專利名稱：3波段tv－rf輸入電路的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及具有RF耦合設(shè)備的TV-RF輸入電路，經(jīng)該RF耦合設(shè)備，將天線輸入耦合到第一、第二和第三并聯(lián)的可調(diào)諧RF諧振電路，用于頻率基本上彼此接續(xù)的第一、第二和第三TV頻帶中的期望頻率的并聯(lián)選擇，所述RF耦合設(shè)備具有更加改進(jìn)的噪聲系數(shù)。
本發(fā)明特別與對例如在TV上觀看廣播內(nèi)容，或在例如移動配件等等的一部分的矩陣顯示器上觀看模擬和數(shù)字廣播內(nèi)容帶來改進(jìn)的TV調(diào)諧器和TV前端有關(guān)。
背景技術(shù)：
在已知的TV調(diào)諧器中，分別在相互并聯(lián)安置在一端上的耦合設(shè)備和另一端上的調(diào)諧器的TV-IF輸出端間的第一、第二和第三信號通路中安置第一、第二和第三RF諧振電路。經(jīng)由到RF諧振電路的每一個(gè)的RF耦合設(shè)備，在寬頻帶中應(yīng)用天線的整個(gè)TV接收信號。RF諧振電路可從一個(gè)公共調(diào)諧電壓并聯(lián)調(diào)諧到基本上彼此接續(xù)的TV頻帶。在第一、第二和第三RF諧振電路的幫助下，分別在約45MHz至160MHz、160MHz-470MHz和470MHz-860MHz的TV頻帶中，選擇TV頻道。每一信號通路包括在RF諧振電路的下游安置的放大器級，該級還充當(dāng)波段開關(guān)，并在另一可調(diào)諧TV頻道濾波器和混頻器級后以便從調(diào)諧振蕩器施加振蕩器混頻信號。通過開關(guān)信號，激活信號通路的一個(gè)。即，經(jīng)由用于另外的選擇的波段開關(guān)，接通在信號通路的一個(gè)中的波段開關(guān)前的RF諧振電路中選擇的TV頻道并轉(zhuǎn)換成TV-IF信號。
在US4,851,796中所述的現(xiàn)有技術(shù)調(diào)諧器中，TV-RF輸入電路的特征在于分別在第一和第二電感并聯(lián)支路中，安置相互相同數(shù)量級的第二和第三串聯(lián)電感，所述第二和第三串聯(lián)電感在一端耦合到在電容串聯(lián)支路中安置的電容器的任一端，以及在另一端分別耦合到第二和第三RF諧振電路，所述第一串聯(lián)電感為兩個(gè)其他串聯(lián)電感的每一個(gè)的至少幾倍大。在該現(xiàn)有技術(shù)調(diào)諧器的實(shí)施例中，其中，第一、第二和第三TV頻帶基本上在45和160MHz、160和470MHz以及470MHz和860MHz間，TV-RF輸入電路的特征在于第一、第二和第三串聯(lián)電感至少部分補(bǔ)償分別耦合到此的、用于分別調(diào)諧第一、第二和第三頻帶內(nèi)的變化的RF諧振電路的阻抗變化，以及將這些阻抗與天線阻抗匹配。
從1990以來，US4,851,796的TV-RF輸入電路已經(jīng)用于TV的陸地模擬接收機(jī)。US4,851,796的TV-RF輸入電路的稍微改進(jìn)的原理仍然在使用中并且現(xiàn)在擴(kuò)展用于數(shù)字陸地。該輸入電路仍然優(yōu)于開關(guān)2波段原理以及是用于大屏幕平板TVs(PDP、LCD、投影儀)的高性能模擬/數(shù)字調(diào)諧器的基礎(chǔ)。然而，特別地對數(shù)字和模擬的停播(off-air)和移動應(yīng)用，必須解決許多問題。
對于抗擾性，與現(xiàn)有的模擬TV發(fā)射機(jī)相比，數(shù)字TV發(fā)射機(jī)從開始大大地降低發(fā)射功率。這些發(fā)射機(jī)以及除此之外的現(xiàn)有的民用波段和傳統(tǒng)的FM無線電仍然在使用中，直到2010或以后為止。如果有的話，可預(yù)料對于寬帶天線這些發(fā)射機(jī)將帶來問題，無論它是移動還是固定的，直到最終斷開。
