專利名稱：包含選擇濾波器的調(diào)諧器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于將RF(射頻)信號(hào)變換成IF(中頻)輸出信號(hào)的調(diào)諧器，所述調(diào)諧器包括一產(chǎn)生第一IF信號(hào)的混頻器，一過濾處理所述第一IF信號(hào)以便產(chǎn)生所述IF輸出信號(hào)的處理裝置。
本發(fā)明在接收RF信號(hào)的系統(tǒng)中發(fā)現(xiàn)了許多應(yīng)用。


圖1描述了從現(xiàn)有技術(shù)中得知的調(diào)諧器的不同功能塊。
調(diào)諧器包括濾波裝置101，用于接收RF信號(hào)102并提供第一濾波信號(hào)103。濾波裝置101實(shí)現(xiàn)與接收裝置104(天線，電纜...)匹配的阻抗和電平，和實(shí)現(xiàn)對(duì)預(yù)期信道頻譜附近的信號(hào)102頻譜的選擇性濾波。
已濾波信號(hào)103由放大器105放大，這樣使IF輸出信號(hào)106的振幅不受RF信號(hào)102電平的影響而保持恒定。為此，控制裝置107裝備有通過放大器105實(shí)現(xiàn)對(duì)所施加的濾波信號(hào)103的自動(dòng)增益控制。濾波裝置108對(duì)放大信號(hào)109進(jìn)行濾波操作，以便增強(qiáng)對(duì)產(chǎn)生輸出信號(hào)110的預(yù)期頻道的選擇性。特別是濾波裝置108提供了抑制頻譜中圖像頻率的可能性。調(diào)諧器還包括一混頻器111，用于將RF輸入信號(hào)110轉(zhuǎn)換成IF輸出信號(hào)112。混頻器111接收壓控振蕩器117產(chǎn)生的輸出信號(hào)113?；祛l器111將輸入信號(hào)110與所述輸出信號(hào)113相乘，涉及關(guān)于信號(hào)110的頻移。IF信號(hào)112有一等于信號(hào)113和110的頻差的頻率，經(jīng)過濾波裝置114濾波，以便衰減RF殘留物并產(chǎn)生已濾波的IF信號(hào)115。特別地，濾波裝置114衰減來自混頻器111的殘留頻率，以及衰減來自信道的殘留頻率，該信道與期望頻道相鄰并且沒有被濾波裝置101和108完全抑制。已濾波IF信號(hào)115隨后被放大器116放大，以產(chǎn)生所述IF輸出信號(hào)106。鎖相環(huán)型的控制裝置118為控制濾波裝置101和108的中心頻率提供了可能，且通過為振蕩器117提供一具有可變電壓電平的信號(hào)，保證了IF信號(hào)112相位的穩(wěn)定性。
美國(guó)專利6070061描述了一用于將RF信號(hào)轉(zhuǎn)變成IF信號(hào)的調(diào)諧器。該專利提供了由級(jí)聯(lián)安排兩個(gè)選擇性濾波器所組成的選擇性濾波裝置，用來形成對(duì)IF信號(hào)的帶通濾波器。
這些選擇性濾波裝置具有一定數(shù)量的限制，特別是當(dāng)RF頻譜所包含的諸多頻道具有彼此接近的頻率并且它們的電平在大比率范圍內(nèi)變化時(shí)。
由于數(shù)字電視業(yè)務(wù)的大規(guī)模傳輸并且考慮到RF頻譜范圍被限制，因此與每個(gè)業(yè)務(wù)相關(guān)的頻道彼此非常接近。在本文中，現(xiàn)有技術(shù)文件描述的濾波裝置不允許對(duì)特殊頻道的精確選擇。實(shí)際上，這些濾波裝置的選擇性不足夠大，一方面是因?yàn)椴荒艹浞峙袆e頻率響應(yīng)的主波瓣，但是另一方面，是因?yàn)榈诙ò昃哂幸桓哒穹?。相鄰頻道的頻率分量因此沒有被濾波裝置抑制。這導(dǎo)致了IF信號(hào)的質(zhì)量不高，即當(dāng)涉及視頻信號(hào)時(shí)導(dǎo)致圖像質(zhì)量不高。
