集成无线音视频发射芯片、具有集成无线音视频发射芯片的设备

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集成无线音视频发射芯片、具有集成无线音视频发射芯片\n的设备\n技术领域\n[0001] 本实用新型涉及微电子领域，尤其涉及一种集成无线音视频发射芯片、具有集成无线音视频发射芯片的设备。\n背景技术\n[0002] 与传统的模拟电视相比，数字电视拥有无可比拟的优点，如频谱利用率高、保密性好以及可互动操作等。为了高效利用宝贵的无线资源，世界各国都在紧锣密鼓地进行模拟电视到数字电视的转换，即停止播出模拟电视信号，改播数字电视信号；并且，各国均为本国的模数转换工作设置了一个最后时间点。因此，可以说，数字电视是大势所趋。基于此，电视机生产厂商已经逐渐将各种地面数字电视接收设备内置于数字电视中，可以方便用户使用，也可以避免机顶盒带来的困扰。当然，在某些地区，机顶盒还拥有较大的市场。但无论如何，数字电视接收设备已经广泛存在于普通家庭中。另一方面，目前，许多家庭不仅拥有电视机，还拥有电脑、DVD、游戏机、蓝光播放机、卡拉OK系统等家庭影音设备。人们往往需要将譬如电脑上的音视频传送到电视机播放，以获得更舒服的用户体验；当然，人们也常常需要将其它设备（如DVD、游戏机、蓝光播放机、卡拉OK系统等）上的音视频内容传送到电视机上播放。如果设备之间均用线缆连接，家庭将会凌乱不堪。因此，近年来，人们热衷于采用无线传输技术来替代线缆连接。\n[0003] 如图1所示，为现有技术中无线数字电视发射机的框架示意图，无线发射机主要包括：单频网适配器11、基带调制板12、激励器13和高功率放大器14。其中，单频网适配器11利用GPS定时信息实现单频网中不同发射机的时间同步和频率同步，基带调制板12实现基带调制功能，激励器13利用模拟电路实现上变频处理，高功率放大器14放大激励器\n13输出的信号。一般情况下，高功率放大器14的输出功率可以达到几百瓦或几千瓦。\n[0004] 现有的无线数字电视发射机的发射功率较大，成本较高。\n实用新型内容\n[0005] 本实用新型提供一种集成无线音视频发射芯片、具有集成无线音视频发射芯片的设备，用以实现低功率、低成本的无线音视频发射。\n[0006] 本实用新型提供一种集成无线音视频发射芯片，其特征在于，包括：\n[0007] 信道传输处理器，用于根据数字电视传输标准，对音视频信号进行处理；\n[0008] 发射前端，用于根据射频信号目标频率，对所述信道传输处理器处理后的音视频信号进行处理，得到射频信号；\n[0009] 其中，所述信道传输处理器和所述发射前端集成在单个的集成电路中。\n[0010] 本实用新型还提供一种具有集成无线音视频发射芯片的设备，其特征在于，包括：\n[0011] 射频信号输出天线或天线接口；\n[0012] 集成无线音视频发射芯片，与所述射频信号输出天线或天线接口连接，包括：\n[0013] 信道传输处理器，用于根据数字电视传输标准，对音视频信号进行处理；\n[0014] 发射前端，用于根据射频信号目标频率，对所述信道传输处理器处理后的音视频信号进行处理，得到射频信号；\n[0015] 其中，所述信道传输处理器和所述发射前端集成在单个的集成电路中。\n[0016] 在本实用新型中，由于信道传输处理器和发射前端集成在单个的集成电路中，而集成电路的发射功率很小并且成本较低，从而实现了低功率、低成本的无线音视频发射。\n附图说明\n[0017] 图1为现有技术中无线数字电视发射机的框架示意图；\n[0018] 图2为本实用新型集成无线音视频发射芯片第一实施例的结构示意图；\n[0019] 图3为图2所示集成无线音视频发射芯片的发射方法实施例的流程示意图；\n[0020] 图4为本实用新型集成无线音视频发射芯片第二实施例的结构示意图；\n[0021] 图5为图4所示集成无线音视频发射芯片的发射方法实施例的流程示意图；\n[0022] 图6为本实用新型集成无线音视频发射芯片第三实施例的结构示意图；\n[0023] 图7为本实用新型集成无线音视频发射芯片第三实施例中DDS的结构示意图；\n[0024] 图8为图6所示集成无线音视频发射芯片的发射方法实施例的流程示意图；\n[0025] 图9为本实用新型集成无线音视频发射芯片第四实施例的结构示意图；\n[0026] 图10为图9所示集成无线音视频发射芯片的发射方法实施例的流程示意图；\n[0027] 图11为本实用新型具有集成无线音视频发射芯片的设备实施例的结构示意图。