US4,851,796的TV-RF輸入電路具有下述缺陷在任一頻帶中無CB陷波、無FM陷波、對于UHF的高噪聲系數(shù)(通常用于FNAC的需求為S/N47dB)以及在由于所使用的大的耦合/匹配線圈的低波段(特別是在邊緣上)中，大的調(diào)諧/匹配線圈使小型化困難(除此之外，必須機(jī)械地固定線圈以防止顫噪以及還具有在高波段中產(chǎn)生問題的自諧振)以及過電壓保護(hù)不足夠高。
發(fā)明內(nèi)容
因此，本發(fā)明的目的是提供用于接收具有低噪聲系數(shù)的RF信號的調(diào)諧器輸入電路。
本發(fā)明的另一目的是提供調(diào)諧器輸入電路，用于接收包括高波段開關(guān)和可開關(guān)的FM陷波器的至少一個(gè)的RF信號。兩種裝置將改進(jìn)濾去不期望的信號，同時(shí)維持低噪聲系數(shù)。
本發(fā)明的另一目的是作為所應(yīng)用的電路允許使用更小組件的結(jié)果，提供具有降低尺寸大小但具有優(yōu)越噪聲系數(shù)的調(diào)諧器模塊。
在一個(gè)實(shí)施例中，在調(diào)諧器輸入電路中應(yīng)用調(diào)諧1/2RF陷波電路。
在另一實(shí)施例中，在調(diào)諧器輸入電路中，應(yīng)用高波段開關(guān)和可開關(guān)的FM陷波電路。
從參考在下文所述的實(shí)施例，本發(fā)明的這些和其他方面將變得顯而易見，以及將參考其闡明。
現(xiàn)在，參考附圖，通過舉例，將更詳細(xì)地描述本發(fā)明，其中圖1表示現(xiàn)有技術(shù)的RF輸入電路；圖2表示另一現(xiàn)有技術(shù)RF輸入電路；圖3表示根據(jù)本發(fā)明的RF輸入電路的實(shí)施例；以及圖4表示調(diào)諧1/2RF陷波器的頻率對振幅圖的例子。
在整個(gè)圖中，相同的參考數(shù)字表示相同元件或基本上執(zhí)行相同功能的元件。
具體實(shí)施例方式
圖1表示現(xiàn)有技術(shù)RF輸入電路100。(TV-)RF輸入電路100包括IF陷波濾波器10，用于抑制TV圖像和聲音中頻的信號，經(jīng)IF陷波濾波器10，使RF天線輸入RFI耦合到高通π形(.pi.-section)C、L2、L3的輸入。π-段(.pi.-section)C、L2、L3在π結(jié)構(gòu)中包括在電容串聯(lián)支路中安置的電容器C，其一端連接到π段的輸入端，以及耦合到第一電感并聯(lián)支路以及其另一端連接到π段的輸出端以及耦合到第二電感并聯(lián)支路。π段的輸出經(jīng)充當(dāng)所謂的第一串聯(lián)電感的耦合線圈L1耦合到第一RF諧振電路11。第一和第二電感并聯(lián)支路由分別充當(dāng)所謂的第二和第三串聯(lián)電感的耦合線圈L2和L3構(gòu)成。這些第一、第二和第三信號通路包括上述第一RF諧振電路11和第二及第三RF諧振電路21和31，每一個(gè)分別與變壓線圈L1、L2和L3連接，并且從公用于所有電路的調(diào)諧電壓Vtune，同時(shí)分別并聯(lián)調(diào)諧到45-160MHz(低波段)、160-470MHz(中波段)和470-870MHz(高波段)的第一、第二和第三TV頻帶I、II和III。經(jīng)耦合電容器，將RF諧振電路11、21和31分別耦合到雙柵極場效應(yīng)晶體管FET12、22和32的第一柵極輸入。通過變?nèi)荻O管Cv1和線圈L4，調(diào)諧低波段，以及線圈L1是匹配線圈(通常300-400nH)。由于其大小，線圈L1在高波段中產(chǎn)生自諧振，以及必須被固定(粘結(jié))以防止顫噪效應(yīng)。