此外，組成RF頻譜的這些數(shù)字頻道目前通過數(shù)字調(diào)制技術(shù)例如QAM技術(shù)來發(fā)送。這種類型的調(diào)制允許調(diào)諧器對(duì)要選擇的頻道的頻率范圍有一非常低的增益變化(稱作“傾斜”)。通常，對(duì)于6-8MHz帶寬的頻道允許0.5dB的最大變化?，F(xiàn)有技術(shù)文件描述的選擇性濾波裝置不能滿足這種調(diào)制類型的要求，實(shí)際上此類調(diào)制對(duì)帶寬6-8MHz的頻道具有高傾斜，導(dǎo)致了預(yù)期頻道的不良接收和/或?qū)σ曨l信號(hào)的不良圖像質(zhì)量。
為此，本發(fā)明的調(diào)諧器其特性在于所述的處理裝置包括---一個(gè)接收所述的第一IF信號(hào)的電壓跟隨器電路，用于以低阻抗產(chǎn)生第二IF信號(hào)，---控制裝置，用于控制所述電壓跟隨器電路的偏電流值，---一個(gè)具有雙諧振頻率的濾波器，用于濾波所述的第二IF信號(hào)并產(chǎn)生所述IF輸出信號(hào)。
本發(fā)明的調(diào)諧器包括以具有雙諧振頻率的濾波器的使用為基礎(chǔ)的處理器，借助該雙諧振頻率可以獲得對(duì)通常是44MHZ的中頻的高選擇性。這樣，臨近所選擇頻道的頻道的殘留頻率可以從頻譜中消除，即使它們的電平比所選擇的頻道高很多。IF輸出信號(hào)就這樣從來自鄰近頻道的頻率成分中被去除，由此導(dǎo)致了在選擇的頻道中有更好質(zhì)量的信息。使用具有雙諧振頻率的濾波器不僅提供了在選擇的方式下濾波的可能性，還確保了所選頻道的頻率范圍有很低的傾斜。
具有雙諧振頻率的濾波器通過具有輸出低阻抗的電壓跟隨器電路與混頻器隔離。為了消除流經(jīng)電壓跟隨器電路的電流變化，將控制裝置與電壓跟隨器相關(guān)聯(lián)，所述的變化是頻率變化時(shí)由具有雙諧振頻率的濾波器的輸入阻抗變化造成的。這樣，具有恒定值的偏流總是流過電壓跟隨器電路，其優(yōu)點(diǎn)是可以確保線性的操作狀況。頻率分量在所選頻道的帶寬上僅收到很低的相應(yīng)衰減，這為使用數(shù)字調(diào)制信道的這種調(diào)諧器的設(shè)想提供了可能。
本發(fā)明的調(diào)諧器還具有能夠用來對(duì)包括依據(jù)模擬技術(shù)調(diào)制的頻道的RF信號(hào)進(jìn)行變換的優(yōu)點(diǎn)。事實(shí)上，在這種情況下，諸多頻道還被分隔，因而本發(fā)明的調(diào)諧器還提供了選擇這樣的頻道的可能性。本發(fā)明的調(diào)諧器還適合于混合使用，這有利于RF信號(hào)有時(shí)依據(jù)數(shù)字技術(shù)調(diào)諧和有時(shí)依據(jù)模擬技術(shù)調(diào)制的情況，因?yàn)橐粋€(gè)調(diào)諧器就足夠了。
本發(fā)明的特征還在于帶有雙諧振頻率的濾波器包括兩個(gè)通過耦合方式連接的諧振電路。
這個(gè)具有雙諧振頻率的濾波器的實(shí)施具有可以以精確的方式對(duì)濾波器整體選擇性進(jìn)行調(diào)節(jié)的優(yōu)點(diǎn)。此外，這個(gè)相互耦合的電路為得到從第二波瓣消除的頻率響應(yīng)提供了可能，這個(gè)第二波瓣可以引入對(duì)來自相鄰頻道的頻率成分不良抑制。
本發(fā)明的特征還在于耦合裝置包括一容性耦合。
在雙諧振頻率濾波器中使用容性耦合導(dǎo)致了低成本的解決方案。
本發(fā)明還涉及一種實(shí)現(xiàn)具有上述特征并允許將RF信號(hào)變換成IF信號(hào)的調(diào)諧器頂置盒。
本發(fā)明還涉及一種使用具有上述特征并允許將RF信號(hào)轉(zhuǎn)換成IF信號(hào)的調(diào)諧器的電視設(shè)備。
