解调器电路 本发明涉及解调频率调制信号的解调器电路。
参看附图的图1，频率调制的射频(RF)信号通常由接收机1从天线2接收，并由接收机1处理以在低于RF载频的中频处产生FM信号。然后IF(中频)调制信号由IF片通滤波器4滤波，其幅度由硬限幅器限制在一恒定幅度。该恒定幅度信号接着馈往检波器6，将该信号乘以其时间倒数而解调。该操作使乘积幅度正比于信号的幅度和角频率(中频IF加FM频率偏差)。由于IF FM信号的幅度由于硬限幅器5的缘故是恒定的，乘积信号的幅度正比于频率偏差，并且调制信号可以在用低通滤波器在IF频率的数倍频处滤除信号分量之后很容易地加以恢复。
将FM检波器整合到半导体器件中需要采用准确的延迟元件或相位特征受到良好控制的滤波器，以便产生时间导数逼近，否则会出现过度的直流偏移。
当今所采用的FM解调器通常采用无源谐振器部件，这些谐振器部件在成品时或者利用信号特性加以微调。在模拟话音系统中，FM信号没有直流分量，FM检波器的积分输出应当是零。任何直流值都意味着失调，如果采用恰当的反馈，可对FM检波器进行调节，使该直流分量最小。对于基于TDMA的数字系统，信号并不具有零均值，但是可以在该信号包上加入一个无直流分量的报头，检波器基于该报头进行调节。
另一方案是，当FM信号频率(即，最后的IF)和基带信号相比较高时，采用一个基于数字延迟线的检波器作为微分器。该延迟线可以由准确的时钟来提供时钟脉冲，因此所得到的检波器的直流偏移自然较小。
第三方案是对信号采用模数(A／D)转换，在数字信号处理器(DSP)或其它数字电路中进行FM检测。
基于TDMA方案的一个数字无线电信号可以使用不一定具有零均值的数据包。而且，如果包的报头有直流分量，那么将该信号用于调谐FM检波器或调节其直流偏移是很困难的。
当该无线电信号采用和符号率(例如3MHz和1Msym／s)相比较低的IF，或着当t调制指数较小地时候，采用数字延迟线可能是不可行的。
检波器电路元件中的偏移，特别是当信号电平较小的时候在乘法器中的偏移也可能对总的直流偏移有一定的贡献。因此，即使每个构成块的相位特性经过了正确调节，检波器也可能存在非零的直流偏移。
此外，如果所有的直流偏移补偿是以将谐振器失调的方式进行的，工作点将不再对称地位于检波器(S形)的特征上，而可能会出现和信号构图相关的明显偏移。也就是说，由于符号间的干扰，检波器输出幅度对于交替的一和零是最小的，而对于连续的一或零则要大得多。当检波器Q值较高时，这样的一或零块可能导致检波器压缩信号。这种压缩在检波器谐振器被失调以补偿其它检波器功能块中的直流偏移的情况下将是不对称的，从而导致和信号相关的偏移。
根据本发明的一方面，提供了一个用于解调经频率调制的输入信号的解调器电路，该电路包括：
检波器装置，可用于根据输入的频率调制信号产生解调信号；
调谐装置，它和检波器装置相连，用于改变检波器装置的频率响应特性；以及
辅助检波器装置，经连接以接收参考频率信号并且，在检测到所述参考频率信号时，向所述检波器装置提供辅助调谐信号。
图1是接收和解调经频率调制的输入信号的电路；以及
图2是采用本发明的解调器电路。
图2所示的解调器电路包括中频带通滤波器10(IF BPF)，它接收输入FM中频信号V_IF，并对其滤波，以便除去不想要的噪声和谐波信号。中频滤波器10的输出连接到硬限幅器12(HL)的输入端，硬限幅器12产生幅度恒定的输出信号。该恒幅信号馈入检波器14，后者在操作上和结合图1描述的检波器相符。
对IF片(IF BPF和检波器)的调谐是利用例如锁相环(PLL)电路19进行的，锁相环19包括压控振荡器20(VCO)，调整器22，和相位检波器24。PLL电路19的替代方案是采用频率锁定环路电路。PLL电路19按常规方式工作，所产生的输出信号V_tune和VCO20的输出与参考频率f_ref之间的相位关系有关。VCO20采用了与滤波器和检波器所使用电路相似的电路，以便能跟踪过程变化。然后PLL输出电压V_tune反映了过程展开情况(例如快，慢或中性)。
在调谐IF片之后，检波器的中心将位于标称的IF处。但是，对检波器中各组件的调节并不能保证无偏移的FM检测。例如，符合检波器采用的一个乘法器可以对检测到的信号添加明显的偏移。
由检波器构成块所引起的任何其余偏移可以用扰动谐振器调节的方式或调节构成块偏移的方式加以降低。在第一情况下，偏移补偿必须小，否则检波器的不对称可能会引入明显的相关偏移。在第二种情况下，偏移可以通过改变各块特性使得对偏移的贡献量改变的方式而调节。因此，合乎需要的是对所有检波器构成块的偏移进行补偿。
还提供有辅助检波器25和另一调整器26。辅助检波器25在其输入端接收来自PLL电路19的VCO20的输出。辅助检波器25还从PLL19接收调谐信号V_tune。
调谐电压V_tune用于对辅助检波器25进行和主检波器14相同的调谐调整。
由于VCO20的输出是未调制的，辅助检波器25的输出应当没有直流偏移。辅助检波器输出由调整器26接收，并产生调整调节信号V_tune_aux，以便补偿非谐振器引入的偏移从而保持零直流偏移电平。辅助调整器26的输出馈入辅助检波器25和检波器14。
这样使用辅助检波器可以允许自动调谐主检波器而给出零直流偏移响应。
如果VCO设计成在另一频率振荡，那么可以在VCO输出端或参考频率输入端插入恰当的分频器，以产生所需的频率。标称的检波器输出应当是零，而调整器26可以对主检波器进行细调，使输出为零。
本发明的实施例提供了和积分以及自动调谐相兼容的FM检波器偏移补偿方法。FM检波器相位特性的调节可以和构成块的偏移补偿无关，从而检波器更为对称。
如果馈给辅助检波器的信号在形状上和进入主检波器的真实信号(即，通常是有限制的IF信号)相似，任何和信号有关的非线性效应也可以得到补偿。
如果需要避免辅助检波器参考信号和实际的IF频率相等，可以采用缩放方法。然后辅助检波器将被调谐到适当的频率，使谐振器作相应的缩放。这一方案将使辅助检波器的干扰最小，但它对失配更为敏感。