\n具体实施方式\n[0028] 下面结合说明书附图和具体实施方式对本实用新型作进一步的描述。\n[0029] 集成无线音视频发射芯片第一实施例\n[0030] 如图2所示，为本实用新型集成无线音视频发射芯片第一实施例的结构示意图，可以包括信道传输处理器21和发射前端22，其中，信道传输处理器21和发射前端22集成在单个的集成电路中。\n[0031] 信道传输处理器21用于根据数字电视传输标准，对音视频信号进行处理；发射前端22用于根据射频信号目标频率，对信道传输处理器21处理后的音视频信号进行处理，得到射频信号。该射频信号可以在无线媒质中传播。其中，射频信号目标频率可以是固定在某一个频率上，也可以根据需要变化。例如：根据应用国家的不同、环境因素等选择期望的射频信号目标频率。\n[0032] 如图3所示，为图2所示集成无线音视频发射芯片的发射方法实施例的流程示意图，可以包括如下步骤：\n[0033] 步骤31、信道传输处理器21根据数字电视传输标准，对音视频信号进行处理；\n[0034] 步骤32、发射前端22根据射频信号目标频率，对处理后的音视频信号进行处理，得到射频信号。\n[0035] 在本实施例中，由于信道传输处理器21和发射前端22集成在单个的集成电路中，而集成电路的发射功率很小并且成本较低，从而实现了低功率、低成本的无线音视频发射。\n[0036] 由于本实施例的集成无线音视频发射芯片的功率很小并且成本较低，因此可以在私人范围（personal range）内进行无线音视频发射，例如：在家庭范围内、或100米范围内、或200米范围内、或300米范围内进行无线音视频发射。\n[0037] 在本实施例中，信道传输处理器21采用的数字电视传输标准可以包括地面数字电视广播标准、移动数字电视广播标准、卫星数字电视广播标准、以上标准的衍生标准、或自定义标准。例如：欧洲发布的DVB标准、美国发布的ATSC标准、中国发布的DTMB标准、中国发布的CMMB标准和日本发布的ISDB标准中的至少一种。换句话说，在本实施例中，信道传输处理器21可以支持单一标准信道编码，也可以支持多标准信道编码，拥有较高的性能。\n[0038] 在本实施例中，集成电路可以使用互补金属氧化物半导体（Complementary Metal-Oxide Semiconductor，简称：CMOS）工艺、BiCMOS工艺或任何其他想要采用的工艺或工艺的组合来制造。集成电路的封装面积小于或等于1600平方毫米，集成电路的封装高度小于或等于5毫米。例如：四列直插式扁平外壳（Quad Flat Package，简称：QFP）256引脚的封装体积如下：28mm*28mm*3.5mm；薄型QFP（Low profile QFP，简称：LQFP）256引脚的封装体积如下：28mm*28mm*1.4mm；圆片级封装（Wafer Level Package，简称：WLP）256引脚(引脚间距=0.5mm)的封装体积如下：8mm*8mm*0.64mm；球栅阵列（Ball Grid Array，简称：BGA）256引脚(引脚间距=1.0mm)的封装体积如下：17mm*17mm*1.76mm；细栅距球栅阵列（Low-profile BGA，简称：LBGA）256引脚(引脚间距=1.27mm)的封装体积如下：\n21mm*21mm*1.7mm。另外，集成电路可以被构造成使得射频信号的功率小于或等于1瓦，甚至可以低至几毫瓦，例如：5毫瓦，相较于现有技术中动辄数百瓦的输出功率，本芯片的输出功率非常小，而低功率的特点正契合了家庭应用的需求。\n[0039] 在本实施例中，发射前端22可以被构造成使得射频信号的频率处于UHF波段或VHF波段。\n[0040] 集成无线音视频发射芯片第二实施例\n[0041] 如图4所示，为本实用新型集成无线音视频发射芯片第二实施例的结构示意图，本实施例在包括信道传输处理器21和发射前端22的基础上，还可以包括控制器24，与信道传输处理器21连接，控制器24与信道传输处理器21和发射前端22一起集成在单个的集成电路中。控制器24用于选择数字电视传输标准。