專利名稱：有源分布式信號分離裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明通常涉及信號分離裝置，更具體地涉及具有有利于成本效益的擴(kuò)
展性(expandability)的結(jié)構(gòu)和改善的特征(例如針對輸出信號的獨立頻率選 捧)的有源分布式信號分離(active distributed signal splitting )裝置。
背景技術(shù)：
信號分離裝置為現(xiàn)有技術(shù)公知。通常，信號分離裝置提供相應(yīng)于給定輸 入信號的多個輸出信號。傳統(tǒng)信號分離裝置的示例示于美國專利No. 4,668,920和5,168,242中。這種傳統(tǒng)裝置由于各種原因被認(rèn)為不太完善。例 如，美國專利No. 4,668,920中公開的信號分離裝置的不足在于它的結(jié)構(gòu)不利 于擴(kuò)展性。具體地，該信號分離裝置采用樹狀結(jié)構(gòu)，其中每個新的2路分離 器部分必須連接到主2路分離器部分的輸出。這類結(jié)構(gòu)的缺點在于每個輸出 處的總噪聲指數(shù)(noise figure)隨著結(jié)構(gòu)被擴(kuò)展而明顯地惡化。而且，這類 結(jié)構(gòu)需要附加的電路來構(gòu)建具有奇數(shù)個輸出的信號分離裝置。
傳統(tǒng)信號分離裝置，諸如在美國專利No. 5,168,242中所公開的，由于他 們不能提供期望的特征也是不完善的。例如，這種傳統(tǒng)信號分離裝置沒有提 供針對輸出信號的獨立頻率選擇。同樣，傳統(tǒng)信號分離裝置提供有限的功能 性。因此，需要一種改進(jìn)類型的信號分離裝置。本發(fā)明解決了這些和/或其他 問題。

發(fā)明內(nèi)容
根據(jù)本發(fā)明的一方面，公開了一種有源分布式信號分離裝置。根據(jù)示例 性實施例，所述裝置包括輸入信號的源和多個輸出點。包括場效應(yīng)晶體管的 信號分離器耦接在所述輸入信號的所述源與所述多個輸出點之間。與所述場 效應(yīng)晶體管相關(guān)聯(lián)的所述輸出點之一 包括濾波器。
根據(jù)本發(fā)明的另 一方面，公開了 一種使用有源分布式信號分離裝置來處 理輸入信號的方法。根據(jù)示例性實施例，所述方法包括步驟接收輸入信號；使用包括場效應(yīng)晶體管的信號分離器提供對應(yīng)于輸入信號的多個輸出信號；
和過濾所述輸出信號之一 以便提供過濾的輸出信號。
根據(jù)本發(fā)明的另一方面，公開了另一種有源分布式信號分離裝置。根據(jù)
示例性實施例，所述裝置包括用于從輸入信號中提供多個輸出信號的部件， 該部件包括場效應(yīng)晶體管；和用于過濾所述輸出信號之一的部件。


通過參考結(jié)合附圖的本發(fā)明的實施例的下列描述，本發(fā)明的上述和其它 特征和優(yōu)點、以及獲得它們的方式將變得更加明顯，并且本發(fā)明將更好理解， 其巾
圖1是根據(jù)本發(fā)明示例性實施例的有源分布式信號分離裝置的電路圖； 圖2是根據(jù)本發(fā)明另一示例性實施例的有源分布式信號分離裝置的電路 圖；和
圖3是根據(jù)本發(fā)明再一示例性實施例的有源分布式信號分離裝置的電路圖。
具體實施例方式
此處闡述的范例圖示了本發(fā)明的優(yōu)選實施例，并且所述范例并不應(yīng)當(dāng)被 理解為以任何方式限制本發(fā)明的范疇。