圖2表示另一現(xiàn)有技術(shù)(TV)RF輸入電路200。能觀察到與圖1相比的兩個(gè)差別線圈Ls1、線圈Ls2和電容器Cs形成具有DC地210的高通(pi2臂)以改進(jìn)過電壓保護(hù)以及添加電容器Ccb以便在第三TV波段中(在具有線圈L3和線圈L6的~27MHz的UHF中)形成CB陷波器220。
圖3表示根據(jù)本發(fā)明并非常適合于TV信號接收的RF輸入電路300。RF輸入電路300包括第一RF諧振電路330(通常用于高波段470~870MHz)、第二RF諧振電路340(通常用于中波段160~470MHz)以及第三RF諧振電路350(通常用于低波段45~160MHz)。
在RFI，由RF輸入電路300輸入或接收RF信號。RF耦合電路310包括線圈Ls1、線圈Ls2、電容器Cs2和電容器Cs。線圈Ls2和電容器Cs2形成CB陷波器(民用波段陷波)。用于線圈Ls2的典型值為180nH以及對電容器Cs2為180pF，以及CB陷波的典型深度為＞50dB@27MHz。IF陷波電路390包括形成IF陷波器的線圈Lif和電容器Cif。IF陷波器過濾可能通過RFI非有意接收的調(diào)諧器或前端中頻(IF)信號(通常對PAL為約33~39MHz以及對NTSC為~45.75以及對日本為~58.75)。用于線圈Lif的典型值為145nH以及電容器Cif為120pF，典型陷波深度為＞20dB。FM陷波電路380包括形成FM陷波器的線圈Lt和電容器Ct。電容器Cinf1、Cinf2和Cinf3充當(dāng)用于由Vr、Vhigh和Vfm注入的DC信號的隔直流電容器。電容器Cinf2能構(gòu)造為也用于低波段的另一陷波器。事實(shí)上，它能與線圈Ls2和電容器Cs2互換以便形成CB陷波器或加在其之上。換句話說，電容器Cinf2和(線圈L2加線圈L5)能被構(gòu)造為CB陷波器以及Ls2和Cs2能被構(gòu)造為另一CB陷波器或IF陷波器。能施加輸入電壓Vr以及二極管Du和二極管Df將使它們的偏壓反向。Vr通常設(shè)置在約0.5Vcc(Vcc為電源電壓)以避免非線性化。本領(lǐng)域的技術(shù)人員理解到在RF輸入電路300中的幾個(gè)位置，例如在電容器Cif或線圈Lif下，能注入Vr。
浮動二極管是非線性的，因此，充當(dāng)混頻器。當(dāng)連接到全負(fù)載電纜時(shí)，這會有害。能期望高至125mV rms的信號，因此，反向偏壓必須存在以及充分足夠來防止二極管到0.7V閾值附近的任何地方。當(dāng)將Vhigh設(shè)置成低時(shí)，對于二極管Du可能是這種情形，和/或當(dāng)Vfm設(shè)置成低時(shí)，對于二極管Df可能是這種情形。
與高波段最相關(guān)的細(xì)節(jié)高波段開關(guān)電路370包括電容器Cu和二極管Du。電容器Cu充當(dāng)用于二極管Du的AC地。高波段開關(guān)(使用輸入Vhigh)能將電容器切換到地。當(dāng)高波段開關(guān)設(shè)置成開(通常Vhigh設(shè)置成Vcc)，二極管Du導(dǎo)體和電容器Cu將線圈L3調(diào)諧到低于最低頻率。線圈L3由此有效地變?yōu)閷⒛芰繌木€圈L3耦合至線圈L6的電感器。另外，在高波段開關(guān)電路370后的電路(例如電路380，390，340和350)將對高波段變得基本上不可見。由于它們的設(shè)計(jì)(部件選擇)變得更簡單，對這些電路更有利。這是因?yàn)榉駝t(部分)這些電路(特別是第三RF諧振電路350)對高波段會產(chǎn)生某些不期望的陷波。在高波段中，耦合電路360包括對高波段磁性耦合的線圈L3和線圈L6。