本發(fā)明的這些和其他方面是顯而易見的，并將用非限定性的例子結(jié)合下文所述的實(shí)施例進(jìn)行說明。
在圖中圖1描述了從現(xiàn)有技術(shù)得知的調(diào)諧器的不同功能塊，圖2描述了濾波IF信號(hào)的本發(fā)明的不同處理裝置的安排，圖3描述了濾波IF信號(hào)的本發(fā)明的處理裝置的第一實(shí)施例，圖4描述了濾波IF信號(hào)的本發(fā)明的處理裝置的第二實(shí)施例，圖5描述了本發(fā)明的控制裝置的實(shí)施例，圖6表示本發(fā)明的帶有雙諧振頻率的濾波器的頻率響應(yīng)，圖7表示本發(fā)明的帶有雙諧振頻率的濾波器的輸入阻抗變化，圖8示例了本發(fā)明的調(diào)諧器的應(yīng)用。
處理裝置114接收由圖1所述的混頻器111所產(chǎn)生的第一IF信號(hào)201。首先，電壓跟隨器電路203接收IF信號(hào)201并供應(yīng)一個(gè)具有低阻抗的第二IF信號(hào)204。與所述電路203關(guān)聯(lián)的控制裝置205允許控制電壓跟隨器電路的偏流，以便確保構(gòu)成所述電路的元件的線性操作。第二，所述的第二IF信號(hào)204借助具有雙諧振頻率的濾波器206濾波，產(chǎn)生所述IF輸出信號(hào)202。借助它的可選擇特性，濾波器206允許消除信號(hào)204中的來自與所選擇頻率頻道相鄰的頻道的殘留頻率成分。
圖3所示為本發(fā)明的過濾第一IF信號(hào)301并產(chǎn)生第二IF輸出信號(hào)302的處理裝置的第一實(shí)施例。
在信號(hào)301是一個(gè)未參考特定電位的差動(dòng)信號(hào)情況下，電壓跟隨器電路的輸入由兩個(gè)晶體三極管T1和T2的基極組成。晶體三極管T1和T2被設(shè)置成射級(jí)跟隨器結(jié)構(gòu)，通過它們的發(fā)射級(jí)提供一低抗阻的差動(dòng)信號(hào)303。晶體三極管T1和T2的發(fā)射極與可變電流源304和305連接，該電流源允許提供一個(gè)恒定值的射極電流，使其不受接收所述差動(dòng)信號(hào)303的雙諧振頻率濾波器206的輸入阻抗變化的影響。為確保這個(gè)電流控制，電流源304和305與如下所述的控制裝置相連。
雙諧振頻率濾波器206由通過容性耦合連接的第一和第二諧振電路組成。
第一諧振電路由電容C1-C2和電感L1組成。這些元件確定了第一諧振頻率f1，該第一諧振頻率值還取決于第二諧振電路的特性。
第二諧振電路由電容C3-C4和電感L2組成。這些元件確定了第二諧振頻率f2，其頻率值還取決于第一諧振電路的特性。
兩個(gè)諧振電路的耦合通過電容C5實(shí)現(xiàn)。本領(lǐng)域技術(shù)人員對(duì)頻率f1和f2的控制提供了獲得如圖6所述的雙諧振頻率濾波器的頻率響應(yīng)的可能。這個(gè)頻率響應(yīng)的特征在于在中間頻率f0附近有一增益變化G非常低的區(qū)域，尤其在頻率區(qū)間[f1，f2]，這歸功于第一和第二諧振電路的相互作用。此外，在這個(gè)中心區(qū)域外的頻率響應(yīng)迅速衰減，顯示了這種濾波器很強(qiáng)的選擇性。
為獲得如圖6所示的頻率響應(yīng)，本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以固定一個(gè)諧振電路部件的值并變化另一條諧振電路部件的值，直到獲得穩(wěn)定的在頻率f0附近的一致頻率響應(yīng)。
圖4描述了本發(fā)明的濾波第一IF信號(hào)301并產(chǎn)生第二IF輸出信號(hào)302的處理裝置的第二實(shí)施例。
這個(gè)實(shí)施例與圖3中的不同之處在于所述的第一和第二諧振電路的容性耦合是由其中心點(diǎn)接地的串聯(lián)電容C5-C6構(gòu)成的。這種容性耦合的結(jié)構(gòu)允許改進(jìn)對(duì)要濾波的信號(hào)303的共模抑制。