現(xiàn)在參考附圖，更具體地參考圖1,示出了根據(jù)本發(fā)明示例性實施例的 有源分布式信號分離裝置ioo的電if各圖。如圖l所示的，有源分布式信號分 離裝置100包括輸入點(INPUT)、多個n-溝道金屬氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)晶 體管(MOSFET) Ql-Q3 (每個具有相關(guān)的輸出點A-C )、多個濾波器10-30、 多個電感器L1-L5、和電阻器R1。有源分布式信號分離裝置IOO采用一種成 本效益高的擴(kuò)展性而在每個輸出不會明顯地惡化噪聲指數(shù)的結(jié)構(gòu)。
通常，電感器Ll-L5以及電阻器Rl的值可被作為設(shè)計選擇的事務(wù)而選 擇，并且可以取決于各種因素，例如額定分布式線阻抗、期望的輸入信號帶 寬、以及取決于MOSFET Ql-Q3的柵極-源極電容和雜散電容的分布式線電 容。根據(jù)示例性實施例，電感器L1和L4的值可以是電感器L2和L3的值的 一半(即，電感器L1和L4中的每一個等于X亨利，而電感器L2和L3中的 每一個等于X/2亨利)。電阻器R1例如可以具有50或75歐姆的值。根據(jù)設(shè)計選擇也可以使用其它值。
在操作中，有源分布式信號分離裝置100的輸入點(INPUT)接收輸入 信號，該輸入信號穿過M0SFETQ1-Q3的各個柵電極。根據(jù)示例性實施例， 接收的輸入信號可以是表示多個電視信號的寬帶信號。 一旦MOSFETQl-Q3 的各個柵電極接收到輸入信號，該輸入信號被耦接并傳送到如表示為輸出點 A-C的各個漏電極。如圖l所示，MOSFETQ1-Q3的漏電極分別耦接到濾波 器10-30，并且MOSFETQl-Q3的每個源電極耦接到地和各個晶體管的本體。
濾波器10-30可操作來分別對經(jīng)由MOSFETQ1-Q3的漏電極接收的信號 進(jìn)行濾波，從而提供經(jīng)過濾波的輸出信號(OUTPUT—l-OUTPUT_3 )。根據(jù) 示例性實施例，濾波器10-30彼此獨立地操作，因此每個濾波器可以具有不 同的通帶。例如，如果有源分布式信號分離裝置100接收到的輸入信號表示 多個電視信號，則從濾波器10-30提供的經(jīng)過濾波的輸出信號可以每一個表 示電視信號的不同的一個，或者可以表示不同的電視頻率范圍，例如VHF、 UHF1、 UHF2等等。
能夠接收VHF、 UHF1和UHF2頻率范圍的傳統(tǒng)電視調(diào)諧器被典型地配 置，使得這些頻帶中的每一個并行地連接到調(diào)諧器輸入。因為多個頻率選擇 性電路連接到同一點，為了在調(diào)諧器輸入處(尤其在寬頻率范圍上)提供良 好阻抗匹配，這種類型的傳統(tǒng)設(shè)計帶來了挑戰(zhàn)。相反，有源分布式信號分離 裝置100的結(jié)構(gòu)避免了這一問題，并且提供了一種在整個頻率范圍上具有良 好輸入阻抗匹配的簡化電路。
濾波器10-30的通帶可以是固定的，可以經(jīng)由控制信號(附圖中未示出) 被動態(tài)地調(diào)節(jié)，或者可以是前面兩者的組合。例如，濾波器10-30可以都具 有固定的通帶，或者都可以被動態(tài)地調(diào)節(jié)。作為另一個示例，濾波器10和 20可以具有固定的通帶，而濾波器30可以被動態(tài)地調(diào)節(jié)，反之亦然。根據(jù) 設(shè)計選擇可以使用固定通帶與可調(diào)節(jié)通帶的任意組合。以這種方式，濾波器 10-30可以獨立地提供不同被選頻率(寬帶和窄帶)的經(jīng)過濾波的輸出信號 (OUTPUT—l-OUTPUT_3 ),這是有源分布式信號分離裝置100的結(jié)構(gòu)的一 個重要優(yōu)點。