控制器24可以采用微控制单元（Micro Controller Unit，简称：MCU）或数字信号处理器（Digital Signal Processor，简称：DSP）实现。\n[0042] 再参见图4，本实施例在信道传输处理器21和发射前端22的基础上，还可以包括功率放大器23，与发射前端22连接，并且与信道传输处理器21和发射前端22一起集成在单个的集成电路中。功率放大器23用于对发射前端22输出的射频信号进行功率放大。经过功率放大的射频信号再进行无线传播。进一步地，为了便于应用，功率放大器23可以被构造成功率放大增益可调，从而可以根据需要，设置合适的功率放大增益。控制器24还可以与功率放大器23连接，用于选择功率放大器23的功率放大增益。\n[0043] 再参见图4，控制器24还可以与发射前端22连接，用于选择射频信号目标频率。\n[0044] 在本实施例中，控制器24可以被构造成可编程控制器。\n[0045] 再参见图4，在本实施例中，发射前端22可以包括数模转换器221、本地振荡信号发生电路222和上变频电路223。数模转换器221与信道传输处理器21连接，上变频电路\n223分别与数模转换器221和本地振荡信号发生电路222连接，本地振荡信号发生电路222与控制器24连接。\n[0046] 在本实施例中，数模转换器221用于将信道传输处理器21处理后的音视频信号转化为音视频模拟信号；本地振荡信号发生电路222用于根据射频信号目标频率，生成本地振荡信号；上变频电路223用于接收音视频模拟信号、本地振荡信号作为输入，将射频信号作为输出。\n[0047] 其中，上变频电路223可以被构造成直接将音视频模拟信号转换为射频信号，也可以被构造成先将音视频模拟信号经过至少一次变频处理转换为中频信号，再将中频信号转化为射频信号。\n[0048] 进一步地，再参见图4，本地振荡信号发生电路222可以包括频率合成器2221和驱动器（buffer）2222，驱动器2222的输入端与频率合成器2221的输出端连接，驱动器2222的输出端与上变频电路223连接，频率合成器2221的输入端与控制器24连接。频率合成器2221根据射频信号目标频率，输出期望频率的本地振荡信号，驱动器2222对频率合成器\n2221输出的本地振荡信号进行放大。频率合成器2221可以采用多种结构实现，例如：锁相环（PLL）、锁频换（FLL）或其他期望的振荡产生电路。\n[0049] 在本实施例中，信道传输处理器21可以被构造成输出I路信号和Q路信号，数模转换器221被构造成将I路信号转换为I路模拟信号，将Q路信号转换为Q路模拟信号；其中，数模转换器221可以采用时分复用的方式将I路信号转换为I路模拟信号，将Q路信号转换为Q路模拟信号；另外，数模转换器221可以包括两个数模转换器，其中一个数模转换器将I路信号转换为I路模拟信号，另一个数模转换器将Q路信号转换为Q路模拟信号。本地振荡信号发生电路222被构造成生成第一本地振荡信号和第二本地振荡信号，第一本地振荡信号与第二本地振荡信号的频率相同、相位不同；优选地，第一本地振荡信号与第二本地振荡信号的相位相差90度，可选地，第一本地振荡信号与第二本地振荡信号的相位相差\n120度。上变频电路223被构造成接收I路模拟信号、Q路模拟信号、第一本地振荡信号、第二本地振荡信号作为输入，将射频信号作为输出。\n[0050] 再参见图4，为了产生第一本地振荡信号和第二本地振荡信号，本地振荡信号发生电路222还可以包括移相器2223，连接在频率合成器2221和驱动器2222之间，用于对频率合成器2221输出的本地振荡信号进行相位调整，得到第一本地振荡信号和第二本地振荡信号。\n[0051] 如图5所示，为图4所示集成无线音视频发射芯片的发射方法实施例的流程示意图，在图3所示流程示意图的基础上，步骤31之前可以包括如下步骤：\n[0052] 步骤51、控制器24基于可编程设置，选择数字电视传输标准；\n[0053] 步骤32之前可以包括如下步骤：\n[0054] 步骤52、控制器24基于可编程设置，选择射频信号目标频率。\n[0055] 步骤32可以包括如下步骤：\n[0056] 步骤321、数模转换器221将信道传输处理器21处理后的音视频信号转化为音视频模拟信号；\n[0057] 步骤322、本地振荡信号发生电路222根据射频信号目标频率，生成本地振荡信号；\n[0058] 步骤323、上变频电路223将音视频模拟信号、本地振荡信号进行混频，生成射频信号。