如上所述，電壓跟隨器電路與控制裝置相關(guān)聯(lián)，以保持構(gòu)成所述電路的元件的偏流為一個(gè)恒定值。如圖7所示，具有雙諧振頻率的濾波器206的輸入阻抗Ze在頻率區(qū)間[f1，f2]，即在濾波器的選擇區(qū)域內(nèi)有很大的變動(dòng)。事實(shí)上，濾波器的輸入阻抗在位于中間頻率f0附近頻率取低值，且高值位于頻率區(qū)間[f1，f2]的端點(diǎn)附近頻率處。具體說，抗Ze在頻率f0有最小值，且在頻率f1和f2有最大值。因此，對(duì)于相同電平的所述第一IF信號(hào)301，被雙諧振頻率濾波器吸收的電流Iout在頻率區(qū)間[f1，f2]同樣很強(qiáng)地變化。由于濾波器的輸入電流Iout是由晶體三極管T1和T2構(gòu)成的電壓跟隨器電路供給的，為了防止電流Iout的這些變化引起晶體三極管T1和T2射極電流的變化(并因此基極電流變化)，控制裝置與晶體三極管T1和T2以這樣一種方式相關(guān)聯(lián)晶體三極管T1和T2的射極電流IF保持恒定值，而不管電流Iout是否變化。
圖5描述了本發(fā)明的所述的控制裝置的實(shí)施例。因?yàn)榈谝籌F信號(hào)301是一個(gè)差動(dòng)信號(hào)，因此同樣的控制裝置與晶體三極管T1和T2相關(guān)聯(lián)。下面只描述與晶體三極管T1關(guān)聯(lián)的控制裝置。
控制裝置包括有一恒定值IS的電源501，晶體三極管502，電流源503，電阻器504和晶體三極管505。當(dāng)電流Iout增加，趨向于使電流IF增加，趨向于在電流IS恒定條件下使電流IM減小。通過元件502-503，電流IM的減小造成電流ID的減小，這給IF帶來恒定的平衡值。通過改變電流ID，這個(gè)控制允許總電流IE＝(Iout+ID)保持在一恒定值。晶體三極管T1的基極電流也保持恒定，而與電流Iout的變化無關(guān)，這就允許T1在基射結(jié)有一動(dòng)態(tài)恒定阻抗。換句話說，晶體三極管T1的基極發(fā)射極電壓Vbe保持恒定。
通過這種方式，如前所述與控制裝置相關(guān)聯(lián)的晶體三極管T1構(gòu)成的電壓跟隨器電路可以為所選的頻道的整個(gè)頻譜獲得一單一的增益。
圖8示例了使用如圖1所示的調(diào)諧器802的設(shè)備801，該調(diào)諧器802實(shí)現(xiàn)參照?qǐng)D2，3，4和5所述的本發(fā)明的特性。該設(shè)備專用于接收RF信號(hào)803，將其轉(zhuǎn)換成IF信號(hào)804，并通過解調(diào)裝置806解調(diào)信號(hào)804以產(chǎn)生已解調(diào)輸出信號(hào)805。在RF信號(hào)803可以包括依據(jù)模擬技術(shù)調(diào)制的頻道和依據(jù)數(shù)字技術(shù)調(diào)制的頻道的情況下，調(diào)諧器802是混合型的。
例如，該設(shè)備801是頂置盒型的，專用于接收通過一電纜網(wǎng)絡(luò)807發(fā)送的RF視頻信號(hào)803。由本發(fā)明的調(diào)諧器供應(yīng)的IF信號(hào)804接著被顯著放大，并被處理裝置806解調(diào)成通過顯示裝置808可視的視頻內(nèi)容。
在另一應(yīng)用中，本發(fā)明的調(diào)諧器直接被整合在電視機(jī)中。
從實(shí)施的角度看，參照?qǐng)D4所述的本發(fā)明的調(diào)諧器的元件應(yīng)由離散元件或集成電路元件組成。特別是電流控制電壓跟隨器電路的元件可集成在集成電路中。
