的第一换向频率和来自第二转换级260的第二换向频率。在另一个实施例中，第一换向频率、第二换向频率、第一转换级250的缩放因子和第二转换级260的缩放因子可进一步取决于IF输出240和第一混频器215与第二混频器225之间的信号频率。
在要素530中，如果例如本地振荡器245的共同源的可调谐范围还未已经知道，则确定该可调谐范围。在要素540中，至少部分地基于第一转换级250的第一预缩放范围和本地振荡器245或共同源的可调谐范围来确定第一转换比。在要素550中，基于第一换向频率和第一转换比，确定共同源的频率输出。随后，在要素560中，基于共同源的输出频率和第二换向频率，确定用于第二转换级260的第二转换比。在另外的实施例中，第一转换级250和/或第二转换级260可在有或没有同相和正交分量的情况下转换。
图6是流程图，其描述用于如图1到4的实施例中示出的调谐器120的有效率实现的方法的一备选实施例，其中，调谐器120配置成从共同源递送多个换向频率。在要素610中，基于信道请求来确定多个换向频率。在要素620中，至少基于所述多个换向频率来生成频率，其中，该频率是每个换向频率的谐波频率或每个换向频率的整数倍或比。第一预缩放比和第二预缩放比在要素630中确定。在要素640中，谐波频率信号在第一预缩放比与输入RF频率信号组合以形成同相(I)信号和正交(Q)信号。在要素650中，滤波I信号和Q信号，并且在要素660中在第二预缩放比将谐波频率信号与I信号和Q信号组合以形成中频信号。
实施例在本文中可参考例如指令、函数、过程、数据结构、应用程序、配置设置等数据来描述。为了此公开的目的，术语“程序”覆盖广范围的软件组件和构造，包括应用、驱动程序、进程、例程、方法、模块及子程序。术语“程序”能用于指完整的编译单元(即，能独立编译的指令集)、编译单元的汇集或编译单元的部分。因此，术语“程序”可用于指在由电子系统100执行时从共同源提供多个换向频率的指令的任何汇集。电子系统100中的程序可认为是软件环境的组件。
本文讨论的操作通常可经电子系统100的控制器255上实施为代码指令的适当软件或固件的执行来促进(在可应用时)。因此，本发明的实施例可包括某一形式的处理核上执行的或机器可读媒体之上或之内以其它方式实现或使其实现的指令集。机器可读媒体包括用于以机器(例如，计算机)可读的形式存储或传输信息的任何机制。例如，机器可读媒体能包括例如只读存储器(ROM)、随机存取存储器(RAM)、磁盘存储媒体、光存储媒体及闪速存储器装置等的制造的物品。另外，机器可读媒体可包括传播的信号，例如电、光、声或其它形式的传播的信号(例如，载波、红外线信号、数字信号等)。
虽然本文中已示出和描述本发明的某些特征，但本领域的技术人员现在将想到许多修改、替代、改变和等效物。因此，要理解，随附权利要求旨在覆盖如落在本发明的真正精神内的所有此类修改和改变。