\n[0059] 其中，步骤321和步骤322之间没有严格的时序关系，步骤323位于步骤321和步骤322之后，步骤52位于步骤322之前。\n[0060] 在步骤323中，上变频电路223可以经过一次混频将音频模拟信号转换为射频信号，也可以先将音视频模拟信号与本地振荡信号进行混频，生成中频信号，再将中频信号与本地振荡信号进行混频，生成射频信号。\n[0061] 当信道传输处理器21处理后的音视频信号包括I路信号和Q路信号时，在步骤\n321中，数模转换器221将I路信号转换为I路模拟信号，将Q路信号转换为Q路模拟信号；\n在步骤322中，本地振荡信号发生电路222根据射频信号目标频率，生成第一本地振荡信号和第二本地振荡信号，第一本地振荡信号与第二本地振荡信号的频率相同、相位不同；在步骤323中，上变频电路223将I路模拟信号和Q路模拟信号与第一本地振荡信号和第二本地振荡信号进行混频，生成射频信号。\n[0062] 再参见图5，步骤323之后还可以包括如下步骤：\n[0063] 步骤54、功率放大器23对射频信号进行功率放大。\n[0064] 可选地，步骤54之前还可以包括如下步骤：\n[0065] 步骤53、控制器24基于可编程设置，选择功率放大增益。\n[0066] 集成无线音视频发射芯片第三实施例\n[0067] 如图6所示，为本实用新型集成无线音视频发射芯片第三实施例的结构示意图，与图4所示结构示意图的不同之处在于，发射前端22可以包括第一直接数字式频率合成器（Direct Digital Synthesizer，简称：DDS）224。第一DDS 224与信道传输处理器21连接。\n第一DDS 224还与控制电路24连接。\n[0068] 第一DDS 224用于根据射频信号目标频率和信道传输处理器21处理后的音视频信号，生成射频信号。\n[0069] DDS是从相位概念出发直接合成所需波形的一种频率合成技术。如图7所示，为本实用新型集成无线音视频发射芯片第三实施例中DDS的结构示意图，可以包括依次串联连接的相位累加器71、加法器72、波形存储器73、数模转换器221和低通滤波器74。\n[0070] 相位累加器71在时钟信号fC的控制下以频率控制字K作累加，输出的N位二进制码与波形控制字W在加法器72中相加后作为波形存储器73的地址，对波形存储器73进行寻址，波形存储器73输出幅度码S(n)，幅度码S(n)经数模转换器221变成阶梯波S(t)，再经过低通滤波器74平滑后就可以得到合成的信号波形。合成的信号波形形状取决于波形存储器73中存放的幅度码，因此用DDS可以产生任意波形。波形存储器73可以采用ROM。\n[0071] K被称为频率控制字，也叫相位增量。DDS方程为f0=fCK/2N，f0为输出频率，fC为时钟频率，N为相位累加器71的字长。当K=1时，DDS输出最低频率(也即频率分辨率)为N\nfC/2，而DDS的最大输出频率由奈奎斯特（Nyquist）采样定理决定，即fC/2，也就是说K的N\n最大值为2-1。因此，只要N足够大，DDS可以得到很细的频率间隔。要改变DDS的输出频率，只要改变频率控制字K即可。\n[0072] 在本实施例中，射频信号目标频率可以作为频率控制字K，信道传输处理器21处理后的音视频信号可以作为波形控制字W。\n[0073] 在本实施例中，DDS 224起到频率调制的作用，将信道传输处理器21处理后的音视频信号调制为目标频率的射频信号。\n[0074] DDS具有低成本、低功耗、高分辨率和转换速度快等特点，使得芯片的成本较低，同时使得芯片的性能较高。\n[0075] 如图8所示，为图6所示集成无线音视频发射芯片的发射方法实施例的流程示意图，与图5所示流程示意图的不同之处在于，步骤321-步骤323可以替换为如下步骤：\n[0076] 步骤81、采用第一DDS 224，根据射频信号目标频率和处理后的音视频信号，生成射频信号。\n[0077] 步骤81位于步骤52之后。