在另一實(shí)施例(未明確地示出)中，線圈L3位于IF陷波器后(從RFI輸入端看)，以及本領(lǐng)域的技術(shù)人員將理解到由于電容器Ct和電容器Cf相對大(＞100pF)，這種結(jié)構(gòu)也將起作用。當(dāng)高波段開關(guān)設(shè)置成關(guān)(通常為0.2V)時(shí)，在線圈L3和L6間幾乎無耦合產(chǎn)生，以及調(diào)諧器將調(diào)諧到中波段或低波段。反之亦然，這意味著在高波段開關(guān)電路370后的電路(例如電路380，390，340和350)將看不見第一RF諧振電路330。這對第一RF諧振電路330是有利的，因?yàn)槠湓O(shè)計(jì)(部件選擇)變得更容易。這是因?yàn)榉駝t這些電路將會產(chǎn)生對中波段和/或低波段的某些不期望的陷波。
與中波段最相關(guān)的細(xì)節(jié)電容器Cv1和線圈L4+L1形成調(diào)諧電路和匹配電路。FM陷波器380能使用FM開關(guān)(通過低有效的，由此通常設(shè)置成0.2V的Vfm)來接通以便抑制如由FCC所需的附帶FM。在現(xiàn)有技術(shù)中增加這種FM陷波將在NF中增加＞2dB。本發(fā)明的FM陷波器380不損壞NF(噪聲系數(shù))。當(dāng)使用高波段或中波段時(shí)，使用FM開關(guān)(通過Vfm，低有效的，因此通常設(shè)置成Vcc)，將斷開FM陷波器380。FM陷波是約91至92MHz的單個(gè)固定陷波，在CH6(圖像83.25MHz和聲音87.75MHz)中通常接通，以便防止FM區(qū)的較低邊緣面積中的FM信號在該頻道中產(chǎn)生可見干擾。
在現(xiàn)有技術(shù)中，由于匹配線圈的大小(圖1中的L1能是400nH)，F(xiàn)M陷波線圈必須也為大，以便陷波適當(dāng)?shù)毓ぷ?。由于此，較低頻率接收將經(jīng)常遇到，例如由于更高NF。
具有變?nèi)荻O管Cv1的線圈L4形成調(diào)諧1/2RF陷波電路320(該電路實(shí)際上也是低波段的一部分)。對中波段，1/2RF陷波電路320非常重要，例如在全負(fù)載電纜系統(tǒng)中，因?yàn)樗鼮橄到y(tǒng)提供低噪聲系數(shù)低波段。對停播(off-air)和尤其對移動，用于VHF3的調(diào)諧1/2RF陷波器320提供大的好處。第2諧波(88×2…108×2)落在用于模擬和數(shù)字的VHF3波段。對電纜，在不可調(diào)電纜情況下(僅僅作為例子有印度、中國、臺灣、阿根廷)，基礎(chǔ)諧波的這種抑制很重要，其中，信號強(qiáng)度按照平方律Kf電纜損耗。低頻率中的信號電平可以遠(yuǎn)大于更高頻率。將中波段中的頻率劃分和線圈大小選擇為現(xiàn)有技術(shù)的中波段中的大小(近似根據(jù)值和大小)的約1/2。在現(xiàn)有技術(shù)中，這種大小的線圈會產(chǎn)生用于高波段的陷波(自諧振)，但由于使高波段開關(guān)接通，該陷波(實(shí)際上其自諧振)對高波段已經(jīng)變得不可見。當(dāng)基本上相同值變?nèi)荻O管用于變?nèi)荻O管Cv1和變?nèi)荻O管Cv3，形成跟蹤陷波。(變?nèi)荻O管的類型不一定需要相同；不同類型也能使用，帶有不同效果)。因?yàn)槿コF(xiàn)有技術(shù)的相對大的電感器(例如圖2中的L3)并由相對小的替換(圖3中的L3)，實(shí)現(xiàn)改進(jìn)的噪聲系數(shù)。在該新裝置中的阻尼電阻器(圖3中的R1)也為現(xiàn)有技術(shù)的值的約1/2，以便獲得TV所需的相同帶寬。