有源分布式信號分離裝置100也包括經(jīng)由控制信號允許濾波器10-30的 輸出獨立地接通和斷開的接通/斷開特征。該特征可被用來提高有源分布式信 號分離裝置100的能量效率。為了示例和解釋目的，信號分離裝置100如圖1中所示僅對于濾波器10的輸出(即，OUTPUT—1)包含該接通/斷開特征。 然而，濾波器20和30的輸出(即OUTPUT—2和OUTPUT_3 )也可以包括 這一特征。同樣為了示例和解釋目的，信號分離裝置IOO如圖1所示包括三 個(3) MOSFET Ql-Q3和三個(3)濾波器10-30。然而，對于本領(lǐng)域技術(shù) 人員來說直觀的是，根據(jù)設(shè)計選擇也可以使用不同數(shù)量的這種元件。具體地， 通過附加的MOSFET(如果期望，還有濾波器)，能夠以成本效益高的方式擴(kuò) 展有源分布式信號分離裝置100,而不明顯惡化每個輸出處的噪聲指數(shù)。
參考圖2，示出了根據(jù)本發(fā)明另一示例性實施例的有源分布式信號分離 裝置200的電路圖。圖2的有源分布式信號分離裝置200類似于圖1的有源 分布式信號分離裝置100,并且包括許多由共同參考符號表示的相同或類似 元件。然而，圖2的有源分布式信號分離裝置200顯示出電路的不同級可能 物理地位于不同的位置并且經(jīng)由具有等于分布線的特征阻抗的阻抗的傳輸介 質(zhì)(例如，如圖2中所示的同軸電纜)連接。在圖2中，例如，MOSFETQl、 濾波器10以及電感器Ll、 L5和L6物理地位于一個位置，并且經(jīng)由諸如同 軸電纜的傳輸介質(zhì)耦接到另 一位置中的剩余元件。
參考圖3,示出了根據(jù)本發(fā)明再一示例性實施例的有源分布式信號分離 裝置300的電路圖。圖3的有源分布式信號分離裝置300類似于圖1和圖2 的有源分布式信號分離裝置100和200,并且包括許多由共同參考符號表示 的相同或類似元件。然而，圖3的有源分布式信號分離裝置300顯示出 MOSFETQ1-Q3中的每一個可被配置有雙柵電極，其中一個柵電極接收輸入 信號，另一個柵電極接收增益控制信號AGC1-AGC3。
根據(jù)圖3所示的示例性實施例，每個MOSFETQl-Q3可以經(jīng)由分離的增 益控制信號AGC1-AGC3來獨立地控制，該增益控制信號改變施加到適用的 柵電極的電壓。以這種方式，在輸出點A-C處提供的信號的單獨增益可被獨 立地控制。盡管圖3示出了所有三個M0SFETQ1-Q3接收增益控制信號，但 是該示例性實施例的變型可以包括其中MOSFET Q1-Q3中的至少 一個不接收 增益控制信號的情況。也要注意，可以組合圖1-3所示的示例性實施例的各 方面。例如，示出了電路的不同級可以物理地位于不同位置并且可以經(jīng)由傳 輸介質(zhì)連接的圖2的實施例可以與其中MOSFET Q1-Q3中的至少 一 個接收增 益控制信號的圖3的實施例組合。
如此處所描述的，本發(fā)明提供了具有有利于擴(kuò)展性的結(jié)構(gòu)和改善的特征(例如包括針對輸出信號的獨立頻率選擇)的有源分布式信號分離裝置。盡 管本發(fā)明已經(jīng)被描述為具有優(yōu)選設(shè)計，但是在本公開的精神和范疇之內(nèi)可以
進(jìn)一步修改本發(fā)明。例如，盡管此處特別參考MOSFET描述了本發(fā)明，但是 根據(jù)本發(fā)明的原理也可以使用其它類型的FET技術(shù)(例如，CMOS、 GaAs 等)。而且，能夠以各種方式來實現(xiàn)本發(fā)明，例如一個或多個集成電路(IC) 或者分立組件分離器。因此，使用其一般原則，本申請意在涵蓋本發(fā)明的任 意變化、使用或改編。此外，本申請意在涵蓋那些背離本公開而落入本發(fā)明 所屬領(lǐng)域的已知或慣例實踐內(nèi)并且在所附權(quán)利要求的限定之內(nèi)的內(nèi)容。