\n[0078] 集成无线音视频发射芯片第四实施例\n[0079] 如图9所示，为本实用新型集成无线音视频发射芯片第四实施例的结构示意图，与图4所示结构示意图的不同之处在于，发射前端22可以包括第二DDS 225、本地振荡信号发生电路222和上变频电路223，第二DDS 225与信道传输处理器21连接，上变频电路223与第二DDS 225和本地振荡信号发生电路222连接。\n[0080] 在本实施例中，第二DDS 225用于将信道传输处理器21处理后的音视频信号转化为中低频模拟音视频信号；本地振荡信号发生电路222用于根据射频信号目标频率，生成本地振荡信号；上变频电路223用于接收中低频模拟音视频信号、本地振荡信号作为输入，将射频信号作为输出。\n[0081] 其中，在第二DDS 225中，参见图7，可以通过频率控制字K来控制中低频模拟音视频信号的频率，频率控制字K可以是固定值，也可以是可变值。当频率控制字K可变时，第二DDS可以与控制器24连接，控制器24用于设置频率控制字K。\n[0082] 本地振荡信号发生电路222可以包括频率合成器2221和驱动器（buffer）2222，驱动器2222的输入端与频率合成器2221的输出端连接，驱动器2222的输出端与上变频电路\n223连接，频率合成器2221的输入端与控制器24连接。频率合成器2221根据射频信号目标频率，输出期望频率的本地振荡信号，驱动器2222对频率合成器2221输出的本地振荡信号进行放大。频率合成器2221可以采用多种结构实现，例如：锁相环（PLL）、锁频换（FLL）或其他期望的振荡产生电路。\n[0083] 如图10所示，为图9所示集成无线音视频发射芯片的发射方法实施例的流程示意图，与图5所示流程示意图的不同之处在于，步骤321-323可以替换为如下步骤：\n[0084] 步骤101、采用第二DDS 225，将处理后的音视频信号转化为中低频模拟音视频信号；\n[0085] 步骤102、本地振荡信号发生电路222根据射频信号目标频率，生成本地振荡信号；\n[0086] 步骤103、上变频电路223将中低频模拟音视频信号与本地振荡信号进行混频，生成射频信号。\n[0087] 其中，步骤101和步骤102之间没有严格的时序关系，步骤103位于步骤101和步骤102之后，步骤52位于步骤102之前。\n[0088] 具有集成无线音视频发射芯片的设备实施例\n[0089] 如图11所示，为本实用新型具有集成无线音视频发射芯片的设备实施例的结构示意图，包括射频信号输出天线或天线接口111和集成无线音视频发射芯片112，集成无线音视频发射芯片112与射频信号输出天线或天线接口111连接。其中，射频信号输出天线或天线接口111指的是该设备可以包括射频信号输出天线，也可以只包括射频信号输出天线接口。集成无线音视频发射芯片82可以为前述集成无线音视频发射芯片第一实施例、第二实施例或第三实施例中的芯片，在此不再赘述。\n[0090] 其中，发送给集成无线音视频发射芯片112的音视频信号可以由该便携设备本身获取，例如：通过便携设备本身携带的摄像头和话筒获取。发送给集成无线音视频发射芯片\n112的音视频信号也可以是由外部设备发送给便携设备，此时，该便携设备还可以包括音视频信号输入接口113。音视频信号输入接口113也可以与射频信号输出天线或天线接口111实现复用。\n[0091] 在本实施例中，该设备可以为多媒体播放器、便携设备、手持设备或车载移动设备。例如：便携式笔记本、蜂窝电话、MP4播放器、数码相机、数码摄像机等等。\n[0092] 在本实施例中，该设备的体积小于或等于30000立方厘米，重量小于或等于20千克。对于不同的设备，体积和重量又有所不同。例如：对于手持设备，其体积可以达到：长小于或等于15厘米，宽小于或等于9厘米，高小于或等于1厘米，重量小于或等于250克。对于便携设备，其体积可以达到：长小于或等于40厘米，宽小于或等于30厘米，高小于或等于\n4厘米，重量小于或等于3千克。\n[0093] 最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本实用新型进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本实用新型的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本实用新型技术方案的精神和范围。