【技术实现步骤摘要】
本专利技术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′x′-y′坐标系统的第一个半象限的;一个提供商y′/x′的反正切函数的电路及一个只读存贮器，参看权项1和2的前叙部分。在美国专利4090145号专利中描述了一个此类装置原理。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。对控每个字中包含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，用今天的半导体技术，以合理的化费是无法实现这样大的一个基片的。本专利技术的目的，正如
【技术保护点】
数字相位检测器包括：一个模数转换器，用于把被检测的模拟信号转换为数字信号，并通过一个时钟信号同步；一个９０°的数字相移器［＝希尔伯特（Ｈｉｌｂｏｒｔ）变换器＝正交信号产生器］，对它加上一个用于形成正交信号的数字信号；一个用于数字 与正交信号的调整电路，它的输出给出了属于ｘ′—ｙ′坐标系统中第一个半象限的对应的数字象限信号（ｘ′、ｙ′）；和一个提供商ｙ′／ｘ′的反正切函数的电路，并包括一个只读存贮器；其特征在于：本电路的组成有：一个多输入端加法器（ｍａ）， 一个第ｎ级（ｓｎ），和ｎ—１个相同级（ｓ１……ｓｎ—１）［ｎ为预定的象限信号（ｘ′，ｙ′）的最大位数］；这ｎ—１个相同级的每个组成是：一个加法器（ａｄ）；一个减法器（ｓｂ）；因数为２↑〔－ｒ〕的第一和第二常数乘法器（ｍ１，ｍ２）（这里ｒ ＝１……ｎ—１）；第一，第二和第三电子转换开关（ｕ１、ｕ２、ｕ３）；和一个用于ａｒｃｔａｎ ２↑〔－ｒ〕的只读存贮器２（ｒｍ１）。在第一级（ｓ１）中，第一个象限信号（ｘ′）连接到加法器（ａｄ）、第一常数乘法器（ｍ１）、和第一转换开关（ｕ １）的第...
【技术特征摘要】
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 1/4 到 1/2 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′所形成的失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arctan 2-r(反正切)的只读存贮器rm1，即只存贮arctan 2-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连到各自的输出，而当符号为正时，各个开关的第二输入连到各自的输出。第n级sn的组成有因数2-n的常数乘法器mn，它的第一输入端连接到第(n-1)级sn-1的第一开关u1的输出端;减法器sbn，它的被减数输入端m连接到前级sn-1的第二开关u2的输出，而它的减数输入端s连接到常数乘法器mn的输出;开关un，它的第一输入端为“0”;以及arctan 2-n的只读存贮器rmn，它的输出连接到开关un的第二输入，开关un的输出端连接到多输入端加法器ma，而它的控制输入端连接到减法器sbn的符号输出sg。图2所示的第二种解决方案与图1的第一种方案的主要不同是从j+1级开始，(j可以是4到8之间的整数)。图1中的只读存贮点rm1被省略了，这是因为有自变量2-j，相应的正切值能够以具有足够精度的自变量本身来代替，因此在图2装置中，前面的j级在设计上与图1的s1……sn-1级是相同的，图1的减法器sb现被定义为第一减法器sb1。图2所示的第二种解决方案中包括n-j-1个相同的单元，而不是像图1那样的n-j-1个相同的级;它包含一个第(n-j)单元zn，而不是如图1的第n级。图2的装置还包括(n-j)级寄存器rg，它的并行输出连到多输入端加法器ma的一个输入端。不同于图1装置里的加法器，在那里它有n个输入端，因此必须执行n-1次加法，而这里的多输入端加法器ma只有j+1输入端，只须执行j次加法，所以与图1相比占有较小的基片面积。图2所示的单元sj+1代表了这相同单元的每一个，它的组成有因数为2-r′的第三常数乘法器m3，这个乘法器的第一个输入连接到第j级sj的第一开关u1的输出;第四开关u4，它的第一输入在第j+1单元中连接到第j级sj的第二开关u2的输出，而在后面的单元中开关u4的第一输入端连接到前一单元的第四开关的输出;第二减法器sb2，它的被减数输入端m和减数输入端s分别连接到第四开关u4的第一输入端和第三常数乘法器m3的输出端。而减法器sb2的输出端连接到第四开关的第二输入端，它的符号输出sg连接到第四开关u4的控制输入端;反向器iv，它的输入端连接到第四开关u4的符号输出端sg。在上面的因数2-r′中，r′等于j+1……n-1。在这种方案之中，如图1一样，当相当并联的减法器sb1、sb2，的符号输出端的符号sg为负时，开关u1、u2、u3(在级s1……sj中)和u4(在诸单元中)的第一输入端连接到输出端，而当符号输出端的符号sg为正时，这些开关的第二输入端连接到输出端。第(n-j)个单元zn的组成有因数为2-n的常数乘法器mn，它的第一输入端连接到第j级sj的第一开关u1的输出;减法器sbn，它的被减数输入端m和减数输入端s分别连接到第四开关u4的输出端和常数乘法器mn;反相器ivn，它的输入连接到减法器sbn的符号输出sg。所有的反相器iv……ivn的输出端，按照它们的权，连接到寄存器rg的级输入端，而寄存器rg的并行输出连接到多输入端加法器ma的一个输入端。ma的输出提供了数字相位价测信号dp，它位于x′-y′坐标系统的第一个半象限，即0°到45°之间。在图中，内部引线只是以简单的线表示，没有考虑线路的具体实施。然而，这并不能阻碍了解，象限信号x′、y′的并行也是可能的。在这种情况下，内部的引线是常规的总线，它的并列线的数目对应于被处理的数字字的位数。此时，加法器、减法器、乘法器、和转换开关都是相应的并行处理部件。如果要求高速信号处理可选用此种实施方案，其总体设计可通“流水线技术”来实现。如果高的信号处理速度不是如此重要的，本发明的两种实施方案可以通过多路转换技术简化，即级和单元的总数小于象限信号x′、y′的位数，而且在每个处理周期要几次通过一个单元。本发明的两特实施方案是基于这样的考虑用两个代换u＝x′+by′;v＝x′-by′，它的相角dp可以通过关系式dp＝arctan u/v+arctanb来定义，如果发明是用二进制电路实施的，则b＝2-r。本发明也是基于上述关系式的递归应用。本发明很适于做成集成电路，特别是MOS电路，即绝缘栅型场效应晶体管电路。在音频系统中本发明的具体应用是在一个美国标准化的调幅(AM)立体广播系统中的检测、电视声音信号的检测、和甚高频(VHF)广播信号的检测。本发明也能用于顺序存贮的彩色信号解调和用在磁图象记录，如录象机中。权利要求1.数字相位检测器包括一个模数转换器，用于把被检测的模拟信号转换为数字信号，并通过一个时钟信号同步；一个...
【专利技术属性】
技术研发人员：申克门埃加特，
申请(专利权)人：德国ITT工业有限公司，
类型：发明
国别省市：DE[德国]
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