用于多频率输出发生器的信道频率发生器

本发明一般涉及用于多频率输出发生器的信道频率发生器，特别涉及微处理器控制的电缆电视信道发生器，其相位锁定一捷变频率的调制输出到梳式发生器产生输出的任意一选择信道上的相同的频率上。

一般说，锁相回路是一种能用于同步具有中频率IF信号相位的本机可调的振荡器信号的电路，或者更概括地说，该电路在于控制振荡器或间歇频率发生器，以便使其与相关的基准信号源具有恒定的相位角。

问题的起因在于试图锁相一捷变频率调制输出到梳式发生器所产生的特定齿的相同频率上，在现有技术中，专门设计并调谐到所要求的梳齿的电路，以便于形成增量相关频率，要做到使捷变频率调谐到从大量梳式频率中选择的所要求的频率上，这样操作是困难和昂贵的。

例如，在一种配置中，一梳式发生器(可产生离散的有规则的间隔频率的电路)可用于电缆电视系统的起始部分，以产生相应于由该起始部分所提供的大量信道中的每一个的输出频率。可用于与调谐有关的相干梳式发生器(harmonically related coherent HRC)和增量有关的相干梳式发生器(incrementally related coherent-IRC)这两种类型的梳式发生器之一，MRC梳式发生器可提供54MHZ，60MHZ，66MHZ，并直达到最大信道频率的信道；IRC梳式发生器可完成类似的作用，除每个信道被平移(位移)的频率增加1.25MHZ的情况之外(例如55.25MHZ，61.25MHZ，67.25MHZ等等)。IRC梳式发生器提供的信号由两个频率分量形成：一个间隔频率和一个平移频率。通常，这些频率同起始部分的输入视频IF信号不是相位相干，从而，由于这两个信号的非相干相位，使得相位锁定该视频IF信号到IRC梳式发生器产生的频率变得复杂。

在通常的固定信道电缆电视系统中，利用一带通滤波器来选定梳式发生器的特定的齿作为所要求的信道和从该起始部分输出的频率函数，例如为了调谐信道3在61.25MHZ处。一固定的信道转换器包括被调谐到那个特定梳式信道的一带通滤波器，为了调谐不同信道，该带通滤波器必须变化，在现有技术中含有滤波器的整个组件必须有所变化。

在已知的配置中滤波过的梳齿频率同所要求输出信道的本机振荡器相混合，以产生45.75MHZ的分量通过改变本机振荡器频率锁相到调制IF信号上。Scientific Atlanta 6350型这一已知系统是一CATV高质量固定信道调制器。在电缆电视业务中，当使用HRC和IRC发生器中的任何一个时，希望用捷变频率单元代替固定信道单元，以便达到操作灵活的目的。

在单个梳式发生器中，目前某些电缆电视起始部分相位锁定每信道的输出信号到一特定齿，这些梳式发生器产生大量的相等间隔的操作频率(即用于IRC的55.25NHZ，61.25MHZ，67.25NHZ等等)。在大部分固定信道输出频率应用中，对于所要求输出信道频率相对应的一适应的齿用于提供相位锁定信号。IRC梳式发生器在用捷变频率的情况下，相位锁定是特别困难的。因为该分量信号频率同所涉及的IF信号频率是非相干的。因此当一捷变频率可逆转换器用于这些起始部分操作和每一次要求一新的输出频率时，该滤波器用于选择将被改变的适当的梳齿，从而抵消了捷变频率系统的大部分优点。

在使用IRC梳式发生器，对于这些起始部分所产生的问题，是由于使用两个频率过去常常产生梳状信号。图1表明典型的IRC梳式发生器的分量信号。第一个分量Fs是信道之间(通常6MHZ)的标准间隔的频率；第二个分量Ft是平移频率(例如277.25MHZ)。为了精确同步IRC梳式发生器的有关的齿和可逆转换器的输出频率，必须使用这两个分量。

相应地，本发明的一个目的就是锁相一捷变频率调制输出到与梳式发生器产生输出的任一选择信道的相同频率上。

本发明进一步的目的是，在第二中间频率上用减掉在调制输入信号中的频率误差以消除其影响。

综合这些目的，在现有技术中所涉及的问题的解决是通过选择IRC梳式发生器输出的两个齿。由于带通滤波器(和组件)，对于每一要求的信道频率来说不能改变，每一可逆转换器同从相同的两个梳齿来的信号相混合，从而，该带通滤波器可以保持固定梳齿。