本發(fā)明的調(diào)諧器最好適用于處理依據(jù)QAM數(shù)字技術(shù)調(diào)制的RF信號(hào)，在這種情況下允許對(duì)預(yù)期頻道進(jìn)行精確選擇，同時(shí)抑制了鄰近頻道的頻率成分。特別是這種調(diào)諧器適用于處理陸地傳送的DVB型的RF信號(hào)，也適用于處理依據(jù)模擬技術(shù)調(diào)制的RF信號(hào)。
本發(fā)明已經(jīng)結(jié)合單一變換的調(diào)諧器進(jìn)行了描述，其中單一混頻器被用于將RF信號(hào)變換成IF信號(hào)。本發(fā)明也可用于使用幾個(gè)混頻器的多變換的調(diào)諧器。在這種情況下，將依據(jù)圖2所述的本發(fā)明的處理裝置放在提供IF信號(hào)的混頻器的輸出端就可以了。
應(yīng)當(dāng)注意的是，本發(fā)明不僅局限于所述實(shí)施例，在不背離本發(fā)明范圍的條件下，本領(lǐng)域的熟練技術(shù)人員可以設(shè)想多種替換方案。特別是，可以設(shè)想電壓跟隨器電路的不同類型的電流控制(例如，沒有反饋回路的控制)，以及設(shè)想在雙諧振頻率濾波器中使用感性連接。
權(quán)利要求
1.一種將RF信號(hào)變換成IF輸出信號(hào)的調(diào)諧器，所述調(diào)諧器包括一用于產(chǎn)生第一IF信號(hào)的混頻器，用于濾波所述第一IF信號(hào)從而產(chǎn)生所述IF輸出信號(hào)的處理裝置，其特征在于處理裝置包括—接收所述第一IF信號(hào)的電壓跟隨器電路，用于產(chǎn)生一低阻抗第二IF信號(hào)，—控制裝置，控制所述電壓跟隨器電路的偏流值，—具有雙諧振頻率的濾波器，用于濾波所述第二IF信號(hào)并產(chǎn)生所述IF輸出信號(hào)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的調(diào)諧器，其特征在于具有雙諧振頻率的濾波器包括通過耦合裝置連接的兩個(gè)諧振電路。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的調(diào)諧器，其特征在于所述的耦合裝置包括一電性耦合。
4.一種用于接收和變換RF信號(hào)為IF輸出信號(hào)的頂置盒，其特征在于它包括一如權(quán)利要求1所述的調(diào)諧器。
5.一種電視設(shè)備，其特征在于它包括一如權(quán)利要求1所述的調(diào)諧器。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種用于將RF信號(hào)(110)變換成IF輸出信號(hào)(202)的調(diào)諧器，所述調(diào)諧器包括一產(chǎn)生第一IF信號(hào)(201)的混頻器(111)，濾波所述第一IF信號(hào)(201)從而產(chǎn)生所述IF輸出信號(hào)(202)的處理裝置(114)。本發(fā)明的調(diào)諧器的特征在于所述處理裝置(114)包括—接收所述第一IF信號(hào)(201)的電壓跟隨器電路(203)，用于產(chǎn)生一低阻抗第二IF信號(hào)(204)，—控制裝置(205)，控制所述電壓跟隨器電路(203)的偏流值，—具有雙諧振頻率的濾波器(206)，用于濾波所述第二IF信號(hào)(204)并產(chǎn)生所述IF輸出信號(hào)(202)。本發(fā)明的調(diào)諧器具有很強(qiáng)的用于消除與所選頻道相鄰的頻道的殘留頻率成分的選擇性，和線性頻率響應(yīng)。
文檔編號(hào)H04B1/26GK1421995SQ02160630
公開日2003年6月4日 申請(qǐng)日期2002年11月23日 優(yōu)先權(quán)日2001年11月27日
發(fā)明者S·阿米奧特, J·-M·帕里斯, L·扎伊德 申請(qǐng)人:皇家菲利浦電子有限公司