權(quán)利要求
1.一種裝置(100，200，300)，包括輸入信號的源；多個輸出點；包括場效應(yīng)晶體管(Q1)的信號分離器，其耦接在所述輸入信號的所述源與所述多個輸出點之間；和其中與所述場效應(yīng)晶體管(Q1)相關(guān)聯(lián)的所述輸出點之一包括濾波器(10)。
2. 如權(quán)利要求1所述的裝置(100, 200， 300 )，其中所述場效應(yīng)晶體管 (Ql)包括用于接收增益控制信號(AGC1)的點。
3. 如權(quán)利要求l所述的裝置(100， 200, 300 ),其中所述濾波器(10) 的輸出響應(yīng)于控制信號而接通和斷開。
4. 如權(quán)利要求1所述的裝置(100, 200, 300),其中所述濾波器(IO) 耦接到所述場效應(yīng)晶體管(Ql)的漏電極。
5. 如權(quán)利要求1所述的裝置(100, 200, 300 ),其中所述場效應(yīng)晶體管 (Ql)的柵電極耦接到所述輸入信號的所述源。
6. 如權(quán)利要求1所述的裝置(100, 200, 300 ),其中所述輸入信號表示 多個電視信號，并且所述濾波器(10)選擇與所述電視信號之一對應(yīng)的頻率。
7. 如權(quán)利要求1所述的裝置(100, 200, 300),其中所述信號分離器包 括耦接在所述輸入信號的所述源與所述多個輸出點之間的多個場效應(yīng)晶體管(Ql-Q3 )。
8. 如權(quán)利要求7所述的裝置(100, 200, 300),其中所述場效應(yīng)晶體管 (Ql-Q3)中的至少兩個包括用于接收分離的增益控制信號(AGC1-AGC3)的點。
9. 如權(quán)利要求7所述的裝置(100， 200, 300)，其中與所述場效應(yīng)晶體 管(Ql-Q3)相關(guān)聯(lián)的所述輸出點中的至少兩個包括濾波器(10-30)。
10. 如權(quán)利要求9所述的裝置(100， 200, 300),其中所述輸入信號表 示多個電視信號，并且每個所述濾波器(10-30)獨立地選擇與所述電視信號 的不同 一 個相對應(yīng)的頻率。
11. 一種裝置(100, 200, 300)，包括用于從輸入信號中提供多個輸出信號的部件，其包括場效應(yīng)晶體管(Ql);和用于對所述輸出信號之一進(jìn)行濾波的部件(10)。
12. 如權(quán)利要求11所述的裝置(100, 200, 300),其中所述場效應(yīng)晶體 管(Ql)包括用于接收增益控制信號(AGC1)的部件。
13. 如權(quán)利要求11所述的裝置(100, 200, 300),其中所述濾波部件(10) 的輸出響應(yīng)于控制信號而接通和斷開。
14. 如權(quán)利要求11所述的裝置(100, 200, 300),其中所述輸入信號表 示多個電視信號，并且所述濾波部件(10)選擇與所述電視信號之一對應(yīng)的 頻率。
15. 如權(quán)利要求11所述的裝置(100, 200， 300 )，其中所述用于從所述 輸入信號中提供所述多個輸出信號的部件包括多個場效應(yīng)晶體管(Ql-Q3)。
16. 如權(quán)利要求15所述的裝置(100， 200, 300),其中所述場效應(yīng)晶體 管(Ql-Q3 )中的至少兩個包括用于接收分離的增益控制信號(AGC1-AGC3 ) 的部件。