按照本发明提供了一种用于多频率输出发生器的一个信道频率发生器，它用锁相回路响应于多频率输出发生器的选择输出，关于选择频率，通过在预定的频率间隔处调制输入信号，在一个选择频率上来提供频率相干输出。

当参照下列相应附图所作的详细描述之后，将会对本发明及其优点有更全面的了解并更容易明白本发明。

图1是说明本发明一个实施例的方框图。

最佳实施的详细描述：表1是下面将要讨论的所利用的规定参数。

                       表1

Fs-梳式间隔分量的频率；

Ft-梳式平移分量的频率；

Nm-分数值共约数为If，梳式发生器和两个相乘链所共有。

Na-间隔分量分隔比率；

N-选择所要求的梳式频率的整数值；

F_IF-IF输入频率；

B-选择所要求的输出频率的整数。

i-整数。

参考图1，多频率输出发生器10，它在该最佳实施例中是-IRC梳式发生器，包括频率源12和频率源13，虽然在这里描述的是IRC梳式发生器，但本发明并不局限于这一方面和其它多频率输出发生器，如HRC梳式发生器也可使用。频率源12形成一具有频Fs等于6MHZ的信号，Fs表示梳式间隔分量的频率。频率源13形成一具有频率FT等于277.25MHZ的信号，F_T表示梳式平移分量的频率。应当注意到，这些频率作为实施例的一个例证是能使用在电缆电视系统中的。但是本发明并不局限于这一方面。频率12和13的输出由混频器17相乘而产生梳式输出，该梳式输出包含的频率可以由方程式(1)来确定。 $>>>F>T>>\pm >>\Sigma >i>>>F>S>>*>>(>i>)>>>s>$

该方程式在方框25中示出。这样，如上所指示的，输出频率由两个分量产生：第一间隔分量Fs和第二平移分量F_T。该输出信号同该间隔分量Fs和该平移分量F_T的积构成相位相干。

如在30处所表明的，根据本发明，从梳式频率中选择第一和第二梳式输出(即两齿)。在方程式(2)，(3)中表明了所选定齿的特征：

            F_T±Fs*(N+1)       (2)

            F_T±Fs*N           (3)作为利用在电缆电视场合中的该实施例所选定的频率分别为55.25MHZ和61/25MHZ，虽然本发明并不局限于这方面。虽然可以选取各种频率，但更可取的是利用梳式发生器最低的接近的频率或梳式发生器的齿，达到尽可能简单的设计。

如所指明的，所选定的频率由混频器40相乘。混频器40的输出送到带通滤波器45，这样产生了6MHZ间隔频率Fs。这6MHZ信号接着被由图所示的47处所表明的除法器加以分隔。分隔比率N_A是依赖于硬件实现，并且是选择的，以降低涉及例如滤波器系数方面的设计的复杂性。在该实施例中N_A已被选定为24，产生一具有

                  Fs/N_A          (4)或250KHZ频率的输出信号。那么的Fs等于6MHZ以及N_A等于24。

选定的61.25MHZ信号也送到除法器50上去。除法器50具有3584的分隔比率N_m分隔比率N_m为下面将描述的IF，梳式发生器和两个相乘链所共有，并被下面将详细描述的方式所选择。除法器50的输出信号具有 $>>>>>F>T>>\pm >Fs>*>N>>Nm>>->->->>(>5>)>>>s>或近似17KHZ的频率，其中F$_T±Fs*N等于61.25MHZ和Nm＝3584千。

如所表明的，由方程式(4)和(5)所表示的输出由混频器60相乘，形成一具有 $>>>>F>S>>>N>A>>>->[>>>>F>T>>\pm >>F>S>>*>N>>>N>m>>>]>>s>$