與低波段最相關(guān)的細(xì)節(jié)電容器Cv1和線圈L4+L1形成調(diào)諧電路和匹配電路。由于它們的較小值，與圖2的線圈L6和圖2的線圈L3相比，線圈L4和線圈L1具有一般的物理大小。因此，與現(xiàn)有技術(shù)相比，要求更少空間。這是一個(gè)大的優(yōu)點(diǎn)以便小型化調(diào)諧器或前端。當(dāng)在輸入電壓Vfm施加低電壓時(shí)(將低有效的Vfm設(shè)置成約0.2V)時(shí)，接通FM陷波器，否則使用電容器Cinf1，旁路FM陷波器(低有效的Vfm通常設(shè)置成Vcc)。在高質(zhì)量TV接收機(jī)中，這是有利的，因?yàn)閷υS多RF輸入信號不需要陷波。在強(qiáng)的FM發(fā)射機(jī)信號與例如VHF3波段(175-224MHz)干擾的地方，可開關(guān)的FM陷波器，結(jié)合1/2RF陷波尤其有用。這種信號干擾模擬TV信號，例如，諸如在如Sao Paolo和Tokyo地區(qū)中。但還是在使用DVB-T的地方，由于FM和DVB-T間的發(fā)射機(jī)功率中的大的差異(例如在城市地區(qū)，例如兆瓦FM發(fā)射機(jī)在USA存在)，可開關(guān)的FM陷波非常有利。
通過用電容器(例如Cu2)簡單替代二極管Du，能產(chǎn)生僅UHF(高波段)調(diào)諧器。同時(shí)，通過去除第三RF諧振電路350的一部分(低波段電路)，能產(chǎn)生高和中波段能力的調(diào)諧器。這很重要，因?yàn)橥ǔＴ跀?shù)字調(diào)諧器應(yīng)用中，并非使用所有波段。這樣做不影響其他波段的主要性能。TV輸入電路300還關(guān)于NF(噪聲系數(shù))產(chǎn)生改進(jìn)的高波段，它對移動和其它停播(off-air)應(yīng)用尤其重要。
RF輸入電路300優(yōu)越于現(xiàn)有技術(shù)執(zhí)行；例如，US4,851,796例如在低波段的低端遭受噪聲問題。同時(shí)，由于UHF臂(arm)中的CB陷波，US4,851,796具有一些問題。在一些航運(yùn)調(diào)諧器中，例如，在中國，去除如在US4,851,796中描述的CB陷波僅僅是為了改進(jìn)NF(噪聲系數(shù))。同時(shí)，用于中波段(CH E9)的CB濾除要求高通以獲得一些緩沖，因?yàn)閁HF中的陷波不具有足夠高的Q。
低波段中的大的匹配線圈是不利的(見例如現(xiàn)有技術(shù)調(diào)諧器的噪聲系數(shù))以及由于自調(diào)諧(UHF)問題，在現(xiàn)有技術(shù)調(diào)諧器中，不可能使它小和/或平，而不會導(dǎo)致高波段中的嚴(yán)重接收惡化。
RF輸入電路300在包括波段邊緣的每一頻道中帶有最大為6(通常NF能與5一樣低)的NF操作?，F(xiàn)有技術(shù)調(diào)諧器執(zhí)行在NF中差兩個(gè)dB。
圖4表示調(diào)諧1/2RF陷波器的頻率對振幅圖400的例子。在圖400中，調(diào)諧1/2RF陷波器，以便所期望的所需頻率F410處于192MHz，以及陷波頻率位于期望F410的約一半，以及不期望F420為96MHz。調(diào)諧1/2RF陷波器為具有在期望頻率一半處的調(diào)諧諧波以及抑制信號(通常與期望頻率處的信號相比實(shí)現(xiàn)至少40dB的抑制)的濾波器，由此使用變?nèi)荻O管，能調(diào)諧期望頻率。能使用相同的信號，通常是V調(diào)諧，來同時(shí)調(diào)諧陷波頻率和期望頻率。在圖400中，1/2RF頻率為192/2＝96MHz以便將大大地抑制96MHz的信號，在這種情況下，為FM波段中的信號。盡可能地濾去在期望頻率一半處的信號很重要，因?yàn)?次效應(yīng)會很好地導(dǎo)致位于期望頻率一半處的信號會導(dǎo)致期望信號惡化。
本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員將意識到能設(shè)計(jì)電路的另外的方案來產(chǎn)生具有所示優(yōu)點(diǎn)的調(diào)諧器電路。