17. 如權(quán)利要求15所述的裝置(100, 200， 300 ),其中所述場效應(yīng)晶體 管(Ql-Q3)中的至少兩個具有用于過濾所述輸出信號中的至少兩個的相關(guān) 部件(10-30)。
18. 如權(quán)利要求17所述的裝置(100, 200, 300),其中所述輸入信號表 示多個電視信號，并且每個所述濾波部件(10-30)獨立地選擇與所述電視信 號的不同的 一個相對應(yīng)的頻率。
19. 一種方法，包括步驟 接收輸入信號；使用包括場效應(yīng)晶體管(Ql)的信號分離器來提供對應(yīng)于所述輸入信號 的多個輸出信號；和對所述輸出信號之一進(jìn)行濾波，以便提供經(jīng)過濾波的輸出信號。
20. 如權(quán)利要求19所述的方法，還包括步驟經(jīng)由所述場效應(yīng)晶體管(Ql ) 的電極接收增益控制信號。
21. 如權(quán)利要求19所述的方法，其中所述經(jīng)過濾波的輸出信號響應(yīng)于控 制信號而接通和斷開。
22. 如權(quán)利要求19所述的方法，其中所述輸入信號表示多個電視信號，并且所述濾波步驟選擇與所述電視信號之一對應(yīng)的頻率。
23. 如權(quán)利要求19所述的方法，其中所述信號分離器包括多個場效應(yīng)晶 體管(Ql-Q3),并且所述場效應(yīng)晶體管(Ql-Q3)中的至少兩個提供所述輸 出信號中的至少兩個不同的信號。
24. 如權(quán)利要求23所述的方法，其中所述場效應(yīng)晶體管(Ql-Q3)中的 每一個接收分離的增益控制信號(AGC1-AGC3 )。
25. 如權(quán)利要求23所述的方法，其中所述場效應(yīng)晶體管(Ql-Q3)中的 每一個具有用于對所述輸出信號之一進(jìn)行濾波的相關(guān)濾波器(10-30)。
26. 如權(quán)利要求25所述的方法，其中所述輸入信號表示多個電視信號， 并且每個所述濾波器(10-30)獨立地選擇與所述電視信號的不同的一個相對 應(yīng)的頻率。
27. —種裝置(100， 200， 300)，包括 輸入信號的源；多個輸出點；耦接在所述輸入信號的所述源與所述多個輸出點之間的信號分離器，所 述分離器包括在輸入信號的所述源與所述多個輸出點中的相應(yīng)的輸出點之間 耦接的多個場效應(yīng)晶體管(Q1, Q2， Q3);和多個濾波器(IO, 20, 30),其耦接在所述場效應(yīng)晶體管(Q1, Q2, Q3) 的漏電極(A, B, C)與所述多個輸出點中的所述相應(yīng)的輸出點之間，所述 多個濾波器(10, 20, 30 )在頻域中展示不同的濾波特性。
全文摘要
一種有源分布式信號分離裝置(100，200，300)具有有利于成本效益的擴(kuò)展性的結(jié)構(gòu)，并且提供了改進(jìn)的特征，例如包括針對輸出信號的獨立的頻率選擇。根據(jù)示例性實施例，所述裝置(100，200，300)包括輸入信號的源和多個輸出點。包括場效應(yīng)晶體管(Q1)的信號分離器耦接在所述輸入信號的所述源與所述多個輸出點之間。與所述場效應(yīng)晶體管(Q1)相關(guān)聯(lián)的所述輸出點之一包括濾波器(10)。
文檔編號H03H11/02GK101553983SQ200680056519
公開日2009年10月7日 申請日期2006年12月5日 優(yōu)先權(quán)日2006年12月5日
發(fā)明者亞歷山大·薩拉平 申請人:湯姆森特許公司