或近似233KHZ(即250KHZ-17KHZ)频率的输出信号。混频器60的输出送到混频器74。

方程式(4)所表示的输出信号也利用在所涉及的通常表明为100的较低的锁相回路电路(较低回路)中。由方程式(4)表示的输出信号送到乘法器80，乘法80将该频率乘以系数(N_m+N_AB)以产生一具有 $>>>Fs>>N>A>>>>(>>N>m>>+>>N>A>>B>)>>->->->>(>7>)>>>s>频率的输出。这个方程式表示在方框82中。较低回路100的输出随着送到混频器95。$

来自频率源14的近似45.75MHZ的非相干IF输入，送到除法器102。虽然本发明并不局限于这一方面，但在一个最佳实施例中，这个IF输入在电缆电视系统的起始部分中表示送到一个特定信道模件的输入视频信号。该IF输入也可以代表在其它通讯类型，例如雷达或卫星通讯系统的引入的信号。如上所述，除法器102具有N_m或3584的分隔比率，除法器102的输出具有： $>>>>F>IF>>>N>m>>>->->->>(>8>)>>>s>或近似13KHZ频率。其中F$_IF于45.75MHZ和N_m等于3584。

如已知的除法器102的输出送到混频器74，如上所述，混频器60的输出也送到混频器74上。混频器74的输出具有： $>>>>F>S>>>N>A>>>->[>>>>F>T>>\pm >>F>S>>*>N>>>N>m>>>]>->[>>>F>IF>>>N>m>>>]>->->->>(>9>)>>>s>$

或近似220KHZ(即233KHZ-13KHZ)的频率。

混频器74的输出由乘法器104相乘，相乘系数是N_m或3584。乘法器104的输出信号具有： $>>>>>F>S>>>N>m>>>>N>A>>>->[>>F>T>>\pm >>F>S>>*>N>+>>F>IF>>]>->->->>(>10>)>>>s>或近似789MHZ(即22KHZ*3584)的频率。$

乘法器104的输出送到混频器120，在那里它由45.75MHZ F_IF信号相乘，来自混频器120的输出信号具有： $>>>>>F>S>>>N>m>>>>N>A>>>->>F>T>ver>>+>->>>F>S>>*>N>->->->>(>11>)>>>s>或近似834.75MHZ(即789MHZ+45.75MHZ)的频率。混频器120的输出信号送到混频器95，如已表示的，在那里它由来自较低回路100的输出相乘。以产生$

                  F_T±F_s*N+FsB            (12)或61.25MHZ(如果B＝0)的频率相干输出。

这样，本发明的目的是追踪输入视频IF信号和两个IRC频率分量之间相位误差，为了消除该相位误差，并去消该IF信号，本发明的电路重现第一和第二输入信号分量，并用F_IF信号相位锁定它们。变量N选择梳式发生器的一任意齿。B变量是一可允许捷变信道选择的偏移变量。

本发明通过提供一种用于来自捷变频率可逆转换器的信号，锁定到来自HRC或IRC梳式发生器两者之一的信号的装置和方法，克服了在现有技术中迂到的问题，而且不用修改或改变现有的梳式发生器。

最广义而言，本发明外差该IF信号使之成为一输出载波频率，这样该输入锁相到梳式发生器输出中的相应频率。该外差处理仅仅使用来自梳式发生器输出的两上基准频率来完成，该外差输出假设相等，而不管哪一个梳式输出频率。

如上所述，本发明并不局限于上述指定的变量N_m和N_A那些值。进一步说，一梳式发生器的任何两齿都可使用。这些系统现在由所要求的混频器120的输出频率，即第二个的IF输出频率来确定。该输出频率一般由方程式 $>>>F>3>>=>>>F>S>>j>>*>>>N>m>>>N>A>>>->>F>2>>->->->>(>13>)>>>s>给出，那儿j等于齿间的间隔分量数，Fs等于选定间的频率差，F$₃是第二的IF频率和

     F₂＝F_TF_s*N                                  (14)在上述实施例中，j等于1，因为利用的是相邻的梳齿。对于j，N_m和N_A满足这些方程式的任何值都可使用。但是，在实际上，这些值受设计上的需要所限制。

本发明的最佳实施例方面已做了详细说明，但是这些实施例，但是仅仅是举例，本发明并不局限于这些。熟悉本技术领域的技术人员会很容易理解，根据本发明从属权利要求所限定的范围可以很容易制成其他变形成改形。