上文僅示例說明本發(fā)明的原理。因此，將意識到本領(lǐng)域的技術(shù)人員將能設(shè)計(jì)各種裝置，盡管未在此明確描述或示出，但體現(xiàn)本發(fā)明的原理，由此在其精神和范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種TV-RF輸入電路(300)，包括RF耦合設(shè)備，天線輸入(RFI)經(jīng)該RF耦合設(shè)備耦合到第一(330)、第二(340)和第三(350)并聯(lián)可調(diào)諧RF諧振電路，用于在基本上頻率彼此接續(xù)的第一、第二和第三TV頻帶中并行選擇期望頻率，其中，所述第一RF諧振電路(330)包括第一RF諧振電路電感(L6)，以及其中，具有可以與第一RF諧振電路電感(L6)電磁耦合的第一串聯(lián)電感(L3)的所述RF耦合設(shè)備由開關(guān)電容器(Cu)使用高波段開關(guān)(Vhigh)來使能。
2.如權(quán)利要求1所述的TV-RF輸入電路，其中，所述第三RF諧振電路包括調(diào)諧1/2RF陷波器(320)。
3.如權(quán)利要求2所述的TV-RF輸入電路，其中，RF耦合設(shè)備進(jìn)一步包括FM陷波器(380)，以及其中，通過使用FM開關(guān)(Vfm)，通過開關(guān)電容(Cinf1)能基本上旁路FM陷波器(380)。
4.一種包括TV-RF輸入電路的調(diào)諧器，該TV-RF輸入電路包括RF耦合設(shè)備，天線輸入經(jīng)該RF耦合設(shè)備耦合到第一、第二和第三并聯(lián)可調(diào)諧RF諧振電路，用于在基本上頻率彼此接續(xù)的第一、第二和第三TV頻帶中并行選擇期望頻率，其中，所述第一RF諧振電路(330)包括第一RF諧振電路電感(L6)，以及其中，具有可以與第一RF諧振電路電感(L6)電磁耦合的第一串聯(lián)電感(L3)的所述RF耦合設(shè)備由開關(guān)電容器(Cu)使用高波段開關(guān)(Vhigh)來使能。
5.如權(quán)利要求4所述的調(diào)諧器，其中，所述第三RF諧振電路包括調(diào)諧1/2RF陷波器(320)。
6.如權(quán)利要求5所述的調(diào)諧器，其中，RF耦合設(shè)備進(jìn)一步包括FM陷波器(380)，以及其中，通過使用FM開關(guān)(Vfm)，通過開關(guān)電容(Cinf1)，能基本上旁路FM陷波器(380)。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種TV－RF輸入電路。該輸入電路包括RF耦合設(shè)備，天線輸入(RFI)經(jīng)該RF耦合設(shè)備耦合到第一(330)、第二(340)和第三(350)并聯(lián)可調(diào)諧RF諧振電路，用于在基本上頻率彼此接續(xù)的第一、第二和第三TV頻帶中并行選擇所需頻率。該第一RF諧振電路(330)包括第一RF諧振電路電感(L6)，以及其中，具有與第一RF諧振電路電感(L6)電磁耦合的第一串聯(lián)電感(L3)的所述RF耦合設(shè)備由開關(guān)電容器(Cu)使用高波段開關(guān)(Vhigh)提供能力。在一個(gè)實(shí)施例中，RF耦合設(shè)備進(jìn)一步包括FM陷波(380)，以及其中，F(xiàn)M陷波(380)能通過使用FM開關(guān)(Vfm)，通過開關(guān)電容器(Cinf1)旁路。
文檔編號H03J5/24GK1957534SQ200580016191
公開日2007年5月2日 申請日期2005年5月13日 優(yōu)先權(quán)日2004年5月19日
發(fā)明者K·C·鄺 申請人:皇家飛利浦電子股份有限公司